伦敦奥运最炫科技

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作为运动员要想参加奥运会可不容易,他们要有天赋、要够努力、要有家庭环境的支持,还要有教练的悉心培养。作为奥运选手想要取得名次就更不容易了,他们往往还需要有强大的科技力量作为支持。

  美国的长跑运动员利用航天技术为自己的训练减负;澳大利亚的自行车比赛团队通过实景模拟训练系统,模拟骑行在伦敦的赛道上;还有教练员利用每秒上万帧的摄像机捕捉分析运动员的训练表现,以给予更加专业、更加有针对的指点。

  这种硬件上的不公平事实上存在已久,我们可以回顾 1948 年的伦敦奥运会。当时全世界刚从二战的硝烟中平复下来,各国国力悬殊。一般运动员只能获得非常低标准的一日三餐,而美国每天都为自己的运动员提供新鲜蔬果、肉食和面包。美国队队员的营养和体力自然也就会高人一等。科技的差异并没有打破之前的 “公平局面”,因为全世界的多样化本来就无法达成完全的公平。本届奥运会索马里地区有两名运动员参赛。他们在面对媒体时谈到,能够参赛就已经是自己最大的胜利了。

  当然,科技的进步造福的是全人类,它需要的是一个大众化过程。科技有力量。

1. 数码管家

能够入选奥运会,对于一名运动员而言不仅仅是实力的证明,还是一种至高的荣耀。奥运会的主办方是否能够运用科技的力量帮助运动员们专心比赛,为他们消除生活中的后顾之忧呢?伦敦奥运会的数码合作伙伴阿托斯公司(Atos)就做到了。阿托斯公司为参加奥运会以及残奥会的近 1.5 万名运动员建立了一套身份信息系统,被收录在该系统内的运动员就相当于获得了一枚认证标签,可以更为容易地获得签证以及一系列的优惠政策。阿托斯公司还编写了配套的应用程序,运动员们平日可以通过手机、平板或是电脑,登陆到自己的身份账户。账户内将收录包括参赛日程、训练计划和比赛成绩在内的诸多信息,这相当于为每个参赛者配备了一名 “数码管家”。


2. 红牛X计划

  虽说是运动员一人参与奥运会比赛,可他代表得可不仅仅是他一个人。运动员身后有支持他的祖国,更有为他训练忙前忙后的教练团队。美国跨栏选手洛洛·琼斯(Lolo Jones)参加了 “红牛X计划”(Red Bull Project X),她曾在一段视频中说过: “我不是一个人在战斗”(It takes a team)。该视频展示了琼斯背后的整个工作团队:一名教练,一名总监、一名经理、一名运动科学家、一名执教顾问和一名生理学顾问。如此丰富强大的工作团队自然不是在白忙活,他们使用了最尖端的科技。

  红牛X计划中使用的是一套3D数码分析系统,这套系统能够做到许多人类无法做到的事。X计划分为3大块——Vicon 3D追踪系统、光学测量系统Optojump Next和数据采集工具Phantom Flex Camera。3大科技相辅相成,既能够给运动员的表现一个宏观的评价,又能够将训练比赛的每一分钟拆解为无数微小的片断以供分析。

  琼斯的团队在她的身上做了39个反射标记,有了这些标记,40架每秒能够拍摄2000帧图像的Vicon T40S 动作捕捉相机将会追踪她的一切动作。光学测量系统Optojump Next 会把琼斯的每一次跳跃分解为接触时间(contact time),腾空时间(flight time),腾空高度(height),跨栏节奏(rhythm),比能量(specific energy),比功率(specific power),总能量(total energy)和总功率(total power)诸多部分。最后,每秒能够拍摄10750帧图像的顶级摄像机Phantom Flex Camera将用图像记录下琼斯的每分每秒。

  “如果科技能够帮助一名运动员表现得更好,那么这套系统就能够让每个人都从中获益。” 琼斯的平均百米跨栏成绩为12.5秒,她认为这里面有很大的一部分要归功于身后的团队和科技的帮助。

3 实时反馈装置

  在比赛中取得良好的成绩会得到观众的欢呼,会有裁判为其打分。不过在训练之中,运动员如何知道自己的表现如何呢?可谓不识庐山真面目,只缘身在此山中。英格兰伯明翰艺术与设计学院可视化研究所(Visualisation Research Unit at the Birmingham Institute of Art and Design)的作曲家、声音工程师乔纳森·格林(Jonathan Green),舞者格雷戈里·斯伯顿(Gregory Sporton)开发了一套名为 Motivepro 的反馈系统。这套系统的初衷是为舞蹈演员提供实时动作反馈。舞蹈演员被要求穿戴一系列的传感器,他们的动作信息将被 Motivepro 采集。一旦穿戴者有肢体活动超出了预设的范围,装置内的震动器会发出震动以示提醒。

  韵律体操运动员米米·西萨(Mimi Cesar)发现可以这套系统也可以应用到与舞蹈有一定类似的韵律体操上。对于韵律体操项目,团队的同步性尤为关键。Motivepro 系统能够在某个运动员的动作不合拍时发出提醒,还可以收集运动信息以供教练分析。有了这套系统帮助训练,整个团队的配合是不是会更加的默契呢?
4. 为跑步运动员减负 

  美国作为航天强国,将自己的航天技术也运用到了奥运会的备战上。美国知名长跑运动员珊侬·罗伯里(Shannon Rowbury)近期不幸遭遇伤病,股骨受损。不过有了航天科技帮助,她在诊断后仅休息了六周就恢复训练。罗伯里应用的是一套AlterG反重力跑步辅助装置,它可以让训练者最少仅以自身20%的体重进行训练,运动员的身体负担将被大大减少。这种跑步机的原理是将空气打入跑步者腰部以下环绕的气囊里,当气囊里的气压升高,跑步者就会被抬高,体重的负荷因此减轻。运动员只需通过按下面板内的上/下键便可以减轻体重的重量,没按一次减少1%,最多可减少80%。

反重力跑步辅助装置

5. 团队整体数据分析

  对于自行车运动员而言,风洞试验室是他们忠实的科技伙伴。风洞试验室的数据分析能够帮助运动员优化训练项目,调整训练方法,并且利用空气动力学的科技成果提高运动员的成绩。但是长久以来,风洞试验室的分析都只能以个人为单位,为某个运动员服务。澳大利亚莫纳什大学(Monash University)的研究人员改良了手上一台用于测试飞机和汽车的实验设备,使其能够采集运动员的数据信息进行分析。更为关键的是,这台机器跨越了之前只分析个体的壁垒,可以同时分析整个自行车车队的数据。这样一来,教练便可以根据分析结果为整个车队制定训练计划,找到提高全队成绩的办法。

实验数据分析
6. 全新泳池起跳台

  2012 伦敦奥运会在游泳比赛中将使用一套全新升级的泳池起跳台。该起跳台由欧米茄(Omega)公司设计制作。与之前的起跳台相比,进步之处在于它拥有经过专利认证的可调节式斜面踏板,使运动员在采用蹲踞式起跳时后腿弯曲成为90度夹角,这被认为是最适合发力的起跳姿势。新的起跳台还配置了全新的传感系统。这套传感系统可以确保运动员们在相同的时间听到比赛开始的哨音,可以有效避免运动员发生不必要的失误。同时,全新升级的泳池起跳台上海装置有被称为 “游泳排名指示灯” 的信号灯系统,比赛结束时,起跳台上将通过不同的光点标注出获得1、2、3名的泳道,让现场观众一目了然。

泳池起跳台

7. 实景模拟训练系统

  澳大利亚的自行车比赛团队训练时就好像在玩游戏,因为他们将骑着一辆固定的单车在模拟赛道上行驶。每辆训练单车都被固定在澳大利亚体育学院(Australia Institute of Sport)室内,不过车上都配置了一块荧幕,一台GPS和一些测距工具。有了这些设备的帮助,运动员们可以模拟骑行在伦敦的赛场上,因为从屏幕内看起来就的确是在伦敦。这套系统同时还可以收集运动员的训练数据,教练可以清晰地得知他们的耗时、速度、能量以及骑行距离。

实景模拟训练系统

8. 先进的药检设备

  葛兰素史克公司(GlaxoSmithKline)在奥林匹克公园旁的国王学院(King’s College)内建起了为奥运会药检服务的科学中心(The Science Centre)。奥运期间,该中心将一天24小时不休工作,每日监测尿样、血样超过6000份。每场比赛结束后,所有的奖牌得主以及随机挑选的其余半数参赛选手都将进入该中心进行违禁药物检测。受检样本在此被分为A、B两份,A份将被储存八年,以待未来更先进的科技检测;B份将被送入该药检中心。该药检中心一次测试就可以检查70项违禁药物成分,而每份受检样本在此都将受到共计240项的违禁药物成分检测。可见奥运会的公平进行是有着强大的技术保障。

药检

9. 电子医疗档案

  通用电气(GE)医疗公司为2012伦敦奥运会提供了电子医疗档案解决方案,使得医师和运动员都可以通过网络让病例触手可及。在伦敦奥运会倒计时表打到90天时,这套涵盖了超过700名涉会人员的电子医疗档案就制作好了。同时,GE医疗公司还在奥运公园安置了医疗诊断设备,作为整套电子医疗档案的配套设施。查看更多医疗电子内容,请进入医疗电子频道。

电子医疗档案

10. 顶级医疗后勤

  奥运会期间,住在奥运村内的1.6万余名奥运选手和6000余名残奥会选手都将有幸得到顶级的医疗后勤保障。由GE医疗公司提供的最新版超大号磁共振成像仪、超高清CT仪、无线数码X光检测系统、升级版超声波检测仪和为奥运会特制的心电图检测设备,各个都让奥运会的医疗志愿者们开了一回眼界。这些设备在奥运会结束后都不会被撤走,它们将继续在这片承载了欢呼和汗水的土地上为人民服务。

医疗设备

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奥运不止是体育的盛会,更是科技的拼搏。金牌的背后,往往还需要有强大的科技力量作为支持。一起来看看本届伦敦奥运会上都引入了哪些令人兴奋的科技元素吧。