作者:邵文 来源:澎湃新闻 发布时间:2022/2/6 20:18:52
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北京冬奥会中国首金背后的“黑科技”:风洞、可穿戴智能设备

 

2月5日,中国短道速滑混合团体夺得北京冬奥会中国首金。2分37秒348,中国队曲春雨、范可新、武大靖、任子威四人夺得短道速滑混合团体接力冠军。

短道速滑起源于加拿大,可谓追求人类速度极致的比赛项目,今年的第二名意大利队比中国队只慢了0.016秒。

短道速滑队被称为中国冰雪队伍的“王牌之师”,在中国获得的14枚冬奥金牌中贡献了11枚金牌。“王牌之师”用到了哪些黑科技?

训练“神器”:风洞

短道速滑赛在毫秒间进行速度比拼,运动员些微的姿态变化就能影响最后的比赛结果。保持的姿态让空气阻力越小,速度也就越快。

那么如果有一项技术可以让运动员实时知晓每个姿态下的精确阻力值,不断训练形成肌肉记忆,就能找到最佳的运动姿态。这项技术就是在导弹、火箭和飞机的设计中也使用的“风洞”。

参与风洞设计的航天科技十一院三所工程师郑刘曾在接受《环球时报》采访时表示,当中国短道速滑队在风洞中开展测试时,队员们会站在特制的六分量传感器上。风洞制造的风会以相当于运动员运动速度的风速迎面吹来,此时就可以通过六分量传感器测出不同动作姿态下阻力的变化,“短道速滑项目中,运动员稍微弯一下腰,或者是变换一下手势,阻力的变化都可以通过脚下的六分量传感器测得,然后变化的数据会显示在电子屏上,运动员和教练员就会知道,哪个动作才能获得最小的风阻。在锁定风阻最小的动作和姿势后,队员们再加以长期往复训练,就能形成肌肉记忆。”

航天科技集团十一院三所研究员、体育综合训练风洞专家团队成员李玉秋也在采访中表示,“我们的目的就是给运动员找到最佳的运动姿态,产生最小的阻力,以提高他的速度。”

这次北京冬奥会运动员使用的体育风洞于2020年建成,风洞口径宽2.5米,高3米,测试段长度8米,设计风速151.2公里/小时,风速相当于14级的强台风。

体育风洞的精确性、安全性和舒适性会比军工风洞更高,其安装了新风系统、温控系统和各项安全措施。同时,为短道速滑训练准备的风洞还能存储一个时间点里的测力数据、画面数据,以及重心捕捉等数据。运动员也能在地板上的显示屏里,看到自己动作的测试数据。

无感穿戴智能设备:个性化定制训练计划

在高强度的体育训练中,运动员需要了解自身的心电、血压、血氧、体温等实时动态,有没有过度训练,压力、情绪如何变化?在传统的检测手段中,智能手表、手环等便携,心电记录仪等设备检测数据准确,两者如何兼得?联想单导联三导联心电仪

今年的短道速滑队使用了单导联三导联心电仪,通过无感穿戴设备完成高频采样。之后通过医疗级体征数据平台,协同thinkplus会议平板完成一整套智慧训练解决方案。

在运动前,通过长时间佩戴,心电监测设备可以对运动员进行心脏风险筛查,及时发现风险,避免运动伤害。在高负荷运动训练中,运动员的心跳速度会成倍上升,最高可达到静止状态的3-4倍,此时心脏非常容易受到损伤,而心脏本身隐藏的问题也更容易凸显和发作,该设备可以提供高心率的心脏风险监控,预防心脏损伤。

该设备还可以根据运动员的最大心率和储备心率,因人而异为其安排个性化定制训练计划,提高训练效率和成绩。如果在运动后,高强度的训练和比赛造成了运动伤害,该设备能及时筛查和发现运动员的心脏损伤,有效保护运动员安全。通过监控运动员的恢复状况,教练则可以更加科学地为运动员制定恢复或者后期训练计划。

在睡眠的运动后恢复过程中,该设备也能监控运动员的睡眠质量,通过心率和心电变化,发现呼吸打鼾、间歇、假性睡眠等不良睡眠状态,及时发现隐患,并评估其恢复状态。

这样,就可以根据运动员体征的实时数据、运动训练课程的强度分析和训练效果分析,实现过度训练的早期发现并防止过度训练,完成日常训练生活的压力分析。

“冰上鲨鱼皮”:高速度下的赛场保护

短道速滑比赛中速度就是一切,比赛允许一定的身体接触,但若有推挤或阻碍其他运动员的行为,将被视为犯规。但在剧烈的运动中,赛场上快速滑动的冰刀,还是有造成严重伤害的风险,那么就要求比赛服既要贴合轻盈,也要能提供足够保护。

据公开资料显示,这次的比赛服相比普通滑冰服,减阻力能提升5%-10%,强度是钢丝的15倍。其采用了空气湍流控制减阻和边界滑移减阻技术,以及在服装表面使用异形结构,将空气迅速导流。最后再通过风洞测试,为每位运动员量身定制、调整版型和人体分割线最佳位置,优化升级减阻性能。

其中高弹的防切割面料,可以将运动员的肌肉牢牢包裹,避免身体晃动造成对比赛的影响。同时用Dyneema防切割技术,将原来的双层结构改善为单层全身防切割,防切割强度可以达到钢丝的15倍,安全系数更高,同时更轻薄,减少了运动员负重。

 
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