體育運(yùn)動(dòng)中的科學(xué)技術(shù)和各種提高成績的裝備是專業(yè)運(yùn)動(dòng)員們?cè)趭W運(yùn)會(huì)賽事中摘金奪銀的重要組成部分,但批評(píng)人士表示這可能等同于“技術(shù)興奮劑”。
來自世界各地的11,000多名運(yùn)動(dòng)員齊聚東京,在奧運(yùn)會(huì)備戰(zhàn)前夕,教練、科學(xué)家和分析師們就開始了一場(chǎng)尋找最前沿科學(xué)技術(shù)助力運(yùn)動(dòng)員提高獲得獎(jiǎng)牌機(jī)會(huì)的競(jìng)賽。
從追蹤游泳者劃水次數(shù)的傳感器,到能夠顯示騎自行車者心率和其他信息的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)眼鏡等等。
“體育運(yùn)動(dòng)中的科學(xué)科技是奧運(yùn)會(huì)運(yùn)動(dòng)員備戰(zhàn)的重要組成部分,”英國拉夫堡大學(xué)體育技術(shù)學(xué)院講師艾米·米爾斯博士說:“大多數(shù)國家和體育管理機(jī)構(gòu)都會(huì)對(duì)其做出規(guī)定,并將其納入到奧運(yùn)會(huì)運(yùn)動(dòng)員的支持中?!?/p>
#人工智能教練
愛爾蘭跳水運(yùn)動(dòng)員奧利弗·丁利在備戰(zhàn)2020東京奧運(yùn)會(huì)的過去一年中大部分時(shí)間都在健身房進(jìn)行力量訓(xùn)練。
這位2016年里約熱內(nèi)盧奧運(yùn)會(huì)的決賽選手在蹦床上投入數(shù)小時(shí)練習(xí)翻筋斗確保能夠充分發(fā)揮跳板的力量。當(dāng)他在游泳池訓(xùn)練時(shí)得到了額外幫助。
分析人員正使用視頻分析系統(tǒng)重復(fù)播放跳水動(dòng)作,教練員逐幀進(jìn)行觀察并隨時(shí)叫停并調(diào)整他的動(dòng)作。
研究人員通過生物力學(xué)和數(shù)據(jù)分析對(duì)運(yùn)動(dòng)員在接受教練干預(yù)后或從受傷中恢復(fù)時(shí)的技術(shù)進(jìn)行量化檢驗(yàn)。
比如游泳比賽中,裝有儀表的起跳臺(tái)和高速攝像機(jī)就能夠測(cè)量游泳者在起跳過程中的力量和動(dòng)作。
#可穿戴技術(shù)
同過往的每屆奧運(yùn)會(huì)一樣,突如其來的新冠肺炎疫情使得科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展。
加拿大里賈納大學(xué)生物力學(xué)教授約翰·巴登表示可穿戴技術(shù)尤其成為“奧運(yùn)會(huì)兵工廠”最尖端的一項(xiàng)高科技。
“當(dāng)訓(xùn)練場(chǎng)因新冠肺炎疫情被迫關(guān)閉時(shí),可穿戴技術(shù)在追蹤運(yùn)動(dòng)員方面發(fā)揮了巨大作用,”巴登說:“而且可穿戴技術(shù)具有的一個(gè)明顯優(yōu)勢(shì)是它能夠提供以前無法獲得的信息。比如放置在鞋子、滑雪靴或自行車踏板內(nèi)部的力感應(yīng)電阻器能夠?yàn)檫\(yùn)動(dòng)員的整個(gè)訓(xùn)練課程提供不間斷的數(shù)據(jù)流?!?/p>
肯尼亞女排就使用了可穿戴技術(shù)。她們佩戴的GPS設(shè)備將每位排球運(yùn)動(dòng)員的力量、心率和其他重要數(shù)據(jù)提供給教練,通過這些信息教練能夠預(yù)防隊(duì)員意外受傷情況發(fā)生并為每位隊(duì)員量身定制訓(xùn)練方案。
丹麥體育科技公司TrackMan也正在使用其基于雷達(dá)技術(shù)的設(shè)備,幫助日本棒球隊(duì)分析投球或擊球情況并評(píng)估球員表現(xiàn)。
#量身定制3D打印鞋、鯊魚皮泳衣和競(jìng)速跑鞋
在東京,中國科技巨頭阿里巴巴集團(tuán)和美國芯片制造商英特爾合作研發(fā)出一套3D運(yùn)動(dòng)員追蹤系統(tǒng),教練員通過這套系統(tǒng)能夠深入研究運(yùn)動(dòng)員們的每一幀精細(xì)動(dòng)作。
該系統(tǒng)依靠人工智能來理解攝像機(jī)捕捉到的運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)的生物力學(xué),并評(píng)估身體關(guān)鍵關(guān)節(jié)的位置,因此教練員能夠根據(jù)運(yùn)動(dòng)員狀態(tài)的實(shí)時(shí)信息調(diào)整訓(xùn)練方法。
英特爾的“3D數(shù)字孿生”技術(shù)還創(chuàng)造了一座虛擬體育場(chǎng),能夠幫助運(yùn)動(dòng)員為比賽做好準(zhǔn)備,該模型還支持超快速訪問5G網(wǎng)絡(luò)。
各運(yùn)動(dòng)品牌也競(jìng)相推出采用最新創(chuàng)新技術(shù)的新服裝和裝備以提高運(yùn)動(dòng)員的表現(xiàn)。
中國國家代表隊(duì)的運(yùn)動(dòng)服合作伙伴中國安踏體育為拳擊隊(duì)打造了能夠提供更好保護(hù)和貼合性的3D打印鞋子。緊身衣也經(jīng)過3D量身定制適應(yīng)中國體操運(yùn)動(dòng)員的體型。
而Speedo公司則在奧運(yùn)會(huì)前夕在其Fastskin泳衣系列中推出了兩款全新的“科技競(jìng)賽”泳衣,這些泳衣從鯊魚皮中汲取靈感,能夠減少游泳者在水中的阻力。
耐克公司于2017 年發(fā)布Vaporfly 4%競(jìng)速跑鞋后迅速成為運(yùn)動(dòng)員的最愛。耐克和相關(guān)獨(dú)立研究都發(fā)現(xiàn)這款跑鞋能夠?qū)⑴懿降哪芰砍杀窘档?%。
技術(shù)及其產(chǎn)生的數(shù)據(jù)能夠幫助更好的洞悉并量化運(yùn)動(dòng)員的表現(xiàn)。除監(jiān)測(cè)表現(xiàn)的技術(shù),還能監(jiān)測(cè)如睡眠質(zhì)量等運(yùn)動(dòng)員健康狀況。
#內(nèi)部溫度檢測(cè)藥丸
美國鐵人三項(xiàng)賽高級(jí)訓(xùn)練經(jīng)理約翰·法拉為備戰(zhàn)東京奧運(yùn)會(huì)的運(yùn)動(dòng)員提供了一種訓(xùn)練“藥丸”。運(yùn)動(dòng)員服用后這種藥物不會(huì)消除疼痛,而是會(huì)進(jìn)行追蹤。
藥丸內(nèi)部是微型電池、石英晶體制成的溫度傳感器、微型電路板和遙測(cè)系統(tǒng)。這些系統(tǒng)讀取運(yùn)動(dòng)員的體內(nèi)熱量并根據(jù)模型讀取心率和呼吸頻率,然后將信息傳輸至計(jì)算機(jī)。
教練員、團(tuán)隊(duì)生理學(xué)家或運(yùn)動(dòng)員自己都能夠在計(jì)算機(jī)上查看這些信息。隨后一、兩天內(nèi),藥丸會(huì)良性地排出體外。
這聽起來像是未來科技,這種“內(nèi)部溫度藥丸”的確是NASA在二十世紀(jì)八十年代發(fā)明出來監(jiān)測(cè)宇航服內(nèi)宇航員的體溫。
現(xiàn)在它能夠幫助備戰(zhàn)東京奧運(yùn)會(huì)的運(yùn)動(dòng)員擊敗可能東京最大的克星:極高的熱量和濕度。
東京每年這個(gè)時(shí)候的平均高溫是90攝氏度,雖然很熱但是可以忍受。然而加上該地區(qū)80% 的濕度,空氣會(huì)變得更加令人窒息。
由于高溫,2019年的鐵人三項(xiàng)測(cè)試賽實(shí)際上不得不縮短,而且組織者不排除奧運(yùn)會(huì)鐵人三項(xiàng)比賽再次出現(xiàn)這樣的情況。
所有這些技術(shù)都能夠助力運(yùn)動(dòng)員獲得一點(diǎn)點(diǎn)優(yōu)勢(shì)。
“奧運(yùn)會(huì)這樣激烈的賽事中贏得獎(jiǎng)牌和獲得第四名之間的界限非常狹窄,”法拉說,“正是這樣的‘一點(diǎn)點(diǎn)’優(yōu)勢(shì)和數(shù)據(jù)分析都可能讓運(yùn)動(dòng)員斬獲獎(jiǎng)牌?!?/p>
#無人駕駛電動(dòng)汽車在東京奧運(yùn)會(huì)的應(yīng)用
在奧運(yùn)會(huì)籌備階段,豐田將e-Palette電動(dòng)自動(dòng)駕駛汽車部署在奧運(yùn)村和場(chǎng)館之間接送運(yùn)動(dòng)員和官員。
2018年公布后,無人駕駛e-Palette電動(dòng)汽車一直被設(shè)計(jì)用來在不久的將來能夠投入實(shí)際運(yùn)用。隨著東京奧運(yùn)會(huì)賽事拉開帷幕,雖然現(xiàn)階段仍需一位操作人員,但這輛無人駕駛汽車有了用武之地。
每輛e-Palette能夠容納20人或坐輪椅的4人,充電鋰離子電池組能夠提供動(dòng)力,可行駛里程約150公里。
奧運(yùn)會(huì)主要贊助商之一的豐田將在奧運(yùn)期間投入3,700輛汽車用來運(yùn)送運(yùn)動(dòng)員,其中90%是電動(dòng)車。
各種形狀和大小的機(jī)器人也被部署在各個(gè)奧運(yùn)場(chǎng)館,從在東京機(jī)場(chǎng)接待抵達(dá)的奧運(yùn)代表團(tuán),到比賽期間回收標(biāo)槍等,各個(gè)機(jī)器人都被賦予了截然不同的使命。
官方吉祥物的遠(yuǎn)程遙控版本將出現(xiàn)在各場(chǎng)館,但疫情限制了它們與觀眾互動(dòng)的計(jì)劃。這些機(jī)器人配備有攝像頭,可以進(jìn)行面部表情識(shí)別并通過點(diǎn)頭、握手和眨眼做出回應(yīng)。
豐田的T-TR1虛擬移動(dòng)和遠(yuǎn)程機(jī)器人看起來就像一個(gè)高高的垂直屏幕,它頂部配備有攝像頭。
在導(dǎo)航奧運(yùn)場(chǎng)館并與運(yùn)動(dòng)員互動(dòng)時(shí),操作人員可以選擇一名海外觀眾,并在屏幕上投射出觀眾的近似真人大小圖像,然后機(jī)器人可以在場(chǎng)館周圍走動(dòng),讓他們與運(yùn)動(dòng)員交談。
在這場(chǎng)受全球衛(wèi)生危機(jī)影響的事件中,這是人們最能夠近距離產(chǎn)生互動(dòng)的時(shí)刻。
配送支援機(jī)器人將提供食物和飲料配送服務(wù),雖然它們的數(shù)量很少,但人力支援機(jī)器人將引導(dǎo)需要移動(dòng)輔助的人到座位上并提供其他信息。
同時(shí),田徑賽事中支援機(jī)器人將自動(dòng)收集選手投擲的標(biāo)槍或鉛球,它由豐田公司和國際田徑聯(lián)合會(huì)聯(lián)合開發(fā),預(yù)計(jì)將有助于加快比賽速度。
#面部識(shí)別
對(duì)于乘坐全日空、瑞士國際航空公司和漢莎航空公司航班的運(yùn)動(dòng)員和官員而言,NEC研發(fā)的面部識(shí)別技術(shù)將加快人員登機(jī)和安檢程序。該系統(tǒng)使用生物識(shí)別認(rèn)證,乘客無需出示護(hù)照或機(jī)票即可登機(jī)。
這項(xiàng)技術(shù)非常先進(jìn),乘客佩戴遮住臉半部的口罩時(shí)識(shí)別準(zhǔn)確率甚至可達(dá)到99.9%。
國家選舉管理委員會(huì)一位發(fā)言人表示,除了方便之外,這種技術(shù)也有助于防止疾病的傳播,因?yàn)橛脩粼谶M(jìn)入辦公室、機(jī)場(chǎng)或體育場(chǎng)等設(shè)施時(shí)無需摘下口罩。
要使用該系統(tǒng),旅客需要在數(shù)據(jù)庫中登記自己的面部圖像,并在準(zhǔn)備登機(jī)時(shí)查看屏幕。
該系統(tǒng)利用面部可見部分(主要是眼睛)周圍的生物識(shí)別標(biāo)記來確認(rèn)其身份。據(jù)NEC稱,整個(gè)識(shí)別過程僅需要一秒鐘。
該系統(tǒng)還在東京總部的一家無人便利店進(jìn)行了測(cè)試,并計(jì)劃在未來幾個(gè)月在世界各地更多的機(jī)場(chǎng)推廣。
安保是組織者最關(guān)心的問題之一,一個(gè)裝有高性能監(jiān)控?cái)z像頭的氣球已經(jīng)在東京海濱地區(qū)上空盤旋,這里將舉辦一系列活動(dòng)。
它由警方運(yùn)營,負(fù)責(zé)監(jiān)控交通流量,同時(shí)留意事故或任何不良活動(dòng)的跡象。
同樣,Alsok公司也一直致力于研究無人機(jī)技術(shù)以減少人類保安的工作量。無人機(jī)將在50-70米的高度飛行,可在空中停留8小時(shí),并具有監(jiān)測(cè)半徑3公里的能力。
#科學(xué)技術(shù)興奮劑?
體育賽事引入最前沿科學(xué)新技術(shù)并非沒有惹來爭議。反對(duì)一方表示科學(xué)技術(shù)賦予運(yùn)動(dòng)員高水準(zhǔn)表現(xiàn)的同時(shí),也好像使用了科學(xué)技術(shù)的“興奮劑”。
國際管理機(jī)構(gòu)世界田聯(lián)于去年7月禁止耐克公司的Vaporfly競(jìng)速跑鞋在東京奧運(yùn)會(huì)比賽中使用。因?yàn)檫@雙鞋嵌入了超壓縮泡沫中的三層碳纖維板,這增加了跑者施加推動(dòng)自身前進(jìn)的力。
世界田聯(lián)表示此項(xiàng)新規(guī)定的頒布是希望只允許使用帶有或不帶有碳纖維剛性板的無釘比賽鞋,旨在“維持運(yùn)動(dòng)員比賽的完整性”。
該組織還表示,這樣的規(guī)則有助于維持技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀,直至東京奧運(yùn)會(huì)為訓(xùn)練運(yùn)動(dòng)員提供確定性。
美國生物倫理學(xué)研究所黑斯廷斯中心名譽(yù)主席托馬斯·穆雷博士表示,科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步不應(yīng)剝奪一門學(xué)科的價(jià)值觀和意義。
“那么,這項(xiàng)運(yùn)動(dòng)必須審視自己并捫心自問,究竟關(guān)心的是什么?”
——穆雷博士
雖然對(duì)于某些體育運(yùn)動(dòng)科學(xué)技術(shù)的可接受性沒有統(tǒng)一答案,體育管理,更具體地說是體育規(guī)則一定是持續(xù)不斷變化的。
運(yùn)動(dòng)員們來來往往,裝備不斷更新?lián)Q代,人們的期望也在不斷變化當(dāng)中。但誠實(shí)的態(tài)度和真實(shí)的參與對(duì)奧運(yùn)會(huì)而言是永恒不變的。
世界田徑賽事運(yùn)動(dòng)鞋禁令讓人不禁聯(lián)想到國際泳聯(lián)2008年規(guī)則的改變,該規(guī)則禁止使用Speedo的鯊魚皮LZR泳裝,這種全身套裝能夠顯著減少阻力,讓游泳者更具浮力。Speedo當(dāng)時(shí)表示,這套裝備助力參與北京奧運(yùn)會(huì)的運(yùn)動(dòng)員創(chuàng)造了25項(xiàng)世界紀(jì)錄中的23項(xiàng)。
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