每日杂志 ｜全面提升技术表现 剑指洛杉矶奥运 「科技+体育」突破极限 专家研夺牌秘密武器
2024-11-14 09:30 
《智创运动科技系列》之 竞赛篇
运动与科技结合，成为全球体育发展的重要趋势，其影响力超越界限。香港运动员于今届巴黎奥运以2金2铜创新猷，除有赖运动员及教练的努力拼搏，幕后团队运用科技辅助亦功不可没。近年，香港体育学院与多所大学合作，利用科技提升运动员表现，例如与香港科技大学的风洞测试技术，协助单车手克服风阻；与理大的生物力学研究，精准捕捉和分析运动员的动作，盼争取0.01秒的先机，赢得决胜分。本报将透过系列报道，深入探讨运动科技如何在精英赛事、体育产业和全民运动的层面上，为香港带来改变。
奥运不仅是运动员的竞技场，也是各地展示科技实力的舞台。全球多地已采用「人工智能（AI）+体育」的模式，为选手提供协助。作为体育强国，中国拥多项创新技术，国家篮球队与商汤科技合作，开发运动表现分析平台，通过构建场地三维模型和动作捕捉，实时记录和分析运动员的负荷强度、技术准确性等，提升训练效率；百度与上海体育大学携手研发大模型，为国家游泳、田径和体操队等6支队伍作动作识别和技术分析，成效显而易见。
为运动员打造「个人化」方案
近年本港精英运动员屡创佳绩，上届东京奥运创纪录赢得1金2银3铜共6面奖牌。港府与香港赛马会慈善信托基金出资3亿元，推出「运动科研资助计划」，至今年4月已批准8项申请，当中涉及24个运动项目，拨出约1.5亿元。为备战2026年名古屋亚运会和亚洲残疾人运动会，以及2028年洛杉矶奥运会和残奥会等重要赛事，该计划已延长至2028年底。
据悉，目前获批的资助项目多走「个人化」路线，为运动员量身打造具针对性的方案，以提升其表现。消息人士指出，获批的科研项目，涵盖剑击、游泳、单车及羽毛球等奥运夺牌项目，以及在亚运有夺牌希望的滑浪风帆及壁球，另包含今届残奥会中取得佳绩的硬地滚球及羽毛球项目。
多年来，体院鲜有公开提及运动员的培训方法。体育界人士John直言，因全属「军事机密」，特别是涉及科研资助计划，当中获批项目被视为未来数年港队夺牌的「秘密武器」。据他透露，体院一直积极应用运动科技，例如训练及比赛中用于监测运动员心率的「光学心率臂带」，到为三项铁人和马拉松选手监控乳酸值和血糖的监察仪，乃至较大型的鹰眼摄录系统等，本港的技术不逊于其他地区。
6大中心解决表现伤患问题
体院设有专门的「精英训练科技」部门，统筹利用科技辅助训练。部门下设6大中心，包括体能科学训练、运动生物力学、运动医学、运动心理、运动营养及运动发展中心。香港智障人士体育协会主席、香港高等教育科技学院运动及康乐学系系主任陆子聪，有参与精英运动员培训，他指，主教练除了日常技术训练外，也会就运动员的表现及伤患问题，向运动科学部门求助；双方开会商讨，尝试从科学技术、运动医学及运动营养学等方向探究问题，并运用高科技仪器和技术寻求解决方案。
陆举例，个别运动员于比赛后段出现小腿抽筋，影响表现，过去会被认为是因姿势不良或耐力不足所致，但现时可透过数据分析，找出抽筋肇因，是否涉及体力不支或肌肉不平衡等，配合物理治疗师及营养师跟进。他补充，部分主教练乐于在日常训练加入运动科学监察，如在单车安装不同仪器，监察运动员表现。
风洞测试技术助研装备
John提到，运动生物力学的分析，有助掌握运动员肌肉及关节强度，了解其手脚发力情况，日后更可建立数据库，分析运动员于赛事的表现，针对性地改良训练方法。
过去两年，体院先后与科大及理大合作，成立「体育科技联合中心」及「理大—体院研究中心」。其中与科大的合作早有先例，自2018年起，双方共同开发全新的风洞测试技术，展开「运动空气动力科研计划」，为香港单车队研发及改良低阻力的「破风战衣」单车服和鞋套等装备，协助「女车神」李慧诗于东京奥运的女子场地单车争先赛夺得铜牌。
此外，中心亦为滑浪风帆运动员进行综合空气动力学性能评估，开发运动空气动力学与生物传感器，以及模拟人体手臂和腿部肌肉脉动的人体模型。
中心主任、科大机械及航空航天工程学系讲座教授张欣说，旗下风洞实验室透过模拟不同风速，让单车手体验风阻，找出更省力、能踩出更快速度的姿势。团队透过3D扫描技术，重建运动员的虚拟模型，并借助超级电脑，进行计算流体动力学分析，了解不同姿势和装备如何影响空气流动。
张欣指，团队基于分析，设计出符合空气力学的紧身单车服，并利用3D打印技术制运动员模型作测试，优化单车服面料的拉伸比例。现时的单车服于比赛速度下，可减低达3%的阻力。
至于「理大—体院研究中心」的专家团队，由学者、科研人员及体院成员组成。理大体育科技研究院院长、生物医学工程学系系主任及讲座教授张明教授是该中心协调员，他称，研究中心主力研究运动生物力学与人体的相互作用，以提升运动员表现。
据知，该中心为单车、剑击、游泳、跳水及空手道运动员提供姿态分析，利用动作捕捉和3D重建技术，收集生物力学数据，并运用计算机视觉和人工智能，从重要赛事照片中提取有用资讯。团队也在体院安装摄影系统，为空手道运动员进行无标记动作捕捉及分析。
翻查资料，该校的单车相关研究获「运动科研资助计划」资助，利用红外线感测器和功率计，配合深度学习模型分析比赛影像，获得运动员的统计数据和技术特点，并可分析比赛场地和环境对运动员的影响，为教练团提供参考。
另外，体院精英训练科技总监苏志雄日前出席Y-LOT Foundation「第三届全球SciTech青年论坛：S.P.O.R.T. Infinity」时，罕有地透露了部分正在研发的科技，如机械人训练系统，以及能模拟不同运动的重量训练系统等。
顶尖运动员的实力不相伯仲，胜负关键取决于临场表现和训练成果。在各专家的协助下，香港运动员有望通过运动科技，缔造更辉煌的成就，续写香港传奇。
理大创建AI游泳实验室 训练更安全科学化
近年，理工大学体育科技研究院进行多项研究，包括由前国家队奥运跳水金牌主导的跳水生物力学研究，又创建AI游泳科技实验室，提升泳手速度。
前国家队奥运跳水金牌王鑫，是理大精英运动员博士学位奖学金的首位得主。她在理大进行跳水相关的生物力学研究，藉捕捉并量化运动员从起跳、空中翻腾到入水的过程，并以传感器量度人体各部位所承受的冲击力。据了解，她曾就伤患情况向国家跳水队进行问卷调查，发现约30%的运动员曾受伤，另有20%运动员曾出现眼睛充血或受伤，包括因冲击造成的扭伤和拉伤。
理大体育科技研究院院长张明指，现时项目仍在测试阶段，但王鑫希望日后建立模型，模拟跳水姿势的压力和运动情况，让跳水训练变得更科学化和安全。
此外，研究院正与曾培养多名港队「女飞鱼」的拔萃女书院，共建AI游泳科技实验室，透过穿戴式表面肌电感测器及水下拍摄系统，捕捉泳手肢体动作和肌肉运用数据，进行比较和分析，以改善姿势，提高泳手的速度。理大康复治疗科学系助理教授苏俊龙称，研究就起跳动作、游泳推进力及肌肉运用等进行分析，其中就起跳动作训练，经系统分析比较后，泳手的平均起跳速度较以往快0.127秒，效果理想。
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