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研究院研发奥运硬科技

国家体育总局围绕国家队巴黎奥运会备战前的“急需”和长期困扰重点队备战赛事的关键“瓶颈”问题,重点攻克奥运硬技术难题,取得阶段性成效。

据总局科研所介绍,奥运备战期间,在科教司的组织领导下,科研所会同有关单位深入各队,对20多支国家队的教练员、领队、项目中心负责人进行采访调研,并组织相关领域专家对问​​题进行逐一研讨,形成了30多个科学难题,转化为近百项具体技术任务。两年来,已有3项以上重大技术装备打破国外垄断,解决了奥运备战和参赛的“瓶颈”问题,还有不少“硬技术”和“黑科技”等待突破。

国家场地自行车队采用进口计时系统,每套售价十余万元,每三个月需更换一次,不仅成本高、采购周期长,而且操作复杂,需要多人配合才能完成,也无法实现训练模式和数据分析,导致国家队长期采用传统的人工计时方式进行训练。接到任务后,研究院迅速组织科研力量进行系统设计研发,联合中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所,利用纳米材料研制出可重复使用100万次的触发传感器,将成本降低到原来的十分之一。同时联合重庆大学研制计时主机、数字发令器等系统,开发训练大数据系统。在计时精度等指标上,已达到与进口产品同等水平,从技术到关键部件、从产品到系统今晚新澳门必中一肖一码,备战巴黎奥运会,体育总局科教司这样做,全产业链实现自主可控。 还搭建了训练大数据平台,将原本只能由球队支撑的计时工作简化为教练员可自行操作的日常工具。

步枪射击皮衣不是一件简单的服装,而是一套比赛装备,一个复杂的系统。在国际上,射击皮衣长期以来被印度、德国、韩国等国际品牌所垄断。由于射击皮衣是个性化定制装备,制作时间短则两三个月,长则半年以上。科教处通过社会征集,选拔出北京服装学院、总局研究院、东华大学联合组两支队伍,经过一年多的工作,取得了关键技术突破,推出了符合国际射击联合会标准的产品,助力国家队运动员完成夺金任务。根据两支队伍取得的进展,下一步将参与队伍整合,集中力量完成重大任务,冲击更高的技术水平。

此外,总局科研院所研制的选箭机器人、场地自行车减阻骑行服、射击鞋、新型赛艇等装备也在有序研制中。

为了更好地激发可持续创新,总局科教司不仅立项组建团队,还积极搭建平台。2022年明确提出,按照国家技术创新中心、国家技术创新与成果转化工程研究中心等国家科技创新基地创建有关要求,支持总局科研院所牵头整合具有优势条件的全国科研力量,建设体育领域国家科技创新基地。在科教司的指导下,总局科研院所积极思考、认真推进创新基地建设,目前已与中科院、哈尔滨工程大学、重庆大学、东南大学、香港理工大学、西北工业大学、北京师范大学和香港浸会大学联合国际学院、国家先进功能纤维创新中心、国家数字风洞中心等单位组建攻关团队。 同时积极吸引国际知名科学家和国际科研机构合作创新,努力打造国内领先、世界一流的创新平台。

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国家跳水队有“001号”教练

科技助力体育,是当前体育赛事竞争的全球趋势。作为“梦之队”,中国跳水队取得的辉煌成绩,除了得益于运动员、教练员的辛勤付出,也离不开科技的力量——“3D+AI”跳水辅助训练系统。

从2019年开始,百度研究院高级工程师陆飞翔带领科研团队,与中国跳水队教练员密切合作,用近两年时间研发出AI辅助训练系统。“这套系统拥有真正的‘鹰眼’和‘超级大脑’,可以自动捕捉跳水动作细节,实现快速反馈、实时量化分析,并拥有超强记忆能力,将当前动作与历史最佳动作‘同场竞技’,通过简单直观的对比,帮助运动员找出差距,优化动作细节。随着数据的积累、经验知识的融合,可以不断优化跳水‘冠军模型’。”陆飞翔总结道。

这套专为中国跳水队量身打造的系统,将3D和AI技术(人工智能)融入队伍日常训练,利用云边端一体化技术,实现数据采集、量化分析、结果呈现的全流程自动化、智能化。具体来说,它首先通过图像采集端记录运动员的跳水全过程;其次,通过人工智能技术、大数据分析技术,自动提取运动员的关键动作,实现360度自由视角空间定格,并可将运动员的一系列动作融合为多帧,从多个角度查看运动员在完成动作过程中的缺陷;最后,在视频播放过程中,直接对运动员的身体骨架进行编辑和2D/3D标注,并与完美动作标准进行比对,从而提出优化方案,修正和提高整体动作的流畅度和准确性。

“跳水运动员从起跳到入水仅用时不到1.8秒,其空中动作快速而复杂,中国队‘消失水花技术’的关键就在于对动作细节的精益求精。用传统方式录像,不仅不能清晰捕捉到动作的每一个细节,而且数据分析费时费力,无法现场即时反馈,改善训练效果。”吕飞翔说,这套训练辅助系统实现了在几秒钟内“看得清”“看得准”“看得全”“看得懂”,在时间和空间的维度上更加精细地定格竞技体育,突破了跳水数据量化评估分析的难点,在数据采集、数据标注、科学训练等方面取得进展,为竞技体育树立了新的技术标杆。

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全面的医疗咨询和营养技术支持

为更有针对性地开展国家队运动员伤病预防和治疗工作,确保国家队备战工作顺利进行,科教部牵头组织总局运动医学研究所在连续两年冬训期间,整合优质医疗资源,在借鉴往届奥运会成功经验的基础上,充分发挥业内外高水平专家的积极性,对重点项目、重点团队进行了深入全面的医学检查调研。

“专家组深入球队一线,帮助球队发现、解决实际伤病问题,进一步了解明确国家队备战巴黎奥运会医疗康复工作的实际情况和瓶颈制约因素,确保医疗服务保障工作卓有成效。”国家体育总局医学研究所国家队医疗管理部主任李静说。

按照总局党组提出的准备部署,本轮医学调研分四个组同时开展,分别由北大第三医院王建全主任医师、北京积水潭医院姜春燕主任医师、四川省骨科医院于亚明主任医师、运动医学研究院体育医院李方祥主任医师等国内顶尖运动医学专家带队,运动医学研究院派出4名具有丰富团队经验的专家担任副组长,4名运动医学医生担任工作秘书,79名来自国内顶尖医疗机构和科研院所的多学科专家担任成员。四个工作组按照各队训练地点分布,同步对北京、江苏、浙江、上海、华南海南、西南中原等地近200名骨干运动员进行伤病诊疗筛查,并协助队伍建立完善近300份运动员健康档案。

“这种冬训期间多学科专家上门进行综合医疗会诊的服务模式是历史性突破,不仅对重点项目、重点运动员进行全面伤病筛查,基本了解重点运动员伤病情况,还帮助队伍提出康复训练计划或方案,有的在现场立即接受治疗康复,并初步为重点运动员建立健康档案。”李静说,“此次医疗会诊创新,落实重点项目首席医疗专家负责制,全面保障队伍到巴黎奥运会结束,将为今后国家队医疗保障工作提供思路和借鉴。”

在营养技术支持方面,目前,运动医学研究院营养中心已派出15名运动营养师深入举重、乒乓球、游泳等重点项目一线,在反兴奋剂安全的前提下,为参赛队伍从赛前备战期到比赛全程提供营养技术支持,助力参赛队伍的竞技表现。

据运动医学研究院运动营养中心主任安楠介绍,各队全面梳理各队、重点运动员的重点问题,逐一提出个性化营养解决方案。同时制定比赛时的营养指南,对营养素配比、比赛场地食物选择、饮食安全等提出建议。一线营养师和队内专家通过讲座等方式,向队员普及营养知识。制定营养援助方案和解决流程,应对时差、低血糖、电解质丢失、贫血、疲劳、伤病等情况。安楠说:“通过科研支撑,精准掌握重点运动员个体特点和营养需求,建立重点队员营养数据库,打通训练负荷、伤病状况信息链,制定个性化配餐方案和精准营养补充方案,逐步建立不同赛事冠军运动员精准营养保障模式,不断提升营养保障科技含量。”

国家奥林匹克体育中心发挥“训科医”密集优势

作为我国首个承办国际综合性体育赛事的大型体育场馆综合体,国家奥林匹克体育中心承担了多支国家队的训练和一系列重大国际国内体育赛事的组织和服务保障工作。巴黎备战期间,国家奥林匹克体育中心承担了橄榄球、曲棍球、水球三个项目的六支国家队的备战工作。

多年来,奥体中心借鉴国际国内知名训练中心、基地的经验做法,切实加大高水平科学训练基地建设,着力打造“训、科、医、教、服务”一体化综合训练保障基地,不断提升国家队科学训练保障水平。围绕“一站两中心四板块”工作思路,汇聚“训、科、医”优势资源,切实加大工作力度,把精准助力国家队科学训练作为首要核心任务,强化科技助力的针对性,为国家队提供高质量的备战服务保障。

针对各国家队项目特点和实际需求,国家奥林匹克体育中心与北京体育大学心理学院合作成立国家队心理咨询工作站,结合各项目特点为各国家队提供心理咨询、心理测试和训练,普及心理知识,明确心理学在竞技体育中的重要作用管家婆2024全年免费资料,介绍提高成绩的心理方法,提高备战人员心理素养,帮助运动员以积极的心态进行训练。截至4月底,国家队心理咨询工作站为进驻国家奥林匹克体育中心的100余支国家队提供日常服务性心理咨询和心理疏导,为进驻中心的国家队举办讲座、培训20余场,累计参加人数达1000余人次; 根据海外训练比赛中心所属橄榄球、水球、冰球6支国家队需求,专家组成员分批选派,逐一奔赴海外训练、比赛地点,与各球队一同开展心理服务保障工作。

为提升国家队科学训练保障质量,国家奥林匹克体育中心启动了科学训练中心建设项目,目前,1号馆体能测试评估中心和4号馆体能训练中心已开放,共有90个类别、167台体能训练、测试评估设备。国家奥林匹克科学训练中心在保障国家队日常训练的基础上,积极对接各国家队测试评估需求,为在训国家队开展身体成分、北欧运动、CMJ(深蹲跳)、SJ(深蹲跳)、等速肌力等21项测试,每年为1000余人次提供服务保障。

国家奥林匹克体育中心还与北京中医药大学第三附属医院合作,共建“国家奥林匹克运动医疗一体化中心”,分为运动康复门诊、健康管理中心、国家队诊疗VIP室,拥有专职医护人员38人,在对外开放的同时,优先为运动队提供伤病治疗、康复支持、生理生化指标检测、赛前体检等服务,解决国家队“看病难”问题。

在不断提升科研技术硬实力的同时,国家奥林匹克体育中心也同样重视软实力建设,积极创新科技支撑新模式,主动走进国家队跟踪观摩训练,深入一线调研球队实际需求和实际问题,推动中心场馆数字化、智能化建设,强化数字化训练采集设备信息交互功能,实现各场馆训练数据互联互通、分析可视化。并与体育科学研究所、运动医学研究所、北京体育大学等兄弟单位开展合作,提升科技训练水平,加快打造世界一流训练基地步伐。

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国家自行车队的创新实践与精细化管理

2023年2月,总局科研所运动康复研究中心主任赵鹏带队加盟国家场地自行车队,团队分为医学康复、体能训练、代谢增强、恢复再生、心理调节、营养补充、定时减阻等专业小组,由各领域专家负责,全面覆盖运动员训练、比赛、恢复、生活等各个环节,科学与医学的强强联合,助力运动员逐步提升竞技成绩,达到最佳备战状态。

据赵鹏介绍,巴黎奥运会备战期间,国家自行车队科技备战策略相较东京奥运周期,呈现出创新性和精细化管理两个显著特点。“康复与体能一体化”、“康复恢复一体化”理念在巴黎备战期间得到了充分应用和践行。医疗队秉承“康复=训练”、“康复=恢复”理念,融入到运动员训练恢复全过程。同时,引进国内外最先进的评估方法和设备技术,确保运动员在训练、康复、营养等各方面都能得到最佳支持。“这些举措让巴黎周期备战在科技保障上迈上新台阶,为运动员在国际比赛中取得优异成绩提供了有力保障。”

国内首辆搭载先进康复设备的高科技医疗保障车投入使用,数字化监测和领先技术的应用,形成了备战奥运的多维度恢复模式。队伍还特别注重对运动员能量代谢水平和心理状态的科学管理,结合每一位运动员的实际情况,进行有针对性的服务保障,提高大家的机能素质和心理抗压能力。在减阻技术方面,利用虚拟现实、仿真技术模拟比赛环境,增强运动员的应变能力和反应速度。这些全方位的科技攻关举措,不仅提升了运动员的竞技水平,也彰显了科技在推动体育高质量发展中的关键作用。

北大三院提供强大医疗保障

北大三院多年来与国家体育总局及各级国家运动队保持密切合作,坚持服务运动队,保障运动员日常训练、比赛,为运动员提供更加精准、高效的医疗服务。

“科技引领体育发展,主要体现在技术创新上。”北京大学第三医院运动医学科主任王建全介绍,围绕运动员常见及难治性运动损伤的发病机制、诊疗技术、康复方法等关键问题,团队开展基础和临床应用研究,研制可穿戴智能装备,实现运动损伤的精准诊断和功能评估。在国内率先开展运动损伤关节镜微创治疗关键技术,设立膝关节、髋关节、肩关节、踝关节专科,注重运动损伤精准治疗,首创“一步式”软骨修复再生技术,提出前交叉韧带生物力学附着点解剖重建术,实现运动损伤的解剖修复与组织再生,采用喙突移位埋植法治疗肩关节脱位等。上述成果对帮助运动员伤后快速回归赛场发挥重要作用。

北大三院还与华为、小米等国内多家相关科技公司合作,共同研发了一系列针对运动员特点的智能康复评估和训练系统,建立了国际领先的运动损伤康复临床路径,承担了数百名国家级顶尖运动员的伤后康复任务,保障他们在伤后重返赛场,取得更大成绩。北大三院还成立了“医学创新研究院”,启动了“北京学院路临床医学协同创新联盟”。“运动医学科借力学校、医院多学科合作平台,融合多学科——生物力学、材料学、生物医学工程、人工智能等前沿技术,进一步推动运动医学发展,为运动员提供更精准、高效的备战方案。”王建全说。

据了解,运动医学科还采用双聘制,聘请心内科、妇科、呼吸内科等科室专家,与运动医学科专家组成医疗督导团队。该团队将不断壮大,确保运动员在训练和比赛中保持良好的身体状态。为确保运动员及时就医,医院为运动员就医开辟了绿色通道,运动医学科也指派了专人加入团队。

王建全表示:“科技对体育传承创新具有重要作用。自1984年洛杉矶奥运会以来,运动医学专家服务奥运代表队,充分利用现代科技手段,为运动员建立了完整的运动损伤防治和临床诊疗安全保障技术体系。未来,我们将继续发挥在运动医学领域的专业优势和技术实力,以科技为引擎,为体育发展提供有力保障。”