每日雜誌 ｜全面提升技術表現 劍指洛杉磯奧運 「科技+體育」突破極限 專家研奪牌秘密武器
2024-11-14 09:30 
《智創運動科技系列》之 競賽篇
運動與科技結合，成為全球體育發展的重要趨勢，其影響力超越界限。香港運動員於今屆巴黎奧運以2金2銅創新猷，除有賴運動員及教練的努力拼搏，幕後團隊運用科技輔助亦功不可沒。近年，香港體育學院與多所大學合作，利用科技提升運動員表現，例如與香港科技大學的風洞測試技術，協助單車手克服風阻；與理大的生物力學研究，精準捕捉和分析運動員的動作，盼爭取0.01秒的先機，贏得決勝分。本報將透過系列報道，深入探討運動科技如何在精英賽事、體育產業和全民運動的層面上，為香港帶來改變。
奧運不僅是運動員的競技場，也是各地展示科技實力的舞台。全球多地已採用「人工智能（AI）+體育」的模式，為選手提供協助。作為體育強國，中國擁多項創新技術，國家籃球隊與商湯科技合作，開發運動表現分析平台，通過構建場地三維模型和動作捕捉，實時記錄和分析運動員的負荷強度、技術準確性等，提升訓練效率；百度與上海體育大學攜手研發大模型，為國家游泳、田徑和體操隊等6支隊伍作動作識別和技術分析，成效顯而易見。
為運動員打造「個人化」方案
近年本港精英運動員屢創佳績，上屆東京奧運創紀錄贏得1金2銀3銅共6面獎牌。港府與香港賽馬會慈善信託基金出資3億元，推出「運動科研資助計劃」，至今年4月已批准8項申請，當中涉及24個運動項目，撥出約1.5億元。為備戰2026年名古屋亞運會和亞洲殘疾人運動會，以及2028年洛杉磯奧運會和殘奧會等重要賽事，該計劃已延長至2028年底。
據悉，目前獲批的資助項目多走「個人化」路線，為運動員量身打造具針對性的方案，以提升其表現。消息人士指出，獲批的科研項目，涵蓋劍擊、游泳、單車及羽毛球等奧運奪牌項目，以及在亞運有奪牌希望的滑浪風帆及壁球，另包含今屆殘奧會中取得佳績的硬地滾球及羽毛球項目。
多年來，體院鮮有公開提及運動員的培訓方法。體育界人士John直言，因全屬「軍事機密」，特別是涉及科研資助計劃，當中獲批項目被視為未來數年港隊奪牌的「秘密武器」。據他透露，體院一直積極應用運動科技，例如訓練及比賽中用於監測運動員心率的「光學心率臂帶」，到為三項鐵人和馬拉松選手監控乳酸值和血糖的監察儀，乃至較大型的鷹眼攝錄系統等，本港的技術不遜於其他地區。
6大中心解決表現傷患問題
體院設有專門的「精英訓練科技」部門，統籌利用科技輔助訓練。部門下設6大中心，包括體能科學訓練、運動生物力學、運動醫學、運動心理、運動營養及運動發展中心。香港智障人士體育協會主席、香港高等教育科技學院運動及康樂學系系主任陸子聰，有參與精英運動員培訓，他指，主教練除了日常技術訓練外，也會就運動員的表現及傷患問題，向運動科學部門求助；雙方開會商討，嘗試從科學技術、運動醫學及運動營養學等方向探究問題，並運用高科技儀器和技術尋求解決方案。
陸舉例，個別運動員於比賽後段出現小腿抽筋，影響表現，過去會被認為是因姿勢不良或耐力不足所致，但現時可透過數據分析，找出抽筋肇因，是否涉及體力不支或肌肉不平衡等，配合物理治療師及營養師跟進。他補充，部分主教練樂於在日常訓練加入運動科學監察，如在單車安裝不同儀器，監察運動員表現。
風洞測試技術助研裝備
John提到，運動生物力學的分析，有助掌握運動員肌肉及關節強度，了解其手腳發力情況，日後更可建立數據庫，分析運動員於賽事的表現，針對性地改良訓練方法。
過去兩年，體院先後與科大及理大合作，成立「體育科技聯合中心」及「理大—體院研究中心」。其中與科大的合作早有先例，自2018年起，雙方共同開發全新的風洞測試技術，展開「運動空氣動力科研計劃」，為香港單車隊研發及改良低阻力的「破風戰衣」單車服和鞋套等裝備，協助「女車神」李慧詩於東京奧運的女子場地單車爭先賽奪得銅牌。
此外，中心亦為滑浪風帆運動員進行綜合空氣動力學性能評估，開發運動空氣動力學與生物傳感器，以及模擬人體手臂和腿部肌肉脈動的人體模型。
中心主任、科大機械及航空航天工程學系講座教授張欣說，旗下風洞實驗室透過模擬不同風速，讓單車手體驗風阻，找出更省力、能踩出更快速度的姿勢。團隊透過3D掃描技術，重建運動員的虛擬模型，並借助超級電腦，進行計算流體動力學分析，了解不同姿勢和裝備如何影響空氣流動。
張欣指，團隊基於分析，設計出符合空氣力學的緊身單車服，並利用3D打印技術製運動員模型作測試，優化單車服面料的拉伸比例。現時的單車服於比賽速度下，可減低達3%的阻力。
至於「理大—體院研究中心」的專家團隊，由學者、科研人員及體院成員組成。理大體育科技研究院院長、生物醫學工程學系系主任及講座教授張明教授是該中心協調員，他稱，研究中心主力研究運動生物力學與人體的相互作用，以提升運動員表現。
據知，該中心為單車、劍擊、游泳、跳水及空手道運動員提供姿態分析，利用動作捕捉和3D重建技術，收集生物力學數據，並運用計算機視覺和人工智能，從重要賽事照片中提取有用資訊。團隊也在體院安裝攝影系統，為空手道運動員進行無標記動作捕捉及分析。
翻查資料，該校的單車相關研究獲「運動科研資助計劃」資助，利用紅外線感測器和功率計，配合深度學習模型分析比賽影像，獲得運動員的統計數據和技術特點，並可分析比賽場地和環境對運動員的影響，為教練團提供參考。
另外，體院精英訓練科技總監蘇志雄日前出席Y-LOT Foundation「第三屆全球SciTech青年論壇：S.P.O.R.T. Infinity」時，罕有地透露了部分正在研發的科技，如機械人訓練系統，以及能模擬不同運動的重量訓練系統等。
頂尖運動員的實力不相伯仲，勝負關鍵取決於臨場表現和訓練成果。在各專家的協助下，香港運動員有望通過運動科技，締造更輝煌的成就，續寫香港傳奇。
理大創建AI游泳實驗室 訓練更安全科學化
近年，理工大學體育科技研究院進行多項研究，包括由前國家隊奧運跳水金牌主導的跳水生物力學研究，又創建AI游泳科技實驗室，提升泳手速度。
前國家隊奧運跳水金牌王鑫，是理大精英運動員博士學位獎學金的首位得主。她在理大進行跳水相關的生物力學研究，藉捕捉並量化運動員從起跳、空中翻騰到入水的過程，並以傳感器量度人體各部位所承受的衝擊力。據了解，她曾就傷患情況向國家跳水隊進行問卷調查，發現約30%的運動員曾受傷，另有20%運動員曾出現眼睛充血或受傷，包括因衝擊造成的扭傷和拉傷。
理大體育科技研究院院長張明指，現時項目仍在測試階段，但王鑫希望日後建立模型，模擬跳水姿勢的壓力和運動情況，讓跳水訓練變得更科學化和安全。
此外，研究院正與曾培養多名港隊「女飛魚」的拔萃女書院，共建AI游泳科技實驗室，透過穿戴式表面肌電感測器及水下拍攝系統，捕捉泳手肢體動作和肌肉運用數據，進行比較和分析，以改善姿勢，提高泳手的速度。理大康復治療科學系助理教授蘇俊龍稱，研究就起跳動作、游泳推進力及肌肉運用等進行分析，其中就起跳動作訓練，經系統分析比較後，泳手的平均起跳速度較以往快0.127秒，效果理想。
每日雜誌組
《智創運動科技系列》
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