讓訓練插上AI翅膀

在巴黎奧運會田徑110米欄的小組賽中，一名戴著厚厚的眼鏡，看上去像個文弱書生的中國小伙一鳴驚人，在包括東京奧運會該項目冠軍的一眾對手中殺出重圍，以小組第一的成績昂首進軍半決賽。

這個被網友評論“不像是去參加奧運，倒像是參加奧數”，被怒贊“戴最斯文的眼鏡跨最猛的欄！”的中國小伙，正是此次代表中國出征巴黎奧運110米欄項目的兩名上海年輕小將之一——劉翔的師弟徐卓一。

徐卓一“起飛”的背后，離不開上海體育強大的科醫保障。近年來，上海體育大力推進優秀運動隊“訓科醫”一體化，科研保障、科學訓練、科學治療與康復……科技助力讓上海體育結出了累累碩果，推動著上海向建設全球領先的體育科技創新中心加速邁進。

AI參與數據采集分析

“參加110米欄的徐卓一和秦偉搏這兩名上海運動員的優勢在后程的速度維持比較好，起跑相對可能弱一些。”上海體育科學研究所競技體育研究三中心主任馬國強向《新民周刊》記者介紹，在這個奧運周期，體育科研團隊為提升這兩名運動員的成績，在訓練中運用了大量科技手段，進行了非常有針對性的研究，去幫助他們強化優勢，彌補短板。

在上海莘莊訓練基地的室內田徑場內，建有一個數字化跑道。跑道上的起跑器內安裝了測力臺，在起跑后的前一個階段跑道下還埋設了多塊測力板。

這些設備可以測出運動員起跑時腳在起跑器上蹬伸的瞬間力值，以及反應時間，然后測算出運動員的關節發力的情況，發現他可能存在的不足，然后進行一些強化的訓練，一方面提升運動表現，另外一方面也可以預防傷病。“從聽槍反應到加速30米上第一欄的這段，我們一直在進行強化。在國內的田徑訓練當中，我們在這個階段已經做到最細。” 馬國強說。

與此同時，跑道旁還有三維紅外的視頻采集系統，形成了這么一個完整的起跑階段的技術診斷的體系。視頻系統還將整個跨欄從起跑到途中跑到沖刺的全程運動學指標進行采集，包括騰空的時間、步頻步幅，還有各個分欄之間的分段時間等，然后通過分析去發現運動員可能存在的不足，也對運動員的跨欄全程的體能分配進行研究，然后提供給教練員。

“孫海平教練已經很有經驗了，但原來他是通過自己眼睛看訓練，現在通過科學的測試設備和方法，測評和保障更加細致，這些數據給到他，等于給他增加了武器，讓他可以更多地去驗證經驗，然后更好地去進行訓練指導，幫助運動員進行技術調整。” 馬國強介紹。

在上海市科委的大力支持下，上海體育科學研究所與復旦大學聯合承擔了一個科研項目，重點對旋轉投鉛球技術進行智能化技術動作分析和診斷，直接受益者就是參加女子鉛球項目的宋佳媛。

與很多女子鉛球運動員的背向滑步推球不同，宋佳媛在比賽中使用的是目前國際上流行的、難度也更高的旋轉投擲方式。國內采用旋轉方式投擲鉛球的運動員并不多，相關經驗也比較缺乏，因此更需要通過科技手段，結合運動員的運動能力發展過程，不斷地對其專項技術進行精細化的診斷和評價，然后給教練員提供一些訓練建議，幫助運動員在專項技術方面進行不斷的優化。

科研團隊通過在訓練場架三臺攝像機，運用最為先進的人工智能識別技術，可以直接識別運動員的27個重要關節點，進而推算運動員特定時間點的關節角度、角速度等指標，及時向教練反饋。該技術的應用大大提高了運動學指標反饋的及時性并避免了傳統貼標記點對運動員訓練的影響。

“投擲旋轉時，人體關節可能被遮擋，通過AI算法也可以自動將這個點推算出來。AI系統可以采集和識別運動員的上肢動作、鉛球的出手速度、出手的角度等各種參數，基本測算出投擲的距離。用了這一技術后，科研團隊可以數字化、全方位分析宋佳媛的投擲動作，給運動員的動作調整優化以一個數據化的支撐。” 上海體科所競技體育研究一中心副主任趙德峰介紹，“數據采集之后直接通過無線上傳到機房進行處理分析，最快半個小時之內結果就出來了，可以幫助教練員迅速得到數據反饋。”

據悉，這套系統在跳水、排球、游泳等項目上也得到了應用，比如識別分析跳水的起跳動作、排球的發球動作、游泳的出發和后程姿態等。

在捕捉世界最前沿信息科技上，上海體育一直動作迅速。目前，在動作自動識別AI系統攻關上取得的突破，是上海體育“數字化”轉型的一個典范，這也將對其他項目的訓練科技提升起到一個良好的示范引領作用。馬國強也表示，“未來在這個項目上的發展，我們將持續做下去，希望能夠搭建這樣一個平臺，未來有機會建立我們的冠軍模型” 。

“黑科技”實驗室技術領先

除了高質量的科研團隊，上海還有一批蘊含“黑科技”的實驗室，為運動員提供數據、技術支持。如水槽實驗室、生理生化實驗室、體能康復實驗室、低氧實驗室、水療實驗室、生物力學實驗室、營養實驗室、心理實驗室等。

據上海體科所所長邱俊介紹，東京奧運會后，上海不斷加強競技體育科研中心建設，陸續建成運動員睡眠與恢復實驗室、模擬特殊環境實驗室、智慧數字化運動表現實驗室、心理技能學習與訓練實驗室等4個實驗室，以尖端儀器和科研手段為媒介，以科研數據為支撐，為運動員開展全方位保障。

上海市體育局2004年就在東方綠舟體育訓練基地建成全國首家低氧訓練實驗室，在多年來的實踐應用中形成了一系列科研成果，為運動員備戰奧運會提供了有力的科技支撐。這一低氧訓練實驗室分為訓練區和睡眠區，可為運動員模擬高原環境，每次低氧訓練根據訓練目的一般持續3-6周。訓練區有助于運動員加快高原訓練時的高原適應，減輕初上高原時的高原應激反應。睡眠區可通過低氧環境下的睡眠，促進運動員的造血系統動員，使得有氧能力得到更大幅度的改善。

東方綠舟基地內，還有全國唯一的一間水槽實驗室。這一實驗室主要針對游泳和水球兩個運動項目。運動員在水槽實驗室游泳，就像是使用水中的跑步機，只是將跑步機的跑步帶變成水流。由于水流的原因運動員會在水池中保持相對恒定的位置，便于教練收集數據，比如打腿技術、三個方向上的速度變化和最大攝氧量等。數據收集后可以根據變化算出運動能力的變化。

“游泳水槽可以設定一個恒定的水流速度，進行速度訓練的時候，最高的穩定速度可以達到每秒3米，讓運動員體會高速游進的身體感覺。”趙德峰介紹，游泳水槽還包括放松訓練和技術診斷功能，“通過國產化的三線技術分析系統，可以把運動員技術動作的一些微小的變化，實時在電腦里面以圖形和數據形式顯現出來，教練員和運動員可以更清晰掌握運動員技術情況”。

據悉，水槽實驗室的設備和功能，在國內是最先進的。三年前水槽實驗室的設備進行了改造升級，基本上實現國產化，實現了更好的保障和響應機制，為國家游泳隊備戰提供助力。

此外，隨隊科研人員通過生理生化實驗室和營養實驗室，每天都會對運動員的身體狀況進行檢測和監控。“從早晨起來，就會檢測運動員的尿液、血液、肌肉含量、脂肪含量等各項指標；營養人員會了解三餐的膳食營養是不是合理，是否符合項目的特點；訓練的時候對訓練強度進行監控，掌握心率、血乳酸和專項技術等指標。不夸張地說，對各項生理生化指標的監控掌握，覆蓋了運動員每天的24小時。”趙德峰說。

運動員訓練完之后，可以去水療實驗室做一些針對性的放松康復。水療實驗室中，有超低溫液氮和冷熱浴等治療方法，針對的是人的不同的器官系統，對于運動員的疲勞恢復有很大幫助。“比如超低溫液氮療法，對于運動員訓練后高度興奮的交感、副交感神經的調節很有效，因為交感神經高度興奮時，遠動員吃飯是沒有胃口的。”馬國強解釋。

在全國范圍，上海是最早引進專業運動水療設備的省市之一。目前，對于傷病和訓練之后的恢復，水療、冷凍療法等高科技手段已經是上海各運動隊的“標配”，已經融入整個訓練過程之中了，這也是訓科醫一體化的顯著體現。

上海體科所競技體育研究二中心副主任王金昊介紹，在崇明體育訓練基地的模擬特殊環境實驗室，可以模擬不同的溫度和濕度以及不同的海拔，溫度可以從零下20攝氏度模擬到60攝氏度，濕度可以從10%模擬到98%。這個實驗室已經在現代五項的訓練中使用，讓運動員高溫高濕的環境訓練中不斷適應，運動能力得到提高和改善。“去年在杭州的全國錦標賽和廣州的全國冠軍賽，在這個實驗室經受過訓練的現代五項運動員，激光跑比賽成績提高明顯。”

上海體科所曾作過調查，上海各運動訓練基地內至少有1/3的運動員存在睡眠問題。崇明訓練基地的睡眠與恢復實驗室，針對這種情況也進行了很多探索。

“我們會對運動員的睡眠問題情況進行評估，根據不同的類型進行不同的干預。比如失眠治療儀，采取微電流刺激，和醫院里的醫療設備一樣，由科研人員和醫療保障的醫生一起溝通進行決策。每天干預30分鐘，大概一星期就會有效果。” 王金昊介紹，更多的睡眠恢復治療在心理層面，比如用VR眼鏡觀看養眼的自然風光，播放包含自然白噪音的音樂等，讓運動員的情緒得到調節和舒緩，從而得到更好的睡眠。

醫療保障提供堅實護航

除了體育科研人員在訓練和康復科技手段上的積極探索實踐，強大的醫療保障體系，也為上海體育的前行提供著堅實的護航。

上海市競技體育訓練管理中心副主任錢風雷介紹，在市體育局的重視和市衛健委的支持下，競技體育訓練管理中心已經和上海的九家知名醫院、上海中醫藥大學簽訂了合作協議，對上海的優質醫療資源進行整合，從更高的層次對運動員的傷病治療和身體康復給予技術上的支持，加上中心的體育醫院，整體上建立起了強大的醫療保障系統與響應機制。從隊醫到體育醫院，從定點醫院到專家團隊，構建了優秀運動員四級醫療保障體系。

有一次，某重點運動員腰部受傷，體育醫院馬上組織上海市第六人民醫院、華山醫院的專家組會診。根據專家的會診意見，找到了問題，隊醫和教練溝通，針對運動員受傷的情況，康復期間哪些動作可以減量、哪些動作不能做，做到合理化的精準施策。

與此同時，競技體育訓練管理中心還在不斷加強隊醫團隊的建設，除了負責診斷治療的專業醫生，還有負責理療的治療師、進行運動損傷分析評估的運動防護師等。“原來一個運動隊就一兩個隊醫，現在訓練基地每天跟運動員生活在一塊的隊醫將近有一百人。” 錢風雷介紹，這次奧運會，上海有十余名醫務人員參與到國家隊的工作，成為國家隊的隊醫和治療師。

預防在前，是上海體育醫療保障理念近幾年的一個明顯改變。以前，都是運動員傷病發生了找隊醫來看，現在主動把評估和干預做在前面，一年當中會不定時對運動員整體的健康水平進行評估，如果有傷病風險高的，會提出一些干預的方案。

“有的受傷是可以預防的。某重點運動員之前做評估的時候，被發現左右側肌肉不對稱，很容易導致損傷。我們馬上進行了評估干預，避免了受傷。從原來重治療，現在變成為預防跟治療并重。不僅注重臨床治療，更是與運動訓練相結合，將訓練也作為治療的一個重要手段。”錢風雷說。

錢風雷介紹，一位重點運動員一年多前膝關節傷還是蠻厲害的，訓練管理中心專門組織專家團隊，第一時間進行評估傷病的原因，拿出了一個針對性的治療跟康復訓練的方案，通過一些針對性的功能性訓練，來加強他的膝關節穩定性。事實證明，其傷勢得到了很好的控制和恢復。

雖然當下的運動科學工作已經有了極大的進步，但上海體育的科研和醫務人員依然沒有停止探索和實踐，并不斷完善方法，力求對高水平的研究成果進行轉化，幫助運動員進行能力提升、傷病康復，助力中國健兒在各項賽事上贏得更多榮譽。

在全國范圍，上海是最早引進專業運動水療設備的省市之一。目前，對于傷病和訓練之后的恢復，水療、冷凍療法等高科技手段已經是上海各運動隊的“標配”。