科研资助计划 港夺牌秘密武器

2024-11-14 00:00

体院及科大团队通过风洞室验室,为香港单车队进行单车测试,前精英运动员李慧诗曾参与其中。
体院及科大团队通过风洞室验室,为香港单车队进行单车测试,前精英运动员李慧诗曾参与其中。

运动与科技结合,成为全球体育发展的重要趋势,其影响力超越界限。香港运动员于今届巴黎奥运以2金2铜创新猷,除有赖运动员及教练的努力拼搏,幕后团队运用科技辅助亦功不可没。近年,香港体育学院与多间大学合作,利用科技提升运动员表现,例如与香港科技大学的风洞测试技术,协助单车手克服风阻;与理大的生物力学研究,精准捕捉和分析运动员的动作,盼争取0.01秒的先机,赢得决胜分。本报将透过系列报道,深入探讨运动科技如何在精英赛事、体育产业和全民运动的层面上,为香港带来改变。 

奥运不仅是运动员的竞技场,也是各地展示科技实力的舞台。全球多地已采用「人工智能(AI)+体育」的模式,为选手提供协助。作为体育强国,中国拥多项创新技术,国家篮球队与商汤科技合作,开发运动表现分析平台,通过构建场地三维模型和动作捕捉,实时记录和分析运动员的负荷强度、技术准确性等,提升训练效率;百度与上海体育大学携手研发大模型,为国家游泳、田径和体操队等6支队伍作动作识别和技术分析,成效显而易见。
为运动员打造「个人化」方案

近年本港精英运动员屡创佳绩,上届东京奥运创纪录赢得1金2银3铜共6面奖牌。港府与香港赛马会慈善信托基金出资3亿元,推出「运动科研资助计划」,至今年4月已批准8项申请,当中涉及24个运动项目,拨出约1.5亿元。为备战2026年名古屋亚运会和亚洲残疾人运动会,以及2028年洛杉矶奥运会和残奥会等重要赛事,该计划已延长至2028年底。

据悉,目前获批的资助项目多走「个人化」路线,为运动员量身打造具针对性的方案,以提升其表现。消息人士指出,获批的科研项目,涵盖剑击、游泳、单车及羽毛球等奥运夺牌项目,以及在亚运有夺牌希望的滑浪风帆及壁球,另包含今届残奥会中取得佳绩的硬地滚球及羽毛球项目。

多年来,体院鲜有公开提及运动员的培训方法。体育界人士John直言,因全属「军事机密」,特别是涉及科研资助计划,当中获批项目被视为未来数年港队夺牌的「秘密武器」。据他透露,体院一直积极应用运动科技,例如训练及比赛中用于监测运动员心率的「光学心率臂带」,到为三项铁人和马拉松选手监控乳酸值和血糖的监察仪,乃至较大型的鹰眼摄录系统等,本港的技术不逊于其他地区。
6大中心解决表现伤患问题

体院设有专门的「精英训练科技」部门,统筹利用科技辅助训练。部门下设6大中心,包括体能科学训练、运动生物力学、运动医学、运动心理、运动营养及运动发展中心。香港智障人士体育协会主席、香港高等教育科技学院运动及康乐学系系主任陆子聪,有参与精英运动员培训,他指,主教练除了日常技术训练外,也会就运动员的表现及伤患问题,向运动科学部门求助;双方开会商讨,尝试从科学技术、运动医学及运动营养学等方向探究问题,并运用高科技仪器和技术寻求解决方案。

陆举例,个别运动员于比赛后段出现小腿抽筋,影响表现,过去会被认为是因姿势不良或耐力不足所致,但现时可透过数据分析,找出抽筋肇因,是否涉及体力不支或肌肉不平衡等,配合物理治疗师及营养师跟进。他补充,部分主教练乐于在日常训练加入运动科学监察,如在单车安装不同仪器,监察运动员表现。
风洞测试技术助研装备

John提到,运动生物力学的分析,有助掌握运动员肌肉及关节强度,了解其手脚发力情况,日后更可建立数据库,分析运动员于赛事的表现,针对性地改良训练方法。

过去两年,体院先后与科大及理大合作,成立「体育科技联合中心」及「理大—体院研究中心」。其中与科大的合作早有先例,自2018年起,双方共同开发全新的风洞测试技术,展开「运动空气动力科研计划」,为香港单车队研发及改良低阻力的「破风战衣」单车服和鞋套等装备,协助「女车神」李慧诗于东京奥运的女子场地单车争先赛夺得铜牌。

此外,中心亦为滑浪风帆运动员进行综合空气动力学性能评估,开发运动空气动力学与生物传感器,以及模拟人体手臂和腿部肌肉脉动的人体模型。

中心主任、科大机械及航空航天工程学系讲座教授张欣说,旗下风洞实验室透过模拟不同风速,让单车手体验风阻,找出更省力、能踩出更快速度的姿势。团队透过3D扫描技术,重建运动员的虚拟模型,并借助超级电脑,进行计算流体动力学分析,了解不同姿势和装备如何影响空气流动。

张欣指,团队基于分析,设计出符合空气力学的紧身单车服,并利用3D打印技术制作运动员模型作测试,优化单车服面料的拉伸比例。现时的单车服于比赛速度下,可减低达3%的阻力。

至于「理大—体院研究中心」的专家团队,由学者、科研人员及体院成员组成。理大体育科技研究院院长、生物医学工程学系系主任及讲座教授张明教授是该中心协调员,他称,研究中心主力研究运动生物力学与人体的相互作用,以提升运动员表现。

据知,该中心为单车、剑击、游泳、跳水及空手道运动员提供姿态分析,利用动作捕捉和3D重建技术,收集生物力学数据,并运用计算机视觉和人工智能,从重要赛事照片中提取有用资讯。团队也在体院安装摄影系统,为空手道运动员进行无标记动作捕捉及分析。

翻查资料,该校的单车相关研究获「运动科研资助计划」资助,利用红外线感测器和功率计,配合深度学习模型分析比赛影像,获得运动员的统计数据和技术特点,并可分析比赛场地和环境对运动员的影响,为教练团提供参考。

另外,体院精英训练科技总监苏志雄日前出席Y-LOT Foundation「第三届全球SciTech青年论坛:S.P.O.R.T. Infinity」时,罕有地透露了部分正在研发的科技,如机械人训练系统,以及能模拟不同运动的重量训练系统等。

顶尖运动员的实力不相伯仲,胜负关键取决于临场表现和训练成果。在各专家的协助下,香港运动员有望通过运动科技,缔造更辉煌的成就,续写香港传奇。

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