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天寒地冻里,他们为冰雪运动装上“科技的眼睛”

来源:科技日报2021-02-22 09:20

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  2月20日,大年初九,为了晚上举行的跳台滑雪测试赛,刘宇早早来到国家跳台滑雪中心“雪如意”,布设仪器、采集数据,比赛持续到夜里9点,气温零下10摄氏度。

  两天前,刘宇刚从上海赶到张家口。作为上海体育学院运动科学研究院院长,出发地是他工作生活的城市,目的地则是他土生土长的家乡。

  但他此行不是为了回家。位于张家口市崇礼区的国家跳台滑雪中心是他的“战场”。

  北京冬奥会冬残奥会测试赛刚刚开始,刘宇带领团队承担了国家重点研发计划科技冬奥重点专项“冬季项目运动员技能优化关键技术研究”,利用人工智能辅助系统实时采集运动员起跳角度、控制姿态、速度、距离等数据,提供科技保障服务。

  这是他今年第二次来到张家口。1月19日,习近平总书记考察国家跳台滑雪中心时,刘宇正带领7人团队在跳台滑雪出台区域,进行三维动作捕捉采集与分析。

  科研人员现场汇报了跳台滑雪现场的科研测试情况。习近平总书记在随后的讲话中指出:同我们国家的强国之路一样,中国冰雪运动也必须走科技创新之路,一方面要坚持自主创新,一方面要善于吸收国际上的先进技术和训练方法。

  “今年初,团队接到任务,大家迅速组织起来,准备好测试设备到了崇礼。”庄薇是刘宇的博士生,也是团队一员,她对科技日报记者回忆道,“刚到第二天,破纪录的大风降温来袭,最低零下30多度。‘雪如意’的缆车还没修好,早上8点到训练场后,大家要爬相当于40层楼的台阶到达约150米高的工作平台。”爬一趟,庄薇一般要歇两次,有时中途线坏了或是要传递设备,还需要反复上下。

  刘宇的手机里保留了一张1月6日的实时气温截图:下午4时,气温零下30摄氏度,体感温度零下41摄氏度。

  极寒天气里,大家需要在户外工作大半天。说起当时的冷,庄薇心有余悸。设备的电源线直接冻裂,人手脚全麻,被不由自主冻出眼泪。

  常规的取暖方式都没用了。喝热水?山上没厕所,队伍里的女孩常要忍一天。吃东西?吃了要喝水,索性不吃了。暖宝宝冻得太久甚至“失灵”,拆开很久也热不起来。

  设备的日子也不好过。大家去崇礼县城买了很多棉帽子、棉被、棉裤等劳保用品,人要穿,机器也要穿,每天用棉帽子把仪器设备和电线层层裹紧,保证它们正常工作。

  “国家队来训练,我们就来保障。”刘宇说,以前教练员只能通过摄像机拍摄运动员动作,靠经验判断和改进。但雪上项目在户外进行,场地环境复杂,干扰因素多,传统的生物力学研究方法不能胜任。

  团队通过在起跳区架设的四台高速摄像机,对助滑、起跳动作进行三维动作捕捉和技术分析,然后基于人工智能图像识别技术实时反馈出台时的三维动作信息,包括起跳开始距离、起跳时下肢三个关节的角度、身体姿态、飞行初期的攻角(对于产生升力延长飞行距离很重要)等关键生物力学指标。

  同时,团队还使用微型可穿戴设备全程监测运动员的速度,监测发现,在起跳前3米左右,运动员快速用力蹬起,进入腾空阶段。这是过去用传统的录像视频方法很难快速获取的信息。“跳台滑雪选手的助滑速度、起跳角度、身体姿态等,过去只能依靠教练的经验感觉,现在能提供精准量化的快速反馈、技术诊断,对运动员成绩提高有帮助。”刘宇说,这等于给了教练员“第三只眼睛”。

  身处金字塔尖的运动员,每提高一秒成绩都可能面临几何式增长的受伤风险,而科技的介入能对每个动作数据进行生物力学分析,提出改进方案。国家队的外籍教练Mika说,这些数据对于诊断运动员起跳动作的短板、加快提高成绩有很大帮助。

  “获得总书记的肯定,团队都感到非常振奋和骄傲。”庄薇记忆犹新,习近平总书记考察时,他们正在半山腰的工作台上进行数据收集,耳边是呼啸北风,窗外是冰天雪地,这也是运动员、科研人共同的战场。

  身处同一战壕,庄薇不忘为战友鼓劲:“在‘科技强国’的大背景下,我们体育人也要勇于探索,为运动员的训练插上科技的翅膀。相信通过彼此共同的努力,在明年北京冬奥会上,运动员一定能够大放异彩。”

  “能够为‘科技冬奥’、为提高运动员成绩做出最大努力,我们很荣幸。”刘宇说,他一直在等待、寻找这样的机会,“能在家乡为冬奥会出力,感觉实现了自己的梦想。”(记者 崔 爽)

[ 责编:武玥彤 ]
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