為冰雪運動裝上“科技的眼睛” 助力運動員訓(xùn)練插上科技翅膀

2月20日，大年初九，為了晚上舉行的跳臺滑雪測試賽，劉宇早早來到國家跳臺滑雪中心“雪如意”，布設(shè)儀器、采集數(shù)據(jù)，比賽持續(xù)到夜里9點，氣溫零下10攝氏度。

兩天前，劉宇剛從上海趕到張家口。作為上海體育學(xué)院運動科學(xué)研究院院長，出發(fā)地是他工作生活的城市，目的地則是他土生土長的家鄉(xiāng)。

但他此行不是為了回家。位于張家口市崇禮區(qū)的國家跳臺滑雪中心是他的“戰(zhàn)場”。

北京冬奧會冬殘奧會測試賽剛剛開始，劉宇帶領(lǐng)團(tuán)隊承擔(dān)了國家重點研發(fā)計劃科技冬奧重點專項“冬季項目運動員技能優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)研究”，利用人工智能輔助系統(tǒng)實時采集運動員起跳角度、控制姿態(tài)、速度、距離等數(shù)據(jù)，提供科技保障服務(wù)。

這是他今年第二次來到張家口。1月19日，習(xí)近平總書記考察國家跳臺滑雪中心時，劉宇正帶領(lǐng)7人團(tuán)隊在跳臺滑雪出臺區(qū)域，進(jìn)行三維動作捕捉采集與分析。科研人員現(xiàn)場匯報了跳臺滑雪現(xiàn)場的科研測試情況。總書記在隨后的講話中指出：同我們國家的強(qiáng)國之路一樣，中國冰雪運動也必須走科技創(chuàng)新之路，一方面要堅持自主創(chuàng)新，一方面要善于吸收國際上的先進(jìn)技術(shù)和訓(xùn)練方法。

“今年初，團(tuán)隊接到任務(wù)，大家迅速組織起來，準(zhǔn)備好測試設(shè)備到了崇禮。”莊薇是劉宇的博士生，也是團(tuán)隊一員，她對科技日報記者回憶道，“剛到第二天，破紀(jì)錄的大風(fēng)降溫來襲，最低零下30多度。‘雪如意’的纜車還沒修好，早上8點到訓(xùn)練場后，大家要爬相當(dāng)于40層樓的臺階到達(dá)約150米高的工作平臺。”爬一趟，莊薇一般要歇兩次，有時中途線壞了或是要傳遞設(shè)備，還需要反復(fù)上下。

劉宇的手機(jī)里保留了一張1月6日的實時氣溫截圖：下午4時，氣溫零下30攝氏度，體感溫度零下41攝氏度。

極寒天氣里，大家需要在戶外工作大半天。說起當(dāng)時的冷，莊薇心有余悸。設(shè)備的電源線直接凍裂，人手腳全麻，被不由自主凍出眼淚。

常規(guī)的取暖方式都沒用了。喝熱水?山上沒廁所，隊伍里的女孩常要忍一天。吃東西?吃了要喝水，索性不吃了。暖寶寶凍得太久甚至“失靈”，拆開很久也熱不起來。

設(shè)備的日子也不好過。大家去崇禮縣城買了很多棉帽子、棉被、棉褲等勞保用品，人要穿，機(jī)器也要穿，每天用棉帽子把儀器設(shè)備和電線層層裹緊，保證它們正常工作。

“國家隊來訓(xùn)練，我們就來保障。”劉宇說，以前教練員只能通過攝像機(jī)拍攝運動員動作，靠經(jīng)驗判斷和改進(jìn)。但雪上項目在戶外進(jìn)行，場地環(huán)境復(fù)雜，干擾因素多，傳統(tǒng)的生物力學(xué)研究方法不能勝任。

團(tuán)隊通過在起跳區(qū)架設(shè)的四臺高速攝像機(jī)，對助滑、起跳動作進(jìn)行三維動作捕捉和技術(shù)分析，然后基于人工智能圖像識別技術(shù)實時反饋出臺時的三維動作信息，包括起跳開始距離、起跳時下肢三個關(guān)節(jié)的角度、身體姿態(tài)、飛行初期的攻角(對于產(chǎn)生升力延長飛行距離很重要)等關(guān)鍵生物力學(xué)指標(biāo)。

同時，團(tuán)隊還使用微型可穿戴設(shè)備全程監(jiān)測運動員的速度，監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，在起跳前3米左右，運動員快速用力蹬起，進(jìn)入騰空階段。這是過去用傳統(tǒng)的錄像視頻方法很難快速獲取的信息。“跳臺滑雪選手的助滑速度、起跳角度、身體姿態(tài)等，過去只能依靠教練的經(jīng)驗感覺，現(xiàn)在能提供精準(zhǔn)量化的快速反饋、技術(shù)診斷，對運動員成績提高有幫助。”劉宇說，這等于給了教練員“第三只眼睛”。

身處金字塔尖的運動員，每提高一秒成績都可能面臨幾何式增長的受傷風(fēng)險，而科技的介入能對每個動作數(shù)據(jù)進(jìn)行生物力學(xué)分析，提出改進(jìn)方案。國家隊的外籍教練Mika說，這些數(shù)據(jù)對于診斷運動員起跳動作的短板、加快提高成績有很大幫助。

“獲得總書記的肯定，團(tuán)隊都感到非常振奮和驕傲。”莊薇記憶猶新，總書記考察時，他們正在半山腰的工作臺上進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，耳邊是呼嘯北風(fēng)，窗外是冰天雪地，也是運動員、科研人共同的戰(zhàn)場。

身處同一戰(zhàn)壕，莊薇不忘為戰(zhàn)友鼓勁：“在‘科技強(qiáng)國’的大背景下，我們體育人也要勇于探索，為運動員的訓(xùn)練插上科技的翅膀。相信通過彼此共同的努力，在明年北京冬奧會上，運動員一定能夠大放異彩。”

“能夠為‘科技冬奧’、為提高運動員成績做出最大努力，我們很榮幸。”劉宇說，他一直在等待、尋找這樣的機(jī)會，“能在家鄉(xiāng)為冬奧會出力，感覺實現(xiàn)了自己的夢想。”(崔爽)