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    科技創新驅動體育強國建設 
    ——新時代中國體育佳績頻出背后的科技實踐和啟示
    作者:光明日報調研組(調研組成員:光明日報記者鐘超、李曉東、吳娜、劉茜、劉文嘉、李苑、陳城、周洪雙);北京體育大學馬克思主義學院院長、教授 王海英)
    “當今世界,科技在競技體育中的作用越來越突出。建設體育強國,必須實現高水平的體育科技自立自強。要綜合多學科、跨學科的力量,統籌推進技術研發和技術轉化,為我國競技體育實現更大突破提供有力支撐?!绷暯娇倳浽诒本┛疾?022年冬奧會、冬殘奧會籌辦備賽工作時強調。
    大運“蓉寶”機器人、無人駕駛巴士、“智慧蚊蟲誘捕機”、5G賽事直播、輔助訓練機器人、智能翻譯對講系統……在第31屆世界大學生夏季運動會(以下簡稱大運會)的賽場內外,各項“黑科技”有序運行。這場科技范兒十足的運動會,吸引著各國運動員和觀眾的目光,迎來好評如潮。
    “科技賦能、智慧大運”是本屆大運會的重要理念,圍繞主場館、大運村等空間,在場館建設、賽事保障、數字觀賽、智慧服務、輔助訓練等方面,成都實施了170余項科技產品以及人工智能服務,覆蓋30余個場館,為大運會的成功舉辦貢獻了科技力量。
    “當今世界,科技在競技體育中的作用越來越突出。建設體育強國,必須實現高水平的體育科技自立自強。要綜合多學科、跨學科的力量,統籌推進技術研發和技術轉化,為我國競技體育實現更大突破提供有力支撐?!绷暯娇倳浽诒本┛疾?022年冬奧會、冬殘奧會籌辦備賽工作時強調。
    回首一年多前,在北京冬奧會上,中國位列金牌榜第三,獎牌榜刷新紀錄,令世界震驚。要知道,1980年中國才首次參加冬奧會,12年后才實現冬奧獎牌“零的突破”,22年后才拿到第一塊金牌。就在冬奧申辦成功的2015年,在109個冬奧小項中,中國還有約三分之一是空白。
    從零起步,一飛沖天,中國體育為什么能?“競技體育賽場上的比拼,背后是體育科技力量的較量?!北本w育大學副校長洪平道出關鍵所在?,F代競技體育,從選材、訓練、裝備到運動康復,每一個環節都離不開科技。今天我國體育科技已經實現質的飛躍,為運動員在賽場上爭金奪銀提供了強大支撐。
    科技創新如何助力體育發展?“體育+科技”在體育強國建設中將發揮什么樣的作用?帶著這些問題,光明日報調研組于今年5至7月,先后走訪了北京體育大學、二七國家冰雪運動訓練科研基地、天津體育學院、成都體育學院等體育院校和科研院所,探秘科技創新如何驅動體育強國建設,感受科技為體育強國建設提供的中國方案、中國智慧、中國力量。
    1.智慧選“材”告訴你冠軍“長”什么樣
    7月29日上午,在成都大運會武術項目男子南拳比賽中,中國選手曹茂園奪冠。這是本屆大運會的首金,也是中國大學生體育代表團的首金。不少人疑惑,1.76米的曹茂園,身形修長,與傳統武術運動員低底盤的要求,并不相符。為什么他能走上冠軍之路?
    其實,曹茂園是符合“冠軍模型”的。近年來,對運動員個人技術動作的數據采集與分析評估技術,得到了長足發展,冠軍“長”什么樣,大數據可以提供標準。
    盛夏,在北京體育大學國家訓練中心的體能測試廳里,東京奧運會女子空手道季軍龔莉正在做縱跳測力——半蹲、揮臂、輕盈彈跳,等雙腳重新站穩在幾十厘米見方的測力板,平板電腦上瞬間生成一條坐標曲線。龔莉側頭笑著問:“猜猜測試一次有多少數據出來?”
    多少?12000多個!這是一個數據的“龔莉”。半蹲彈跳的高度、下肢爆發力、關節爆發力都可以一目了然。她腳下生成上萬數據的測力板,只是最常見的訓練裝備。
    與國家訓練中心一個操場相隔,北體大中國田徑運動學院內,一塊塊測力板被鋪設成一條智慧跑道。院長武文強正帶著兩位研究生做數據測試。這次,平板電腦換成了矗立的數據大屏,跑者的速度、距離、步幅、步頻,甚至擺臂、扭髖的角度,落地小腿回扣角度,關節載荷能力等一系列運動學、動力學參數,都在上面滾動。
    “長跑和短跑運動員都需要在訓練中進行技術診斷。怎么能更快?怎么能避免運動損傷?技術動作到底合不合理?哪里預計會出現問題?教練和運動員都可以對照系統數據了解,對癥訓練?!蔽湮膹娊榻B說。
    用數據在技術、戰術、體能、心智、個性等多個維度上建構標準,就能提前告訴人們冠軍“長”什么樣。蘇炳添就曾在論文中透露自己成為飛人的“秘密”:以“冠軍模型”為指導,通過高科技儀器和設備對自身體能、技術、恢復等各個環節進行全方位監控。
    換個角度,“冠軍模型”同樣可以用作新興體育項目運動員的選拔和培養。2018年平昌冬奧會,中國代表團的參賽率僅為52%;到2022年北京冬奧會,中國代表團已是全項目參賽。短短四年,“冠軍模型”為冰雪項目選拔了大量人才。比如高山運動員,需要具備三大特征:心肺功能、下肢能力、腳下靈活性,缺一不可?!拔覀兏鶕@樣的‘冠軍模型’,對標對表、惡補短板?!焙槠秸f。
    “冠軍模型”根據基因選材,卻也不唯基因論。事實上,模型后邊跟著多元化的綜合分析:動作模式篩查、傷病風險評估、力量速度測試、訓練負荷監控、心理咨詢、傷病康復……正是這樣高科技含量、高精準度、高配合性的備戰,幫助中國體育代表團在北京冬奧會上勇創佳績。
    2.多學科協同打造競技保障模式
    賽場上熱火朝天,賽場外交流頻繁。7月29日,成都FISU(國際大學生體育聯合會)世界學術大會開幕,來自美國、德國、澳大利亞等30個國家和地區的530余名專家學者共聚一堂,圍繞“運動、健康、科技、文化”展開熱烈研討,不少外國專家對中醫表現出極大興趣,拉著成都體育學院附屬體育醫院黨委書記廖遠朋教授問個不停。
    運動醫學是成都體育學院的傳統強項?!斑\動員在賽前受傷怎么辦?心理出現波動了如何處理?”常年奔波在賽場一線的廖遠朋,了解運動員背后不為人知的艱辛。
    在冬奧會前,成都體育學院組建了以中醫骨傷、中醫內科、運動生物力學、運動康復、肌骨超聲等學科專家為主的“奧運醫療專家巡診隊”,通過“線上+線下”“遠程+駐隊”“定期+不定期”巡診的方式,構建了傷病、康復、體能、心理、營養、睡眠、訓練等多學科協同,覆蓋競技體育全周期的“醫體融合、體科互參、防治康訓一體化”的競技保障模式。
    “醫體融合”是促進運動表現能力提升的關鍵。通過一系列專業技術療法,在北京冬奧會運動員的傷病防治康復中,實現傷病發生率下降20%以上、重返賽場比例提升40%以上。
    成都體育學院教授何穎帶領運動心理學科技攻關與科研保障服務團隊,依托成都體育學院運動心理學重點實驗室,創新了個人-團隊的短道速滑運動心理訓練模式,并結合短道速滑專項特點與需求,研發了基于虛擬現實技術的抗壓力、抗干擾模擬訓練系統。運動員可以在媲美真實比賽的高壓力、強干擾虛擬情境中進行訓練,其心理測試指標、生理測試指標以及行為測試指標可以做到同步交互。
    天津體育學院敖英芳教授團隊研發的信息化指揮平臺,結合救援直升機內裝配的全景攝像機、醫療信息采集終端、轉運手持智能心電與超聲、急救移動平板、5G通信背包構成的5G醫療保障科技服務系統,可以將傷員的影像資料和生命體征數據實時回傳,做到救援工作關口前移,實現“上機即入院”。
    在北京冬奧會上,由曲春雨、范可新、武大靖、任子威四人組成的中國短道速滑混合團隊,以2分37秒348的成績率先沖過終點,為中國隊贏得首金。少有人知道,這枚珍貴的首金,是“吹”出來的。6月21日,調研組來到位于北京豐臺的二七國家冰雪運動訓練科研基地風洞館,見識了中國短道速滑混合團隊奪金背后的“神器”。在這里,隊員們站上特制傳感器,前方洞口的風迎面吹來,傳感器便可以測出不同姿態的阻力變化。運動員和教練員共同研判,哪種動作姿態的風阻最低、速度最快,隊員們就此進行反復訓練,形成肌肉記憶。
    冰雪運動項目中,微小的阻力變化,就會影響速度快慢。數據顯示,如果空氣阻力減少10%,運動員的成績便能提高1%。正是這微弱的差異,在賽場上便會成為金銀之差的決定因素。我國的體育工作者,將導彈研發過程中運用的風洞技術,嫁接到冰雪運動訓練中。北京冬奧會運動員使用的體育風洞,風洞口徑寬2.5米,高3米,設計風速151.2公里/小時,風速相當于14級的強臺風。
    “風洞實驗室幫助教練員和運動員擺脫了過去訓練受天氣影響的局限,訓練頻次、數據精度都大大提高??萍贾栕屵\動員們在基地內一年的訓練效果,就可以達到其他國家多年訓練的成績,實現中國冬奧軍團的彎道超車?!焙槠秸f。
    正如習近平總書記指出,同我們國家的強國之路一樣,中國冰雪運動也必須走科技創新之路,一方面要堅持自主創新,一方面要積極吸收世界上的先進技術和訓練方法。今天,幾乎每一個奧運項目,都離不開體育科技的助訓支撐。
    3.自主研發裝備為運動員保駕護航
    鋼架雪車——冬奧會上最刺激又最危險的項目,歷來被稱為“勇敢者的游戲”。運動員與冰面保持同一平面,時速最高可達120公里到135公里。這個項目,我國是從零起步,2015年才開始建隊。彼時,歐美強隊早已長期“霸榜”。
    從2015年“跨界跨項選材”組建國家集訓隊,到2022年登上領獎臺,中國鋼架雪車隊只用了6年多的時間,而獲得獎牌的閆文港從事這項運動的時間僅僅5年。獲得這一成績,國產鋼架雪車的研發功不可沒。
    紅旗雪車項目,是紅旗研發團隊第一次承接運動裝備研發。得益于航天科技和我國汽車制造業常年的技術積累,車身選用了在火箭和民航客機上大量使用的國產TG800碳纖維復合材料。這類材料密度只有鋼的五分之一,強度卻是鋼的兩倍,最大幅度減輕雪車的自身重量并降低雪車重心,使雪車的滑行更平穩。加之來自汽車工業不斷改良設計的先進底盤、操控,雪車安全及可靠性得到了保證,運動員也就敢于向鋼架雪車最高時速超過150公里的極速峰值發起挑戰。
    2021年,中國一汽與中國航天科技集團聯合向國家體育總局冬運中心交付國產雪車——紅旗雪車。國外品牌壟斷的歷史自此結束。在北京冬奧會上,中國鋼架雪車隊首次實現獎牌零的突破,閆文港斬獲一枚寶貴的銅牌,我國也成功實現了研發團隊預期的“開著‘紅旗’升紅旗”的目標?!罢怯辛酥袊黝愋透呖萍计髽I聯合研發冬奧科技裝備成果,促成了北京冬奧會上中國代表團歷史性最好成績?!敝袊摷苎┸囮狀I隊孫帆表示。
    充滿危險的不只是鋼架雪車,在征戰短道速滑的路上,我國運動員曾付出過慘痛的教訓。2009年全運會女子短道速滑500米預賽中,選手孔雪被絆倒之后,頸部被同時摔倒的其他選手的冰刀劃傷,傷口長達5厘米;在世界杯上海站短道速滑賽上,我國選手韓佳良被其他選手的冰刀割傷了腹部;29歲的奧運冠軍武大靖,卻有著一雙看似50歲的腳,累累傷痕,縱橫交錯……
    保護好運動員要依靠專門的比賽服。作為冰雪運動領域的后起之秀,我國使用的高端比賽服裝,大多依賴進口,缺乏自主研發體系。經過多年努力,在北京冬奧會上,我國冬奧健兒已經穿上了自主研發的“金絲鎧甲”。全新設計的高科技速滑服,采用最新的360度全身防切割技術,防切割強度是鋼絲的15倍。安全性有了保障,自主研發的比賽服還具備“快、暖、美”的特點,速度滑冰項目比賽服綜合阻力系數下降10%,性能遠超國外產品。
    4.體育科技創新帶來的啟示和建議
    夏草芳菲,生機勃發。成都東安湖體育公園主體育場內外,都是喧囂沸騰的呼聲,青春迸發,拼搏奮進,這座城市正在迎來運動的狂歡。
    仲夏時節,萬物豐茂。矗立在北京國家體育場“鳥巢”北側的奧林匹克塔,正習以為常地注視著奔跑的人們?!半p奧之城”的榮光,已成為這座城市的日常。
    運動,在人們日常生活中的比重,越來越大??萍紕撔抡趲椭嗳藚⑴c運動、熱愛運動、科學運動,“多鍛煉、少生病”已經成為一種社會共識。
    加快科技創新,讓運動損傷更少,獲益更多。在北京奧林匹克森林公園科技智慧跑道起點,一塊3*5米的“智慧大屏”,不僅顯示著入園人數,還呈現著跑友的速度排行榜。除了這塊大屏,在跑者服務站里還有多塊智慧屏幕,都設有人機交互裝置。開跑前,以觸屏的方式,獲取運動熱身提示;跑步中,有奧森“科技智慧跑道”的專屬路線語音包;跑步后,不僅有運動數據可以實時查詢,跑步的成績也可與別人一較高下。
    2022年2月,中國田徑協會發布的《中國田徑協會關于發展智慧健身步道的指導意見》提出,要實現健身步道的信息化和智慧化轉型。有專家表示,“未來,隨著數字技術不斷與體育產業融合發展,科技智能跑道可能會成為大城市戶外健身的‘標配’,越來越多城市將會打造專業化的智慧跑道,不斷為全民健身注入活力”。
    加快科技創新,讓運動醫學惠及更多人。脊柱側彎是青少年的常見病,有數據顯示,我國中小學生脊柱側彎人數超過500萬,并且還在以每年30萬左右的速度遞增,成為繼肥胖、近視之后,危害青少年健康的第三大疾病。由北京體育大學研發的脊柱側彎AI人工智能篩查系統,只需要家長上傳孩子背部外觀照片,短短幾秒鐘,就可以獲取評估報告,并給出診斷建議?!澳壳绊敿夅t生對脊柱側彎診斷的準確率可能在85%到90%之間,這套系統診斷準確率及測試效率已優于專家水平?!北本w育大學運動康復中心實驗教師王麗娟表示。
    科技創新將在健康評估與檢測中發揮更大作用。天津體育學院新校區實驗樓前的智能屏幕上,顯示了亞健康檢測、體質評估、代謝能力評估、運動處方、營養處方等信息。市民可以通過點擊,查詢到自己的體質健康評估結果,掃描二維碼下載App后,檢測報告和指導處方就可以保存到手機中,實現數據共享。數據云端還可以對接全市多個體質監測中心、健身與健康促進中心、健身及養老機構,實現天津市體質健康服務信息的共享。來自天津和平區的王女士說:“在參加過體育學院組織的體質檢測后,發現自己處于亞健康狀態。經過平臺運動處方的指導,已經得到改善,目前我在平臺線上預約了綜合體質檢測,有信心通過鍛煉,將自己的‘成績’大幅度提升?!?/FONT>
    “帶動3億人參與冰雪運動”的目標已經完成,全民健身正在進入千家萬戶。構建更高水平的全民健身公共服務體系,是加快體育強國建設的重要基石,是順應人民對高品質生活期待的內在要求,也是“科技+體育”的奮斗目標??萍假x能,體育“展翅”。一個筋骨強健、意氣風發的中國,正向著建設體育強國的宏偉目標闊步前行。
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