人工智能蹼泳運動員技術在運動員田徑訓練中的運用

管乾坤 趙冬梅（.深圳海緣潛水有限公司 廣東 深圳 580；.遼寧省水上運動管理中心 遼寧 大連 604）

近年來，人工智能技術在運動領域中的應用越來越廣泛，主要應用于運動員身體素質評估、訓練水平分析以及運動損傷診斷等方面，由于我國很多優秀運動員的技術能力比較強，并且在不斷進步，因此他們可以借助人工智能技術，提高自身的運動成績。目前，已經有一些國家開始將人工智能技術運用到運動員身體素質評估中，并且取得了較好的效果。因此，本研究旨在深入探索人工智能技術在運動員身體素質評估中的應用，以期為我國運動員的訓練和比賽提供更為科學、精準的支持。

1、人工智能與蹼泳技術的結合

1.1、身體素質評估

傳統的運動成績評估方法主要是通過測量運動員的速度和力量，并且結合運動員的身體素質來制定訓練計劃，然后進行訓練，然而這種方法存在著一些弊端，例如會出現主觀性較強的問題，而且測量結果也不夠準確。但是人工智能技術可以對運動員進行全面的身體素質評估，通過對運動員身體素質指標的分析，可以得出更為科學的結論，在利用人工智能技術進行身體素質評估時，訓練師可以通過計算機軟件對數據進行采集和分析，然后對運動員身體素質進行綜合評定。例如，美國奧蘭多大學在對游泳運動員身體素質進行評估時，采用了人工智能技術，通過對游泳運動員的下肢力量、速度、爆發力以及肌肉耐力等方面進行綜合評估后，奧蘭多大學得出結論：游泳運動員的綜合身體素質較好，可以滿足專業游泳訓練的要求，這一結論是基于人工智能技術所得出的。

1.2、訓練水平分析

在訓練水平分析方面，人工智能技術主要應用于對運動員的訓練情況進行評估，人工智能技術能夠實現對數據的采集，并且能夠將采集的數據通過智能軟件進行處理和分析，從而能夠較為準確地了解運動員的訓練水平，為了提升訓練水平分析的精準度，在數據分析過程中，訓練師需要將采集到的數據輸入到智能軟件中。然后，根據這些數據，利用人工智能技術對運動員進行分析和評估。在實際應用過程中，訓練師還需要結合運動員的實際情況以及身體素質進行評估，從而為運動員制定更加科學合理的訓練方案，另外，在利用人工智能技術對運動員進行評估時，訓練師需要通過對運動員動作以及姿勢進行觀察，從而了解運動員在水中的動作效果和速度等信息，但是在實際應用過程中，由于受到各種因素的影響，所以很多情況下只能依靠經驗進行判斷。

1.3、運動損傷診斷

隨著我國經濟的不斷發展，越來越多的人開始注重運動健身，并且開始選擇各種運動方式進行鍛煉。蹼泳作為一項難度較大的運動，需要運動員具備一定的平衡能力以及力量，因此，如果運動員在進行蹼泳訓練時出現身體損傷，不僅會影響到運動員的技術動作，還會影響其運動成績，為了解決這個問題，訓練師可以借助人工智能技術來對運動員的運動損傷進行診斷。例如，為了更好地分析運動員在水中運動時產生的身體損傷，訓練師可以在水中放置傳感器等設備。在這一過程中，訓練師還需要對運動員的訓練狀態進行了解，通過觀察運動員的肢體語言來判斷其是否出現損傷。

2、智能蹼泳運動員技術的構建

2.1、訓練數據采集系統

智能蹼泳運動員技術的構建首要環節是訓練數據采集系統，此系統依賴于高精度的傳感器，這些傳感器被精心布置以捕捉運動員在訓練中的每一個細微動作，傳感器所獲取的數據包括但不限于運動員的速度、力量、姿勢和動作軌跡等關鍵信息。這些數據隨后被實時傳輸到云平臺，利用先進的數據分析算法進行處理，云平臺的分析結果能夠為教練團隊提供運動員表現的全面視圖，從而幫助他們調整訓練計劃，優化技術動作，并最終提升運動員的競技表現。在進行數據采集時，需要遵循一定的原則，并對數據進行科學處理和分析，保證采集數據的準確性和真實性，確保采集到的數據能夠滿足訓練計劃和要求，同時還要保證采集到的數據能夠真實反映運動員身體狀況和運動過程，通過對數據采集系統中的傳感器進行科學選擇，可以獲得比較準確、真實的訓練數據，為后續訓練提供參考。

2.2、運動模型構建

運動模型的構建是一個復雜的過程，其主要包括運動學、力學、數學等方面的知識，其中，運動學主要是對運動員身體各個部位的運動規律進行分析，以求提高運動效率。在構建運動模型時，需要借助運動學相關知識，收集和整理人體各個部位的數據，并將其傳送到計算機中進行分析。同時，還需要根據運動學方面的知識來構建力學模型，以提高運動模型的準確性。在構建力學模型時，需要借助數學知識來建立力學模型，對運動員身體結構進行分析和評估，以求優化運動員的身體結構。例如，在設計蛙泳過程中，可以利用運動學知識來構建蛙泳的身體結構模型，通過對運動員身體各個部位數據的收集和分析，可以建立最優運動模型。而且通過3D 掃描和建模技術，可以精確地獲取運動員的身體數據，包括骨骼結構、肌肉分布和關節活動等，這些數據為運動模型的構建提供了堅實的基礎，使得模型能夠更準確地模擬運動員在水中的動態表現。

2.3、訓練數據分析系統

訓練數據分析系統是智能蹼泳技術的另一個重要組成部分，它負責接收并處理來自傳感器的原始數據，利用復雜的算法和模型將這些數據轉化為對教練和運動員有實際指導意義的洞察，這個系統可以對運動員的身體狀況、技術水平、訓練負荷等進行全面分析，幫助教練團隊制定個性化的訓練計劃，避免過度訓練或訓練不足的風險。同時，通過實時監測運動員的訓練數據，教練團隊可以及時調整訓練策略，確保運動員始終保持在最佳的訓練狀態。

2.4、數據存儲系統

數據存儲系統是智能蹼泳技術的基石，它負責安全、高效地存儲和管理所有與訓練相關的數據。這些數據包括原始傳感器數據、處理后的分析結果、訓練計劃、運動員的健康記錄等，一個可靠的數據存儲系統不僅需要具備高容量的存儲能力，還需要有強大的數據備份和恢復機制，以確保在任何情況下都能迅速訪問到所需的數據，此外，為了保護運動員的隱私和權益，數據存儲系統還需要實施嚴格的數據加密和訪問控制策略。

3、田徑訓練中人工智能蹼泳技術的運用

3.1、動作捕捉與精準分析

在田徑訓練中，尤其是蹼泳這一項目，每一個細微的動作都可能影響到運動員的速度和效率。傳統的訓練方式往往依賴于教練的肉眼觀察和經驗判斷，但這種方式存在主觀性強、精度不高等問題，而人工智能技術的引入，特別是高精度動作捕捉技術，為蹼泳訓練帶來了革命性的改變。人工智能系統通過布置在訓練場地的高清攝像頭和傳感器，能夠實時捕捉運動員在水中的每一個蹼泳動作，這些攝像頭和傳感器以極高的幀率記錄運動員的動作軌跡，確保每一個細節都不會被遺漏。同時，系統還能夠準確測量運動員在水中的速度、加速度、位移等關鍵數據，為后續的分析提供堅實的基礎。捕捉到的動作數據會被傳輸到人工智能系統中進行深度處理和分析，系統利用先進的算法和模型，對運動員的身體姿態、動作軌跡以及力量輸出等進行全面而精準的分析。例如，系統可以檢測出運動員在劃水過程中的手臂角度、腿部蹬伸的力度以及身體的平衡狀態等，這些數據都是評估蹼泳技術的重要指標。分析完成后，人工智能系統會生成一份詳盡的動作分析報告，這份報告不僅包含了運動員在各個時間點的動作數據，還有與標準動作的對比分析和改進建議，教練可以根據這份報告，直觀地看到運動員在技術上的優點和不足，從而制定出更加針對性的訓練計劃，如果系統分析發現運動員在劃水時手臂的角度偏大，導致推進力不足，那么教練就可以針對這一點進行專門的訓練，通過調整手臂的角度和劃水的力度，運動員可以逐漸糾正這一技術缺陷，提高劃水效率。

3.2、個性化訓練計劃制定

在田徑訓練中，每位運動員的身體素質、技術水平和訓練目標都各不相同。因此，制定個性化的訓練計劃對于提高訓練效果至關重要，而人工智能技術的引入，為個性化訓練計劃的制定提供了強大的支持。基于人工智能的數據分析能力，教練可以獲取到運動員全面的身體數據和技術評估，這些數據包括運動員的身高、體重、肌肉力量、柔韌性等身體素質指標，以及他們在蹼泳訓練中的技術表現、動作效率和耐力水平等，通過對這些數據的深入分析，人工智能系統能夠準確評估每位運動員的實際情況和潛力。在制定個性化訓練計劃時，人工智能系統會綜合考慮運動員的現有水平和訓練目標，系統會根據運動員的技術短板和需要提高的方面，推薦相應的訓練內容和方法。例如，對于某位在劃水動作上存在不足的運動員，系統可能會推薦其增加劃水動作的練習次數和難度，同時提供相應的動作指導和技巧建議。此外，人工智能系統還會根據運動員的身體狀況和恢復能力，合理安排訓練的強度和頻率。系統會根據運動員的心率、疲勞程度等生理指標，以及他們的訓練歷史和恢復情況，制定出既能夠挑戰運動員極限又不過度負荷的訓練計劃。這種個性化的訓練安排能夠確保運動員在最佳狀態下進行訓練，最大程度地提高訓練效果。假如，一位蹼泳運動員在比賽中經常因為耐力不足而影響成績，通過人工智能系統的分析，教練發現該運動員的有氧運動能力較弱，導致在長時間高強度的比賽中容易疲勞。針對這一問題，人工智能系統為該運動員制定了一份個性化的訓練計劃，計劃中增加了有氧運動的訓練內容，如長距離游泳、慢跑等，以提高運動員的耐力水平。同時，系統還根據該運動員的身體狀況和恢復能力，合理安排了訓練的強度和頻率，確保他能夠在不過度疲勞的情況下逐步提高耐力。

3.3、實時反饋與訓練調整

在田徑訓練尤其是蹼泳這類技術細節繁多的項目中，實時反饋是提升訓練效率的關鍵。傳統模式下，運動員在完成一系列動作后，往往需要等待教練的反饋，這在一定程度上延緩了訓練的節奏。然而，隨著人工智能技術在體育訓練領域的深入應用，這一問題得到了根本性的解決。人工智能系統通過安裝在訓練場地的傳感器和高清攝像頭，可以實時捕捉運動員的訓練動作，并對其進行即時的數據處理，這種處理能力強大到可以在運動員完成動作的瞬間就給出反饋。無論是動作的標準性、速度還是力量輸出，系統都能夠提供精確的量化數據，這種實時反饋對教練和運動員來說意義重大。

對于教練而言，他們無需再依賴主觀的視覺判斷或事后的視頻回放來分析運動員的技術動作，人工智能系統提供的實時數據讓教練可以即刻識別出運動員的技術瑕疵或潛在的提升空間，這意味著教練能夠在訓練過程中及時調整訓練計劃，為運動員提供更具針對性的指導。對于運動員而言，實時反饋的價值同樣巨大，在傳統的訓練模式下，運動員往往無法即時了解自己的技術表現，只能在訓練結束后通過教練的反饋或觀看回放來獲得信息，而現在，借助人工智能系統，運動員可以在每次動作完成后立刻獲得關于自己技術動作的詳細數據，這使得他們能夠更加清晰地感知自己在訓練中的表現，及時調整技術動作，提高訓練效果。例如，在蹼泳訓練中，一個細微的手臂角度變化都可能影響到運動員的速度和效率。假設某位運動員在完成劃水動作時，其手臂的劃水路徑與標準動作存在偏差，這一細微的差別在傳統的訓練模式下可能難以被即刻識別。然而，在人工智能系統的輔助下，這一技術瑕疵能夠立刻被捕捉并反饋給運動員和教練，教練可以根據這一實時反饋指導運動員調整手臂的劃水角度和路徑，而運動員則可以即刻在后續的訓練中實踐這一調整，從而提高劃水的效率和速度。

3.4、模擬比賽場景訓練

人工智能系統通過集成多種先進技術，如虛擬現實（VR）、增強現實（AR）以及高級模擬算法等，能夠構建出逼真的蹼泳比賽場景，在這個虛擬世界中，運動員可以感受到與真實比賽相似的視覺、聽覺甚至觸覺刺激。例如，系統可以模擬出賽場的觀眾吶喊聲、裁判的哨聲以及水花濺起時的觸感，為運動員營造出身臨其境的感覺。在模擬比賽場景中，運動員可以按照真實的比賽流程進行訓練，他們需要在規定的時間內完成預設的游泳距離，同時還需要應對各種突發情況，如其他運動員的干擾、水流的突變等。這些模擬情況旨在考驗運動員的反應速度、決策能力以及心理承受能力，幫助他們更好地適應真實比賽中的復雜環境。此外，人工智能系統還可以根據運動員的實際表現調整模擬比賽的難度，如果運動員在某個環節表現出色，系統可以適當增加難度，為他們提供更大的挑戰；反之，如果運動員在某個環節遇到困難，系統則可以降低難度，幫助他們逐步適應并提高，這種個性化的訓練方式能夠確保每位運動員都能在適合自己的難度水平上進行訓練，從而實現最佳的訓練效果。

4、結束語

總之，人工智能在蹼泳運動員的田徑訓練中發揮著舉足輕重的作用，通過精準的動作捕捉與分析、個性化的訓練計劃制定、實時的反饋與調整以及模擬比賽場景的訓練，人工智能不僅提升了訓練的科學性和效率，還幫助運動員更好地適應比賽壓力，實現技術的突破與提升。人工智能技術的深入應用，無疑為蹼泳運動員的田徑訓練帶來了革命性的變革。