作者:王昊昊 来源: 中国科学报 发布时间:2021-11-30
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冰雪世界里的“最强大脑”

 

霍波团队在准备相关科研设备。受访者供图

■本报见习记者 王昊昊

在冰火两重天里做科研是一种什么体验?

“不是冰天雪地就是艳阳高照”“常常背着泡面上雪山”“防晒霜常备”“裁判台充当实验室”“雪地里一蹲就是几小时”……北京理工大学宇航学院副院长霍波团队用近三年时间给出了答案。

距2022年北京冬季奥运会开幕已不足百日。北京理工大学承担了科技部“科技冬奥”专项“国家科学化训练基地建设关键技术研究与示范”项目。项目负责人霍波和其团队在过去三年里,深度参与了冰雪运动生物力学研究以及训练装备等的研制,并将研究成果应用于相关运动项目的国家队备战训练。

摸着石头过河

霍波办公室书架上新添的一份聘书格外显眼——今年7月由国家体育总局冬季运动管理中心为其颁发的“中国冰雪科学家”聘书。

“这份荣誉来之不易。”霍波的主要研究领域包括运动生物力学、骨力学等,虽与运动息息相关,但在科技冬奥领域做系统、全面的研究,对他而言还是“首次”。

其实,国家体育总局几年前就在论证“科技冬奥”专项的可行性。霍波发现,在我国,老教练凭借经验“传帮带”是培养新运动员的主要方式。经验的确很重要,但若能让科技成果帮助运动员更好地训练、参赛,各类运动将更具“科技范”。

2018年底,霍波团队的“科技冬奥”专项落地。“此前国内对冬季运动的研究很少,远落后于加拿大、德国等冬季运动强国。”在这种情况下,他们只能摸着石头过河,但这绝非易事。

“过弯速度、跳跃姿势、发力点等这些运动员认为很简单的‘常识’,我们这些‘门外汉’要花些时间理解,特别是要将教练和运动员的专业术语和经验总结转化为定量化的测试和分析指标。”霍波说,让团队压力倍增的是,项目立项后运动队希望在几个月内就拿到一些研究成果以提高训练效率。

为了尽快摸透运动员的需求,霍波团队决定跟随运动员训练队伍为其服务。2019 年 6 月,中国国家跳台滑雪国家队(男队)在日本秋田县及长野县开展夏季跳台滑雪训练,包括霍波团队在内的3所我国高校组成联合研究小组,随队开展运动员生理学参数和运动学参数测量等科研工作。

“这让我们明确了运动员训练的大部分需求,摸着石头过河心里有了底。”霍波说,回国后,团队终于在数月后突破运动员状态测量和识别、人体动力学分析、空气动力学实验和模拟、生理参数监测和分析等关键技术,形成适用于冬季运动项目的智能训练管理系统,可应用于运动员的训练效果评估和指导。

随队科研是常态

“科研环境差异最大,不是冰天雪地就是艳阳高照。在滑雪场监测数据时,雪地里一蹲就是几小时;户外搞科研时不时就晒得脸脱皮,防晒霜是必备品。”被问及“科技冬奥”专项与其他科研工作有何不同时,霍波团队成员、北京理工大学宇航学院博士生陈雪脱口而出。今年25岁的她是团队中唯一一名女性,也是最早加入团队的成员之一。

搞科研的人要坐得住冷板凳才行。但霍波团队的这项科研,不仅要坐得住冷板凳,还要顶得住艳阳天、扛得住严寒、搬得动各类笨重设备……

“当时很多训练基地都刚建好,相关设施设备未配齐,所以近3年来我们所有的户外科研几乎都没有现成的实验室。”霍波说,到一个新的训练基地,团队首先要做的就是寻找合适的实验场所,“我们去北京延庆区的国家雪车雪橇中心随队服务时,就把裁判台当作实验室”。

好不容易在冰天雪地里找到科研场所后,团队成员便开始迎着寒风寻找合适的地方架设相机、计算机等相关监测设备。很多时候,户外的科研场所没有固定电源,相关设备电池耗电快、测量过程中下雪或起雾等因素,都会影响科研进展。

延庆随队科研的日子让霍波印象深刻。“国家雪车雪橇中心海拔2000多米,彼时那里既没科研场所,也没休息和就餐点,运动员也是带着盒饭来训练。”霍波说,为了更好地开展科研工作,团队专门租了车,每天早上7点就带着泡面和各类干粮上山,中午就地休息,晚上9点多下山回到旅馆后,还要继续整理相关数据当天报给教练员。

“这都是常态,随着运动员的各项需求逐渐明晰,我们最忙的时候一天要跟着4个国家队随队服务。”团队成员、北京理工大学宇航学院博士生蒋量说,“2019 年 6 月,团队赴日本随跳台滑雪国家队开展科研工作。那是日本最热的时候,在户外待一会儿就汗流浃背,几天下来大家都晒黑了不少。”

也正是在日本期间,陈雪在搬科研设备时,不慎伤到膝盖。“现在膝盖还有积液。”陈雪说,去年年底,团队成员考虑到年后运动员将封闭训练,无法继续为其提供科技服务,便都坚守基地没回家过年。“运动员天天训练那么艰辛,我们暂时遇到的这点苦不算什么。这将是我科研生涯中浓墨重彩的一笔。”

第一次全体鼓掌

对霍波团队而言,科研环境差等外部因素不是最难克服的。他们最担忧的是,项目成果最终能不能派上用场、为运动员服务。“大家埋头苦干克服了诸多困难,最期待的就是成果能被认可。”蒋量说。

“我们刚开始随队科研时,教练和运动员还是以他们已有的经验为主。”霍波说,运动员起初并没对我们抱太大希望,毕竟此前并没有这样的专项研究。

“我们能做什么、国家队需要什么,这要反复沟通才有结果。”霍波说,今年团队分别赴吉林、四川、河北等地开展了5次随队服务,主要是测试和应用科研成果。“基本上大半年在外地。”

构建单板及自由式滑雪运动员人体运动学及动力学参数测量及分析系统;将日常训练及测试赛数据进行可视化处理;完成对数十名运动员在测试赛规定动作以及自选动作的数据采集;将腾空高度、腾空时间、抓板时间和抓板质量四个参数纳入单板及自由式滑雪大跳台评分体系并被教练采纳……随着研发成果越来越多,教练和运动员对团队的态度也逐渐改变。

今年5月至8月,霍波团队随队到成都尖峰旱雪四季滑雪场开展科研服务。“正是在这里,我们赢得了教练和运动员的全面首肯。”蒋量回忆道,“在一次交流会上,我代表团队把随队科研进展作了全面介绍,听完我的讲解,国家队全体教练和运动员主动站起来为我们鼓掌。这是本次项目中的第一次。”

“蒋量等学生打视频电话和我分享了这一消息后,大家都非常激动。”霍波说,这一天团队等了近三年。

如今,霍波团队的“科技冬奥”专项的主要研究内容已基本完成。“但是,我们对科技运动的研究不会停止。‘科技冬奥’的意义远不止为冬奥健儿插上科技的翅膀。随着研究不断深入,这些成果将不断降低高难度体育项目门槛,促进全民健身运动和大众健康。” 霍波说。

《中国科学报》 (2021-11-30 第8版 学人)
 
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