讓運動員進風洞？中國有哪些黑科技，可以幫運動員奪冠？_風聞

　　蘇教授創造歷史！中國運動員背後有哪些黑科技？

　　東京奧運會雖然冷清，但中國代表團的獎牌可沒少拿。繼楊倩拿下首金後，中國隊的金牌不斷入賬。

　　游泳運動員張雨霏奪得女子200米蝶泳冠軍的80分鐘後，中國隊又奪下了女子4×200米自由泳金牌。前天，蘇炳添又創造了歷史，成為史上第一個殺入男子百米決賽的亞洲選手，最終獲得第六名。

　　出色的成績背後，不僅僅有運動員和教練員的辛苦訓練，更有中國“黑科技”的助力。

　　▲研究團隊與游泳國家隊合影

　　為游泳健兒獻上神助攻的，就是航天科技集團九院十三所，其下屬的時代光電公司運動測量團隊，將航天科技中的慣導技術，用於測量運動員的狀態。

　　運動員每一秒的姿態、呼吸情況、每次往返的劃頻、劃幅、劃次、轉身時間等數據，都會被精確記錄下來，實現了對每個動作的精細量化評估。

　　早在2019年12月，國家體育總局便向航天九院提出需求，希望利用先進航天技術，研發精密測量產品，幫助游泳運動員加強訓練的科學性，提高成績——體育局為啥要向航天單位求助呢？

　　▲張雨霏正在測試

　　乍一看，好像非常不搭，但實際上聯繫挺大。

　　能上奧運會的運動員，全是頂尖高手，動作上的細微差別，導致了零點幾秒差距就決定了勝負。到了這個層次，只靠肉眼看，或者攝像機拍片分析，不可能獲得足夠多的動作細節來糾偏，只能藉助於“黑科技”，而航天工程中的慣性技術就是解決方案。

　　九院十三所的時代光電公司，主要研究方向正是慣性技術產品，我國各型號火箭和航天飛行器的光纖慣組及光纖速率陀螺，都出自這裏。

　　▲正在試驗的楊浚瑄

　　火箭都能搞掂，為體育研發運動測量產品並不在話下，可能唯一的挑戰就是要做到足夠小和輕——單台重量僅16克，游泳運動員可以舒適地將其固定在肩膀和其他關節區域，而不妨礙其活動。然後運動員被放置在風洞中，在他們逆風“模擬游泳”時進行跟蹤。

　　▲注意運動員背部的兩個“貼”

　　整套裝置包括了慣導分系統（核心）、定位與測速分系統、視頻採集分系統、數據綜合分析系統四個部分，實現對運動員的姿態、位置、速度的測量，以及運動視頻拍攝、數據集成解算和三維模型驅動功能，能得到運動員每一秒的姿態、呼吸情況，以及在泳池裏每一次往返的劃頻、劃幅、劃次、轉身時間等多項技術參數，。

　　在國家游泳隊備戰期間，張雨霏、楊浚瑄等6名世界冠軍接受了測試，獲得了充足的阻力和姿態數據，運動員的動作得以優化，身體流線型得以改善，效果——又奪冠了嘛！

　　▲能讓“彩虹”上天，也能讓健兒奪冠

　　能為中國體育健兒提供航天“黑科技”的單位並不只有九院，還有航天科技集團十一院，全稱是“中國航天空氣動力技術研究院”，他們提供的武器，是風洞。順便提一句，“彩虹”無人機，就是十一院旗下的“航天彩虹無人機股份有限公司”的產品。

　　提到風洞，大家並不陌生，軍迷的第一反應，往往是為戰機研製提供吹風試驗的風洞。風洞的確是主要面對航空，它的出現甚至比飛機還要早，航空航天大國也是風洞大國。

　　▲航天科技，亦可賽艇的“陸游器”！

　　中國就是風洞大國，為體育部門提供服務是隨手的事，但也並不是一帆風順，因為十一院要為四人賽艇提供風洞測試裝置——賽艇長12米，加上運動員和支撐裝置，重量接近一噸，試驗速度低，僅為每秒6米，還要在風洞中模擬水面，僅測量水面以上的氣動力數據。

　　經過攻關，十一院成功研發了一套基於氣浮裝置的三維力測量平台，分辨率達到0.04牛，靜態校準非線性0.08%，能高精度測試運動員抓水、驅動、出水、回槳等不同動作姿態的氣動力大小，為賽艇隊女子四人雙槳項目奪冠送上了神助攻——起航領先，槳頻均勻，一路高速，以最合理的方式奪冠，還打破了世界紀錄。

　　十一院對體育的助力並不僅僅是賽艇這一項，在2020年10月25日，由十一院第三研究所自主設計建造的國內首座體育綜合訓練風洞，在二七廠國家冰雪運動訓練科研基地正式啓用。

　　這是是一座開口迴流式風洞，可對滑雪、滑冰、雪橇等冬季運動項目，部分夏季運動項目進行模擬，判斷和優化運動員最佳競技姿態，檢測和標定參賽裝備性能——明年的北京冬奧會上，這座風洞的成果就能顯現了。

　　如果往前翻，劉翔曾經獲得的佳績，背後的科技支持——“翔之隊”功不可沒。

　　這個由6位專家——馮樹勇（田管中心副主任）、李汀（總局科研所高級實驗師）、錢風雷（上海莘莊基地）、許以誠（上海體育科學研究所）、李愛東、苑廷剛（總局體科所）組成的團隊，把用DV機拍攝劉翔的日常訓練和比賽的圖像傳入電腦，對技術動作進行分析研究，得出跨欄角度和週期等數據，提供給孫海平教練，不斷精細地改善每一個動作。

　　▲08年的科技，現在看來比較糙，但作用不小

　　同時，也緊盯劉翔的競爭對手，對他們的動態和數據進行深入分析，制定最佳對策。在雅典奧運會上，翔之隊就分析出劉翔決賽主要對手杜庫雷不擅拼逆風局的弱點，杜庫雷果然在決賽中因為急於追趕而失去平衡，劉翔順利奪金。

　　但是，大家不要覺得這是中國的獨門絕技，實際上，利用高科技為運動員提高成績，在世界上早就是一個普遍現象了。

　　比如，為備戰2008年北京奧運會，NASA就曾經動用風洞，為美國游泳隊“減阻”。只不過路徑不太一樣，不是優化動作，而是通過吹風試驗尋求阻力最小的材料，做成“鯊魚皮”包裹全身，以贏得那瞬間的優勢。但因為“鯊魚皮”太過破壞公平，從2010年起被禁止使用。

　　▲風洞能吹飛機吹汽車，也能吹人

　　最近的幾屆奧運會，英國在自行車項目上拿了22塊金牌，其秘訣之一就是空氣動力學的助力，利用風洞試驗和流體仿真，確定最佳的姿態和編隊，以及定製裝備。此外，在滑雪、滑冰、標槍、鐵餅、帆船等項目上，空氣動力學和風洞也正在發揮着越來越大的作用。

　　▲這麼多相機，密集恐懼症都犯了

　　2016年裏約奧運會，捷克斯柯達運用汽車空氣動力學的技術，協助本國自行車選手Pavel Kelemen奪金——用150台高解析度相機，建立騎乘時的3D模型，再運用CFD（Computational Fluid Dynamics計算流體力學）電腦模擬不同騎姿的風阻，即可找出最小風阻的騎姿。

　　無論以奧運總獎牌數計，還是以每屆奧運會獎牌數計，排名靠前的國家，均擁有相當的科技實力，甚至直接就是安理會五常。這並不是偶然現象，因為體育和科技的結合，正呈現出越來越緊密的趨勢，中國在這方面還是個後來居上者。

　　▲奧運會總獎牌榜

　　在中國還比較落後的時代，只能強調拼毅力拼意志，一度被西方稱為“金牌機器”。另一方面，許多運動員為國爭光後，又不得不帶着一身傷病早早退役。而“黑科技”的加入，使得我國體育事業的“效費比”更高，運動員成績更好，運動壽命更長。

　　除了慣導、風洞、流體計算之外，還有很多科技運用到了訓練和比賽的方方面面。

　　▲拳擊手的鞋，同拳頭一樣重要

　　國產品牌安踏，就為中國拳擊隊、舉重隊、摔跤隊、體操隊等10支運動隊提供了裝備。

　　拳王鄒市明的“下盤”就是由安踏打造的，每隻靴子僅150克重，扭轉力矩被精確控制在1.5N•m以下，再加上“爪”式抱緊繫統，保證了運動員在激烈運動中，腳部與踝部始終貼合戰靴，兼具靈活的扭轉與超強的抓地能力——無鄒拳王如何跳躍騰挪，他的戰靴永遠結實可靠，不打滑。

　　舉重鞋則正好相反，要夠硬夠抗壓，足跟要避震，抓地更不能差。安踏的舉重鞋，耐磨和防滑性是普通材料的2.5倍，鞋眼拉力值超過國家標準40%，可承受超一噸總重量。而且用3D全息掃描技術獲取腳型數據，每雙舉重鞋都可以做到量身定做，為運動員提供最穩定可靠的支撐。

　　這樣一種鞋，平時穿着，走路都困難，但比賽時非它不可——奧運冠軍呂小軍正是穿着安踏打造的戰靴，以抓舉171公斤、挺舉207公斤和總成績378公斤獲得三枚金牌，並打破挺舉和總成績兩項世界紀錄。

　　據統計，憑藉安踏的體育裝備，中國運動員在世界各類大賽中累計獲得了111枚金牌！

　　百度為國家隊打造了首個“3D+AI”跳水訓練系統，通過高速相機等的硬件設備採集運動員“2秒”內的一系列複雜動作，再利用AI系統進行智能解析，以供教練參考，相當於自動化的“翔之隊”跳水版。

　　2019年，中科院聯合美國兩所大學，共同參與開發了一種智能乒乓球桌，這一研究成果還發表在了《Nature》上。

　　智能乒乓球枱桌面由木質電子納米發電機構成，利用靜電場來進行自供能，還配備了可以探測擊球動能的自供電傳感器，利用乒乓球撞擊桌面產生的能量，顯示乒乓球的撞擊位置，並實時建立輔助運動員訓練的球體落點分佈以及球體運動軌跡系統。產生的能量還可以為裁判判罰（擦邊球）系統提供動力，在沒有外部電源的情況下仍可以用於球速感應。

　　當然，中國乒乓太強大了，可能還暫時用不上這種黑科技。不過剛剛創造了中國男子百米短跑歷史最佳戰績的蘇炳添，還是受益很多。

　　蘇教授（蘇炳添是暨南大學體育學院副教授）於2019年發表在《體育科學》上的論文《新時代中國男子100m短跑：回顧與展望》中，特別點出了“科技助力”——“筆者的現任教練RandyHuntington……以“冠軍模型”為指導, 通過高科技儀器和設備對運動員體能、技術、恢復等各個環節進行全方位監控, 據此發現問題, 尋找差距,制訂個性化的訓練方案, 進而惡補短板, 全面提升運動員的競技能力。”

　　至少是什麼高科技儀器和設備，可能出於保密，並沒有查到，但既然強調了，那肯定有用——“筆者在29歲依然跑出9.91 s的世界級成績，然而, 有大批運動員在26歲左右就選擇退役……一定意義上是人才的嚴重浪費”，不僅運動壽命延長，還在32歲時創造了歷史。

　　▲這種害人害已的黑科技還是算了

　　當然，任何事物都具有兩面性，“黑科技”也可能被用歪，比如體育界的痼疾興奮劑。隨着檢測手段的完善，傳統興奮劑越來越難以矇混過關，很可能被新興的“基因興奮劑”所替代——以非致病病毒為載體，植入“運動員基因”，注入人體，它們就會在人體內生產出內源性的興奮劑，運動員藉此取得優異成績，而不用進行艱苦訓練。

　　真能如此，那麼體育也不再是以人為主的競賽，而是變成了生物科技的比拼，那些科技實力弱小的國家將難求一勝，金牌將被大國壟斷……這可絕不是什麼好事，我們得跟這種邪門歪道鬥爭到底。

　　▲我用智能設備記錄下的最遠跑步距離和游泳1千米最短時間

　　成績不咋滴，但是勝在贏了自己

　　不過，很多正常向的體育黑科技，其實我們普通人也是有機會用上的。

　　現在市面上的各種智能產品，有相當多的一部分就是直接與體育相關的，智能手錶、手環、眼鏡，智能跑鞋……用各種“黑科技”打造出來的可穿戴設備正在進入我們的生活，“科技+體育”的深度融合也正在帶來一場變革。我們不能只是看着健兒們在奧運上爭金奪銀，自己也要運動起來，強身健體，振奮精神，這同樣是一種愛國行動——每個人都變得更好更壯更強，無疑將利已利家更利國！

　　參考資料：

　　奧運金牌背後的航天技術 付毅飛 科技日報

　　想不到！“洲際導彈尖端技術立功”！環球網

　　奧運冠軍之爭，實力之外的科技力量正在崛起 北青網體育

　　【前沿掃描】科技體育系列：科技重塑體育，賦能運動，新冠疫情下體育產業危中有機 六合諮詢

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