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圖 新聞投稿
2023-04-14
金牌選手背後的科技秘辛 科學化體操訓練與監控
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由左至右為體育與運動科學系李恆儒副教授、臺灣科技大學電子工程系林淵翔教授、臺師大運動競技學系鄭景峰教授、運動競技學系翁士航助理教授。
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儀器即時傳輸選手的心跳呼吸及肌肉血氧。
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選手穿戴非侵入式感測儀器,直接連線電腦數據。
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穿戴式儀器產出數據。
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選手精確執行最佳上槓角度。
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離心機結合感測器,讓數據更加完整,手機也能帶走數據。
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精準偵測選手落地時穩定的時間(Time To Stability)。
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為了培育世界級的競技體操選手,臺師大運動競技學系鄭景峰教授,偕同國立臺灣科技大學電子工程系林淵翔教授,與本校體育與運動科學系李恆儒副教授,及運動競技學系翁士航助理教授,承接為期4年的國家科學及技術委員會「第2期精準運動科學研究專案計畫」,並於112年4月7日下午在和平校區體操館發表「完美翻騰、精準落地:科學化競技體操訓練與監控」計畫推廣與未來展望。

競技體操追求「難新穩美力」,一種追求高難度動作同時保有穩定與美感的運動項目。選手通常從小開始培育,每年約需進行1,000小時的專項訓練,持續10年的不斷訓練,才能成就頂尖水準的競技體操選手。正因為如此,臺師大將每位體操選手視若珍寶,希望透過國科會專案計畫,研發相關測量儀器與回饋系統,透過科學化訓練,延長選手巔峰表現時間與突破個人極限,提昇體操競技表現水準。

「透過使用離心機,可以讓我找到後空翻兩圈的發力點,並且提升落地的穩定度。」目前擔任小師大國小部的陳洛臻隊長這麼說。臺師大翁士航助理教授,讓選手透過離心機訓練敏捷與爆發力,選手根據自身負荷程度,追求速度上的最大指標,力求提升整體動作速度。同為小師大的螢橋國中余羿禾同學表示:「如果沒有離心機的協助,找不到出力與發力點,會花更多時間與精力,尋找正確力道。」

翁教練為體操選手退役,因此在撰寫計畫的時候,能夠實際了解選手的需要,打造適合選手的科學化訓練模式。目前,國科會「精準計畫」包含四個子計畫,分別就體操選手的神經肌肉監控、單槓項目的數據監測,與建立穩定落地的訓練輔助系統,協助選手突破自我,往世界頂尖邁進。

「體操選手神經肌肉監控與評估系統之開發與應用」

「量化就是科學化! 」臺師大鄭景峰教授表示,選手穿戴「非侵入式儀器」,透過心率追蹤與近紅外線光譜儀,即時偵測選手心跳呼吸及肌肉血氧飽和度,經由數據掌握選手在每日訓練前的生理狀態,避免過度訓練或是選手自我感覺與實際狀態落差感,以即時調整訓練課表,進而提升整體訓練效益。

「即時體操訓練輔助裝置與動作分析系統」

「頂尖運動員,需要科技輔助,透過量化數據輔助選手訓練,提昇運動表現!」臺科大林淵翔教授表示,透過整合槓上感測器與實際影像數據系統,能夠分析體操選手在進行單槓項目時,頭部與單槓的距離變化,再透過感測器紀錄選手脫槓與接槓的時間,給予選手專業的飛行滯空時間數據分析,找出選手上槓的最佳位置與角度。

「體操智慧化訓練與表現系統開發」

「讓數據帶著走,幫助基層教練及選手設計訓練課程!」臺師大翁士航助理教授表示,IMU(慣性測量單元Inertial measurement unit)是測量物體三軸姿態(或角速率)及加速度的裝置。透過蒐集選手在槓上上肢、核心、下肢的轉體慣量數據,可以找到不利選手的數據,以避免選手自我意識與身體表現的落差,而導致受傷的情況。同時,透過開發「體操智慧化裝備」,運用手機等載具,將可以讓數據較輕易走進基層。

「體操選手落地平衡穩定分析」

「透過科學化測量,來監控完美落地穩定度,務必讓每個體操選手精準落地!」臺師大李恆儒副教授表示,透過可量測三軸方向的測力板,測量選手落地時的地面反作用力,並透過數學公式的計算,得到選手落地時穩定的時間(TTS, Time To Stability),透過明確的數字,能讓選手掌控實際練習落地平衡方式的回饋數據,讓每位選手有跡可循,往完美落地的目標前進。

透過科學化的數據分析,免除掉以往憑選手自身感覺,與教練經驗的缺點,讓看得到的數據協助體操選手與教練設計訓練課程,力求讓選手能在科學化的輔助之下,持續突破自我,為國爭光。鄭景峰教授也表示,非常感謝國科會,提供精準運動科學專案研究計畫的方案,讓學術端的研究技術與能量,能實際應用於運動訓練與競賽場域中,也期望透過本計畫的實施,一一克服未來的可能挑戰與困難,開發出安全、即時且有效的體操專項訓練工具。(撰文:校園記者華語碩林姿均 / 編輯:張適 / 核稿:胡世澤 )

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