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开栏的话
奥林匹克已进入北京时间。近年来,我国深入实施《科技冬奥(2022)行动计划》,围绕“零排供能、绿色出行、5G共享、智慧观赛、运动科技、清洁环境、安全办赛、国际合作”等方面开展重点专项攻关,为举办一届“精彩、非凡、卓越的奥运盛会”贡献力量。在北京2022年冬奥会筹办全力冲刺之际,本报特推出专栏《科技冬奥进行时》,通过“科技冬奥”重点专项取得的创新成果,一探我国冰雪运动的创新之路。
距离北京2022年冬奥会开幕已不到200天,中国冰雪项目的运动员们进入高强度的冲刺训练模式。为助力运动员维持最优的训练状态,我国自主研发的各项科技装备纷纷为冰雪健儿们充当着可靠的技术后援。由中北大学牵头的国家重点研发计划“科技冬奥”重点专项——“智慧冰雪场关键技术研究”(下称智慧冰雪项目)便是后援团成员之一。
可穿戴设备实时监测
滑雪运动容易受到天气、地形及运动员个人状态的影响,因此对运动员的各项运动学参数和生理参数的监测至关重要。“通过对高山滑雪等运动项目的研究发现,在项目训练中,运动员们从高处俯冲,速度快、动作难,再加之地形、海拔等困扰因素,教练员很难直观地看清运动员的动作细节,无法为运动员提供精准指导。”智慧冰雪项目负责人、中北大学仪器科学与技术学科教授丑修建介绍。
为更好地助力运动员的训练,智慧冰雪项目成立了“高山滑雪辅助训练数据采集与分析系统”课题团队,围绕滑雪关键技术提交了名为“一种GNSS与IMU的时间同步方法以及滑雪同步检测系统”等多件相关专利申请。团队通过对运动员的训练过程进行多次模拟实验研究,为运动员研发设计了固定于腿部、腰背部的可穿戴设备。运动员训练时佩戴这一装备,可实现无人机跟踪拍摄、多点同步拍摄,运动员的运动姿态、速度会实时呈现在教练员眼前。
“传统的可穿戴系统定位技术设备多做成背包的形式,既影响运动员的滑雪动作,也存在安全隐患。我们团队研发的可穿戴设备体积较小,在使用中不会阻碍运动员的动作,且跟踪拍摄的无人机具有良好的降噪功能,可有效避免噪音惊扰运动员。”丑修建介绍,运动员的实时运动姿态、运动速度等数据展示出来后,教练员可综合分析运动员的运动学数据、视频数据、生理参数等,为运动员提供更精准的技术指导。
目前,该项课题研究成果已在国家冬季两项中心及崇礼太舞滑雪场实现应用,总测试次数超过上百次。该技术支撑的测试项目不只限于高山滑雪,单板滑雪、越野滑雪等运动项目同样可以使用。便携的仪器、精准的反馈数据得到了运动员与教练员们的一致好评。
人工智能辅助训练
短跑道速度滑冰(下称短道速滑)是我国冬季运动赛事的优势项目。然而,我国短道速滑运动员在取得优异成绩的背后,运动员的训练之路并非一帆风顺。在实际训练中,运动员常出现滑行速度快、运动员滑行训练中互相遮挡等问题,导致教练员无法准确获取运动员的运动数据。针对这一问题,智慧冰雪项目中的“短道速滑速度滑冰的多目标跟踪及姿态识别”课题组团队交出了一份满意的答卷。
这一课题组团队由中国石油大学(华东)教授李宗民负责。“短道速滑运动员想要提高成绩必须关注滑冰过程中的每一个细节,教练员如何判断运动员的动作时机关乎怎样对运动员实现针对性训练。”课题组相关负责人介绍,团队基于超宽带技术自主研发了精准定位算法和轨道系统,提交了名为“一种基于人体姿态估计的速度滑冰运动员动作识别方法”等相关专利申请。“这项技术可以判断比赛运动员的数量,从而实现逐个追踪,这意味着在激烈的赛场上,即使运动员互相遮挡,每位运动员的速度、姿态等信息也会清晰、实时地呈现。”课题组相关负责人表示,该项技术实现了运动员训练与人工智能技术的有机结合,可以为运动员和教练员制定针对性训练计划提供技术支撑,该技术目前已在冬奥会、冬残奥会的多个训练场地实现应用。
丑修建表示,未来,项目组将把为运动员提供更加完善的训练辅助系统作为目标,根据运动赛程进一步加快项目研发的进程,优化测试应用方案,为冬奥会、冬残奥会的冰雪健儿们提供科技助力。(叶云彤)
(编辑:晏如)
好了,关于“运动员”“智慧冰雪”为冬奥训练提速的内容就介绍到这。