可穿戴技術在高爾夫球員訓練和表現監測中的前沿研究

王文學

（綿陽城市學院 四川 綿陽 621000）

引言

運動科學與可穿戴技術的結合將成為高爾夫運動發展的新趨勢，這項技術已經在高爾夫球員的訓練和比賽中發揮著重要作用。使用可穿戴技術可以實時監測球員的身體狀況、健康狀況以及運動表現，為球員提供準確的數據并提供合理的訓練方案。

1、跟蹤球員的運動表現

在高爾夫運動中，球員的運動表現可以通過多種方式來評估。球員們可以通過自己的擊球距離、方向等來評估自己在球場上的表現。在過去幾年中，越來越多的可穿戴設備被應用于高爾夫球運動中，這些設備可以追蹤球員在球場上的表現，并幫助球員更好地調整他們的策略。通過這些設備，球員們可以收集數據并根據這些數據來改進他們的擊球策略，從而使他們更好地在球場上完成任務。除了評估球員在球場上的表現之外，一些可穿戴設備還可以跟蹤球員在比賽中的表現，從而為他們提供建議。

Hoop Sports 是一款可以追蹤球員球速和距離的可穿戴設備，可以跟蹤球員在比賽中的表現，并通過分析這些數據來指導球員進行訓練。Hoop Sports 采用藍牙4.0 無線射頻模塊，將球速和距離轉換成數字信號，并將其發送到球員的智能手機。智能手機也可通過藍牙將數據傳送到Hoop Sports 可穿戴設備上。Hoop Sports 還可以將數據與球員的個人教練系統配對，這樣球員就可以向教練實時展示自己的表現。這款設備還可以與智能手機和其他設備進行通信，以收集、分析和共享有關球員在球場上表現的數據。

2、高爾夫可穿戴設備的發展歷程

在20 世紀80 年代，第一代的智能手表開始出現，它是由日本的Fitbit 公司開發的一款產品。隨后，美國的Moto 360 智能手表成為了世界上第一款智能手表，由Moto 360 GPS運動追蹤器、GPS 導航模塊和傳感器組成。

在2000 年，美國PGA 公司發布了第一款智能運動手環，該設備可以監測心率、活動時長、步數等指標。2005 年，美國的Jawbone 公司推出了一款可穿戴運動追蹤器。這款產品可以記錄運動員在跑步、跳躍、游泳、爬山等運動中的數據，并且可以在訓練結束后向用戶提供相關的數據。2007 年，美國的PGA 公司推出了一款名為“PGA Test”的智能手表，可以監測心率、睡眠質量、身體指標等。這款智能手表不僅可以記錄數據，還能幫助用戶制定訓練計劃。2012 年，一款名為“Fitbit”的智能手環問世。該智能手環可以監測球桿揮出的速度和軌跡、識別球桿落點、記錄用戶身體狀態和活動情況、記錄用戶睡眠質量等數據。2014 年，美國的蘋果公司推出了蘋果Apple Watch，它是世界上第一款具有GPS 定位功能的可穿戴設備，并且被認為是一款能與智能手機相媲美的產品。2019 年，佳明國際航電瑞士有限公司推出了高爾夫腕表Approach 系列，專門用于高爾夫運動的數據監測。

3、新技術對球員的影響

可穿戴設備可以實時監測球員的運動和技術表現，幫助教練和球員更好地了解他們的身體狀況，以及他們在球場上的表現。可穿戴設備收集的數據可以幫助教練、球員和球迷更好地理解和預測運動表現。這些數據也可以幫助球員更好地了解他們的身體狀況、心理和技術表現，從而為他們提供訓練建議和個性化訓練計劃。

3.1、運動表現監測

運動表現監測是可穿戴設備使用最早也是最重要的應用領域。

可穿戴設備可以根據球場當時的風速情況與風向情況，判斷其對球員揮桿技術的影響，結合球員日常訓練的運動技術表現，提供相應的高爾夫擊球策略和球桿選擇建議；可穿戴設備可以利用自身的GPS 定位系統追蹤球員在高爾夫場地中的每次擊球距離、具體落球點的位置、剩余擊球距離、現有位置的坡度情況等信息，便于球員明確自身運動表現的情況，以及制定下一桿或下一洞擊球策略；可穿戴設備可以根據球場果嶺的位置、形狀、大小、坡度、球洞所在位置等信息，為球員計算擊球距離、擊球落點、擊球方向和滾動距離等。當球員在果嶺上揮桿時，可穿戴設備可以實時收集到揮桿力量、揮桿速度、揮桿動作質量、觸球時間等信息。這些信息有助于教練分析球員的擊球策略并制定個性化訓練計劃。一些可穿戴設備可以通過收集和分析身體運動時的各項指標來評估球員的健康狀況。例如，可穿戴設備可以通過采集球員的心率、呼吸頻率和呼吸時間來監測球員是否存在情緒波動等問題。此外，可穿戴設備還可以通過跟蹤球員的心率、呼吸頻率、脈搏、血氧飽和度（SpO2）和血乳酸（BLA）水平來監測球員是否存在疲勞和潛在的身體狀況。這些可穿戴設備還可以通過測量肌肉力量來監測球員的運動表現。例如，可穿戴設備可以通過記錄手臂、肩膀和背部肌肉的力量來評估球員是否存在肌力失衡問題。通過對運動員身體運動中的肌力數據進行分析，可以評估運動員身體疲勞和受傷的風險。這種技術還可以用于評估運動員的身體活動能力，包括步行、跑步、爬山和其他運動。

3.2、球員身體健康監測

球員健康監測可用于監測球員的心率和體溫。這些數據可以幫助教練和球員在球場上更好地預防和處理傷病。基于心率變異率（HRV）數據，可以識別運動員的有氧能力。研究表明，當運動員使用心率變異性（HRV）技術時，其表現會更好，在高強度訓練期間可以獲得更高的耐力。通過收集和分析心率變異性數據，可以更好地了解球員的心血管健康狀況。使用心率變異性數據可以幫助教練制定更有效的訓練計劃，以幫助球員在球場上獲得最佳表現。除了心率變異性數據，還可以收集其他與運動表現相關的數據。例如，通過收集多維力場數據，教練可以了解球員在球場上的運動表現和其他身體機能狀況。此外，還可以收集其他與運動表現相關的數據，如觸球時間、擊球速度、揮桿質量、肌肉力量等。

3.3、球員心理健康監測

從本質上講，可穿戴設備是一種非侵入性的監測手段，能夠幫助球員監控其身體和心理狀態。例如，通過在手腕或腳腕上放置微型壓力傳感器（micro-pressure sensor），可以對球員的心率、血氧進行監測。此外，一些可穿戴設備還可以記錄和跟蹤球員的生理活動，例如通過將可穿戴設備連接到血壓計來監測血壓。除了監控生理活動外，一些可穿戴設備還可以通過收集心理健康數據來幫助球員了解其心理健康狀況。例如，一項基于可穿戴設備的研究發現，將心理壓力測試與心率變異性（HRV）結合使用可以顯著提高球員的比賽表現。這一發現與其他研究相一致。另一項研究也發現，通過將可穿戴設備與脈搏血氧傳感器（blood oxygenation sensor）結合使用，可以改善球員的心理健康狀況。

3.4、球迷體驗監測

在過去，人們只能通過觀看電視轉播來了解高爾夫比賽。如今，借助可穿戴設備，可以讓球迷不在比賽的球場上就能實時觀看高爾夫比賽。對于那些無法親臨球場的球迷來說，他們可以通過可穿戴設備觀看比賽。可穿戴設備可以實時監測球迷的反應。例如，當球手在果嶺上擊球時，球手的移動速度、觸球時間和揮桿速度都會被記錄下來，球迷能夠直觀看到球員的具體表現，體驗到身臨其境的感覺。

4、高爾夫可穿戴設備監測技術在運動中的應用

在過去的20 年里，可穿戴技術經歷了許多變化。從智能手機到可穿戴設備，從智能手表到運動手表，從智能眼鏡到虛擬現實（VR）頭盔，從智能服裝到智能鞋子，如今，越來越多的產品開始出現在人們的生活中。然而，無論我們使用哪個平臺進行運動，我們都希望能讓更多的人關注我們的健康和生活質量。對于高爾夫而言，如何通過可穿戴設備監測技術來改善人們在球場上的表現呢？可以利用高爾夫運動中的可穿戴設備監測技術。

4.1、心率監測

心率監測是最常見的可穿戴設備監測技術，通過心率監測手表、手環或其他設備來測量和監控患者的心跳。它通常用于心率監測，以幫助醫生確定患者是否存在某些疾病，比如心臟病、心力衰竭和心律失常。在進行高爾夫運動時，如果心率變異性很高（＞140 次/min），那么你可能患有一些疾病，如心臟病或心力衰竭。對于一些高爾夫球手來說，如果他們的心率變異性低（＜70 次/min），這可能是由于他們患有某些心臟疾病或心臟病發作。如果心率變異性低，則表明心臟沒有得到足夠的血液和氧氣，可能需要去看醫生以獲得幫助。在這種情況下，如果不去看醫生或使用藥物治療疾病或心臟病發作，則很可能會導致更嚴重的后果。高爾夫可穿戴設備監測技術可以為高爾夫運動員提供重要信息，以便他們可以適當地調整自己的計劃和策略。通過這種方式，可穿戴設備監測技術可以幫助運動員保持身體健康、預防心臟病和降低死亡風險。

4.2、輔助提高擊球精準度

高爾夫擊球過程中，揮桿軌跡是影響擊球精準度的關鍵因素，而可穿戴設備可以幫助球員準確判斷揮桿軌跡，進而改善擊球效果。在高爾夫球場上，球員可以使用高爾夫球手定位系統（Pedigree）或高爾夫球手智能揮桿定位系統（Pedigree+）來跟蹤他們的揮桿軌跡。這些設備能夠獲取高爾夫球手的動作數據，如桿頭軌跡、桿頭速度等，并通過數據分析來提升球員擊球的精準度。此外，利用GPS 定位系統來記錄高爾夫揮桿軌跡也是高爾夫可穿戴設備應用的另一種方式。使用可穿戴設備跟蹤高爾夫球手的揮桿軌跡時，通過獲取高爾夫球手的動作數據和擊球數據，可以幫助球員提高擊球精準度。

4.3、監測揮桿速度和距離

以往，球手在擊球時并不能及時、準確地獲得揮桿速度和距離的數據，而這種數據會對球員的擊球穩定性、心理狀態和動作選擇等方面造成一定的影響。目前，隨著可穿戴設備技術在運動中應用的普及，球手可以通過佩戴在手臂上的設備監測揮桿速度和距離。一種典型的揮桿速度和距離監測設備是Glide Professional Pro。這款設備是一款藍牙運動追蹤器，與智能手機或平板電腦配對后可以檢測揮桿速度和距離，并在顯示屏上顯示揮桿距離。這款設備通過藍牙技術將數據傳輸到手機或平板電腦上。另一種基于Glide 技術的揮桿監測設備是Glide Pro Wireless，這款設備能夠檢測出球手揮桿過程中的運動軌跡，并將其與實際擊球記錄進行比較。這種方式不需要依賴于專業的球桿手，但是，這種方法需要高爾夫球員具有很高的揮桿技術，因為這樣才能保證測量結果的準確性。與Glide Pro 相比，Glide Pro Wireless 更加輕便，適合于高爾夫運動員使用。這款設備可以安裝在手腕上，并能像手表一樣顯示測量數據。由于Glide Pro Wireless 可以測量揮桿速度和距離，因此可以將其用于測量球手擊球距離的準確性和穩定性方面。

4.4、比賽過程記錄

目前，在國內部分球場和練習場中的數據可以為球會和練習場提供有價值的參考。比如：通過可穿戴設備記錄球員在比賽中的距離、方位角、果嶺位置等，還可以幫助球手在果嶺附近做好標記，避免揮桿失誤造成不必要的損失。比賽過程記錄技術除了能夠提供球場成績信息外，還可以通過采集球員的比賽過程數據，幫助球會和練習場提高球場管理水平、提供科學管理依據。例如：美國高爾夫職業球員協會（PGA）規定了擊球距離、方位角、果嶺位置等信息，是球場成績和球手成績的重要組成部分。球場成績是球場管理者和高爾夫球員共同認可的，通過比賽過程數據分析可以了解球場的整體狀況，從而提高球場管理水平。另外，球手通過在比賽中對自己擊球情況進行分析和總結也可以幫助提高球手的技術水平和比賽經驗。從球會和練習場對球員進行監控的角度看，運用可穿戴設備監測技術可以幫助球手及時發現問題、避免錯誤、提高成績。

4.5、幫助高爾夫愛好者鍛煉身體

高爾夫運動是一項需要全身參與的運動，在不同的場合、不同的揮桿動作下，身體所處位置和姿態都可能發生變化。當揮桿動作不正確時，就會造成手臂肌肉和肩背等部位疲勞酸痛，降低運動效果。因此高爾夫運動中對手臂、肩背等部位進行有效的鍛煉和放松是非常必要的。目前可穿戴設備在高爾夫運動中已經得到了廣泛應用，如：美國PGA 公司開發了一款可穿戴設備，名為Mite Kit，該設備可以監測高爾夫球手的揮桿動作并提供分析建議。韓國首爾大學開發了一款可穿戴設備，該設備可以監測高爾夫愛好者在揮桿時身體姿勢是否正確、身體是否放松等。國內也有一些企業在可穿戴設備領域進行了探索。

4.6、其他技術

除了以上提到的技術外，在高爾夫運動中還可以通過其他技術來實現可穿戴設備監測。例如，Golf Checkerbar 是一種基于Android 的應用程序，可跟蹤用戶的擊球、移動和方向。該應用程序可以跟蹤揮桿軌跡，并計算出所打出的球有多遠，以及球在空中飛行時的路徑。它還可以計算出推桿時的速度、距離和方向，并根據這些數據來幫助制定訓練計劃。此外，還有一種基于iOS的應用程序Golf Objects，該應用程序可以幫助用戶了解自己的揮桿軌跡是否正確，還可以幫助用戶跟蹤他們在揮桿過程中所經歷的一切，包括擊球、推桿和球道上所做的動作，并且它還可以幫助用戶了解自己在哪些地方出了問題。

5、不同傳感器類型的可穿戴設備的對比分析

運動傳感器（簡稱為MSPs）是一種基于傳感器技術的可穿戴設備，其通過將人體運動過程中產生的生物電信號轉化為數字信號來監測人體的生理參數。MSPs 通常包括運動傳感器和電子數據傳輸系統（ECD）兩個部分。運動傳感器一般用于測量人體的運動、呼吸和體溫等生理參數，而電子數據傳輸系統則用于將傳感器采集到的數據通過無線通信網絡進行傳輸，最終將這些數據傳輸到手機或平板電腦等終端設備上。在實際應用中，MSPs一般采用與可穿戴設備相配套的運動手表來實現。當前，高爾夫運動員常用的MSPs 類型主要包括：第一類是基于筆記本電腦等智能終端設備軟件應用；第二類是基于可穿戴設備軟件應用。

6、未來研究方向

雖然可穿戴設備的潛力已經被很好地展示出來，但在這些方面仍然有許多改進的空間。在高爾夫領域，可穿戴設備還處于初級階段，沒有足夠的數據來證明這些新技術能夠有效地幫助高爾夫球員。然而，隨著可穿戴設備市場的擴大和相關研究的不斷深入，高爾夫運動的教練們可能會有更多機會了解可穿戴設備如何幫助球員提高他們的表現。因此，以下是一些未來可能成為研究方向的領域：

6.1、球員數據與教練數據的整合

可穿戴設備可以為教練和教練團隊提供有關球員身體狀況、技術表現和心理表現的豐富信息。此外，還可以將這些信息與他們在球場上所采用的方法進行比較。

6.2、基于運動表現和心理狀態的反饋

通過可穿戴設備獲得的數據可以為球員提供持續改進的方向，并幫助他們在球場上取得好成績做好準備。

6.3、結合使用機器學習、人工智能、大數據等技術

可穿戴設備可以通過深度學習方法預測運動員在比賽中可能發生的情況，并為教練和運動員提供關于球員在球場上表現如何以及他們是否需要做出相應調整的建議。

7、總結

隨著社會的發展和科技的進步，越來越多的科技元素融入到高爾夫運動中，這項運動也越來越趨向于技術化、專業化。為了實現運動員的高質量訓練和比賽，許多企業和相關機構都在進行相關研究和探索。目前，高爾夫運動員的可穿戴技術研究仍處于起步階段，還沒有形成一個完整的體系。未來，我們將會繼續加大力度對高爾夫運動中可穿戴技術進行研究，并通過多種手段對高爾夫運動員進行科學監測，以保障高爾夫運動的健康發展。