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科技助力奥运备战 奥运反哺健康中国

日期: 2022-01-13 来源: 中青网
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运动员进行风洞训练

吊飞、助滑、双脚发力起跳,以100多公里的时速飞行100多米著陆——过去,进行这样的训练得先看老天爷的“脸色”;而现在,在备战冬奥的风洞实验室里,跳台滑雪运动员可以随时进行这样的训练。

科技,这个过去并不常跟体育挂上钩的词语,正越来越深刻地影响著中国体育事业。运动员的身体潜能和竞技能力因科技被最大化激发,训练场景也因科技被一一优化。

放眼全球,科技在竞技体育中的作用越来越突出,建设体育强国,必须实现高水平的体育科技自立自强。

2018年年初,备战北京2022年冬奥会工作正式启动以来,科技的力量始终“如影随形”,覆盖运动训练全周期的训、练、测、评、防、治的前沿技术研发和应用为运动健儿的竞技水平带来了显著提升。值得一提的是,包括高校、民营企业在内的各种科研力量都汇聚到备战体系。

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乳酸仪

“人-机-环”训练模式,全方位助力运动员赛场表现

当代奥林匹克已不再简单地比拼运动员天赋和努力。科学的训练让“30+”的运动员继续在奥运赛场绽放光芒。

体育竞技背后已经越来越是一场深刻的国力比拼。在这样的背景下,我国借助科技发展进行了“人-机-环”训练模式的系统升级。

体育科技专家解释说,“人”的系统科技体系包括体能训练、训练监控、运动员评估、技术分析诊断、医疗保障、再生恢复、运动营养、心理指导等;“机”包括装备和器材的升级研发;“环”则是指赛场监测、环境预测在内的赛场体系和包括全季节训练、风洞训练等在内的模拟赛场体系。

“人-机-环”看似简单的三个字背后,是中国体育人从观念到行动的艰辛探索和巨大转变。

在美国诞生超百年,甚至已广泛用于美国学生赛事和业余赛事的脊骨神经运动医学,可提高最大肌肉力量,是提高专业运动员运动表现的“利器”。

这一帮助中国“飞人”跑出百米9秒83成绩的“利器”,却是在2018年冬奥备战工作启动后才正式走进中国体育界的。从备战到出征东京奥运会期间,人们所熟知的“女飞鱼”张雨霏,体操运动员管辰晨、肖若腾等也都大为受益。北京2022年冬奥会就在眼前,这些运动脊医正在积极为即将踏上冬奥会赛场的队伍进行保障。

如何解析关乎运动表现的每个细节,也成了体育科技的攻关难题。除了传统的体能训练、医疗保障、运动营养、运动心理等方面,科技之“手”甚至延伸到了毛细血管的再生恢复。

由国内医疗公司自主研发的“体干-肌群”评估与训练系统也被运用于优化运动员训练。这套系统是由医疗器材研发跨界升级运用到体育上,实现了运动员核心力量评估的数字化。

不确定性是奥运赛场最大的魅力,但对运动员来说,不确定性恰恰是最大的挑战。这套系统为科学训练核心肌群提供数据支撑,从而为运动员制定科学的个性化方案,减少不确定性对运动员的干扰。该系统中的动态核心肌群的评测和训练、训练数据的抓取与分析等技术均获得国家发明专利。

除了教练员、康复师之外,过去那些看似与体育无关的装备类、机械类工程师、科研人员也都加入了服务保障运动员的行列。

在河北省承德市御道口坝上国家雪上项目训练基地,一款滑雪大转盘就被运动员用于进行不同坡度拐弯的技术练习。

为了实现跨越式发展,我国运动员需要在三四年的时间里完成国外运动员数十年的技术积累。传统方式下,运动员只能利用户外天然坡度和弯度进行练习,但这样便很难实现短期内多次重复训练。

如今,我国自主研发的这款滑雪大转盘可以模拟倾角达正负18度的坡度、0-35公里/小时的拐弯,运动员可经由这种方式实现拐弯技术的快速提升。

“大转盘”直径达30米,由两万余个零部件组成,总重量约400吨。设计、研发、组装这样一个体育训练“武器”,本身就是一个科技集成工程,大量科研人员参与其中。

利用数据模型、先进设备、科学治疗与康复技术等手段搭桥,体育与科技之间形成了一条行之有效的“供需曲线”:科技可以让隐藏的短板显形,并在尽可能短的时间内寻求最优解。体育赛事不确定性的魅力依然存在,但运动员大赛中一部分不确定性引发的风险却被科技强力对冲。

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备战运动员在液氮舱里做恢复

尖端科技在体育世界相遇

近期,美国一家著名咨询公司发布了“引领全球增长的60大技术”,包括4D材料、深度学习、单细胞组学等,而这些技术不少已经运用于我国冬奥备战。世界最新技术融入体育,这在过去是难以想像的。

酷炫的冬奥项目对体育科技提出了硬核要求。曾经只应用于F1方程式赛车这类“豪门”运动的风洞实验,也走进了涞源国家跳台滑雪训练科研基地。

这里是北京冬奥会三大国家级冰雪运动训练基地之一,具有世界级的模拟备赛条件,风洞实验室则是国际跳台滑雪界公认的“训练神器”。在那里,运动员可以进行助滑、起跳、飞跃及吊飞等模拟训练。

科技的元素也融入了冬奥项目的装备。一款由中国高校自主研发的胶囊科技雪板能助力运动员取得更好的成绩。

雪板在雪面上的滑行实际上是在一层水膜上的滑行,所以雪板和水膜之间的阻力对运动员的成绩有重大影响,不同雪场、不同气温和湿度又会形成不同的阻力环境。因此,科研团队将带有特殊微物质的定制雪蜡,用特殊工艺混合进板底PE材料,让雪板在比赛过程中持续保持低阻力状态。这款世界顶尖水平的高科技“国货”将在冬奥比赛中正式亮相。

一个眼镜、一个餐盘、一套训练服都因科技的助力变得“别有洞天”。短道速滑选手所使用的眼镜镜片,有一部分能像汽车倒车镜一样看到后方,方便比赛时用余光观察身后对手;智能餐台,通过人脸识别,运动员取餐会连接到个人膳食营养账户,自动称重计量,搜集营养素数据,再结合队员需求由营养师进行精准配餐;短道速滑、高山滑雪等竞速类项目比赛服更要在保暖和减阻上达成平衡,花样滑冰比赛服则对艺术性、延展性、面料轻盈方面要求严格。

技术跨界跨项的想像力从细微处优化赛训过程。无人机被开创性地用于越野滑雪,作为运动员提速训练的辅助工具,还能搜集整个训练过程的数据。用于航天员训练的防眩晕训练器首度引入体育,用来帮助运动员锻炼肌体的核心力量、平衡能力和神经肌肉控制能力。

这些器材装备绝大多数都在围绕数据发生作用。在一个高度数字化的世界里,体育也在探讨如何分享数据红利,构建真正的体育科技体系。这项体育事业的“伟大工程”正是从将人体从头到脚与运动相关的每一个细节转化为数据开始的。

体育,由科技向未来

位于北京市丰台区长辛店地区的“二七基地”,实现了工业遗产到冬奥训练基地的华丽转身。

2018年3月,生产出新中国第一台内燃液力传动车、拥有120多年历史的老“二七厂”正式宣告停产。与此同时,占地600多亩、构成老厂区转型核心板块的国家冰雪运动训练科研基地同时开启建设。

“统筹国际国内体育科技资源,构建跨学科、跨地域、跨行业、跨部门的体育科技协同创新平台,加强科研攻关、科技服务和医疗保障工作。加大对训练基地科研、医疗、文化教育等支持,把若干现有基地建设成为世界一流的‘训、科、医、教、服’一体化训练基地。”

二七基地正是《体育强国建设纲要》中这一发展方向的生动实践。这里集合了各种冬奥体育“高科技”,大到风洞,小到每一个装备,都能有针对性地向不同项目的运动员提供帮助。

借助航天技术研发的助推器能够产生一定的推力,在100米内可以遥控操作,方便穿戴。它帮助运动员突破自身速度极限,锻炼高速下的身体平衡能力,不但可以锻炼速滑及短道速滑运动员在高速状态下的弯道滑行技巧,也能够锻炼越野滑雪运动员在高速时的下坡技术及稳定性。

六自由度训练馆内,摆满了防眩晕训练器、高山滑雪模拟器等各类设备。而二七基地二期建成的综合风洞实验室、滑雪风洞实验室,用于解决风阻问题,能实现训练测试两手抓。两个风洞实验室处于国际领先水平,已为超过2000名运动员提供过科技支持。

北京冬奥会109个小项全项目开展、全项目建队、全项目训练的目标能够达成,体育科技正是不可或缺的“无名英雄”。

滑雪大转盘所在的坝上基地所处的位置是离北京和张家口最近的高原。这里夏季温度低,适宜冬季项目在此进行训练,是此前少有的适合冬季项目训练的高原基地。基地选址也充分考虑到交通条件,京张高速、京张高铁便于运动队集训出行。

从茫茫荒原到荫荫林场,塞罕坝精神对体育健儿来说,也是难得的精神财富和生态财富。这里自然环境良好,负氧离子高,适宜运动训练。而在开启中国冬季项目发展新征程的奋斗路上,体育人也正需要开荒拓土、敢为人先、艰苦奋斗。

体育有了自己的“科技工程”,更长远的目标也呼唤中国体育更有“科技野心”。 “到2035年,全面建成社会主义现代化体育强国。人民身体素养和健康水平、体育综合实力和国际影响力居于世界前列,体育成为中华民族伟大复兴的标志性事业。”在国家规划的体育强国蓝图中,体育科技是提升体育综合实力的关键抓手。

科技赋能奥运,也服务所有人。带动“三亿人参与冰雪运动”,共享体育高质量发展成果也是题中之义。

二七基地将在冬奥会结束后向公众开放,服务于大众冰雪事业;因冬奥而升级的训练服、雪板、冰刀、面罩等都将让喜爱冰雪运动的群众收获全新体验。滑雪大转盘和冬季项目运动器材的缩微版也能用于社区、学校。这些自主研发的新技术、新手段、新装备,都从推进设计的阶段就考虑了大众未来的应用。

科技激荡著体育的世界,而体育也催生著科技面向大众、面向未来的新形态。奥运赛场的主角是运动员,但奥林匹克的激情和荣光属于所有人。正如官方主题口号所描绘的,为冬奥而生的那些有形的场馆与无形的科技,都将成为体育强国、健康中国的力量,与所有人携手,“一起向未来”。

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编辑: 赵欣 校对:李博扬 监制:连振海
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