研究大數據時代運動訓練科學的新路徑

賈昌輝

（吉林體育學院 吉林 長春 130022）

現階段，大數據時代背景下催生了很多新技術和新模式，為各個領域的創新發展提供支持與保障。如何有效運用科學手段輔助運動訓練，培養高素質運動員，成為了新時期體育訓練者的研究重點。從體育運動的角度分析，有了大數據技術的加持，通過采集訓練和比賽的數據信息，結合運動員的自身條件進行分析，制定科學化訓練方案，可提升運動訓練的水平，達到科學精準訓練的目的，發揮技術助力體育運動訓練的價值，增強運動員的競技能力。

1、運動訓練科學化的意義

從運動訓練的角度分析，具有很強的復雜性。科學的訓練方式，對保護運動員的安全，提升運動訓練的效果，可起到積極的促進作用。運動員的成長是需要長期系統訓練的，進而獲得良性積累效應。整個過程很容易受到各類因素的影響，強化科學化控制，采取系統化和整體化訓練方案，做好規律的把握，妥善處理各個競技能力要素的關系，實現科學化訓練。目前，數據研究在各個領域被應用，體育界也是如此。大數據時代的到來，使得體育領域掀起了很大的“改革浪潮”，在體育傳播和體育訓練等方面都在不斷創新。采用大數據手段，圍繞心理狀態和身體素質以及比賽技巧等方面，對運動員進行訓練，透過數據發現背后的規律和特點，提升運動的水平，創造更好的成績。

2、大數據時代下的運動訓練新形式

2.1、AI與大數據在皮劃艇運動訓練中的應用

2020年東京奧運會上，中國賽艇隊&皮劃艇隊以2金牌2銀牌2銅牌收官，向全世界展現了中國速度。過去很長一段時間內，這兩項運動都是歐美運動員占據優勢，在本屆奧運會上我國運動健兒獲得突破性成績，令國人驕傲。在刻苦訓練的背后，還有強大的科技助力。采用AI技術與大數據技術，促進運動訓練和競技發展轉變。有了技術的支持，助力中國隊伍的前進。從運動本身來說，屬于力量耐力型項目，所以對運動員的體能有很高的要求。日常訓練中，陸上劃船測功儀的使用較多，為完善測試指標和數據庫的構建，提供了有力的支持和保障。在2019年11月，引入科技技術，賦能國家隊備戰訓練。基于人工智能的運動生物力學分析模型以及SDP流數據平臺等的應用，為中國皮劃艇&賽艇隊量身定制了智能化訓練輔助系統。在系統的使用角度分析，利用視頻實時化捕捉運動員的訓練動作，同時可以即時進行分析與判斷，進而糾正訓練錯誤。例如，動作角度和力度等，有效提高競技水平，并且降低傷病發生的風險。PHD是國家體能訓練營基地，采用了科技手段，整合先進的運動科學資源以及運動表現訓練手段，打造了復合型訓練中心，可支持運動訓練和運動營養以及運動科學等的開展。大數據技術的應用，在數據信息的精準采集方面面臨很大挑戰。例如，損傷主要是因為動作不規范造成，因此在采集數據時需要采集身體姿態信息，最佳的是細化到各個部位與關節動態，能夠認真管理記錄采集信息，隨時進行調整，降低出現錯誤的幾率。

同時如何快速反饋，也是技術應用面臨的難題，針對反饋問題的管理，需要有效利用數據。因為人體的運動比較復雜，會產生各類數據信息，來源于各類儀器與設備，若采取人工處理措施，很容易出現錯誤，難以深度挖掘數據信息的價值。采用現代化技術手段，構建綜合智能訓練輔助系統，借助測功儀開展模擬訓練，在顯示屏上可以實時化呈現劃槳的速率和呼吸頻次以及肌肉力度等各類數據信息，結合提示的信息，來調整運動員的狀態，及時糾正錯誤。完成訓練后，還可以生成數據報告，達到助力科學訓練的目的。對于水上訓練常見的痛點，圍繞人與物方面進行技術研究，提出解決方案。實踐中為運動員設計專用的VR眼鏡，借助攝像頭與傳感器裝置，使得每位運動員都可以看到自己的動作，結合教練的提示，來糾正或者調整動作。與此同時，在艇上設置側力與測速的裝置，教練員可以利用iPad可以實時接收數據信息，根據艇速與劃動速率，做到精準指導。若想將人工智能技術與大數據技術等有效地應用到運動訓練中，必須要做好訓練系統的開發與設計，嚴格把控技術的應用效果，促使運動訓練的效果得到增強。

2.2、數字化+蹦床運動訓練

體操運動在我國備受重視，2020年國家體操（蹦床）訓練基地落戶鎮海。當運動和城市深度融合，為城市賦予了更深的意義，運動成為了城市名片，形成了運動文化紐帶，產生了精神驅動力，正在積極轉化為奮進的力量。該基地圍繞蹦床運動如何有效促進青少年心智發展以及如何將大數據技術融入到蹦床運動與教學實踐等內容，積極推進全國首個蹦床+科技提交融合科技助力的實驗研究。通過和多家科研機構合作，成立了蹦床運動試驗區訓練大數據開發與實踐基地。從具體的推進情況分析，積極探索智慧化蹦床場館的建設，采用人工智能與5G技術手段，開展量化分析，圍繞運動全過程進行數據采集和運動效果分析，同時可以為訓練者提供運動健康分析評估報告，制定運動傷害防護的針對性方案，并且提供康復治療的全周期服務，促使訓練水平以及體育教學質量得到顯著提高。項目組通過實驗的方式，開展數據監測分析，獲得的研究結果顯示，通過有規律的蹦床運動訓練，促使學生的心肺功能顯著提升，并且下肢力量增長，同時核心肌群的穩定性得到顯著提高。引入科技技術，利用數據支撐，助力蹦床運動科學化和精準化訓練。

2.3、科技+游泳訓練

在2020年東京奧運會上，我國游泳健兒取得非凡成績。這離不開運動員的刻苦訓練。從訓練方面分析，將天上飛的慣性技術，同游泳訓練相互結合，經過數據分析，助力運動員制定科學合理的訓練方案，為運動員成績的提高提供技術支持。日常訓練中，利用航天測量設備開展測試，通過模擬訓練的方式，獲得分析數據，為運動員編制個性化科學訓練計劃。例如，張雨霏就參與了試驗，借助科技手段輔助訓練，增強訓練的科學性，提高競賽能力。在游泳項目中，采用天上飛的慣性技術，借助慣導分系統，獲得運動員每秒的姿態和呼吸等數據信息，實現對其動作的精細量化評估分析。通過組織試驗的方式，模擬游泳過程，進行不同技術動態姿態以及阻力的測試，掌握典型游泳速度下每位運動員各種姿態會受到阻力的規律，進而為訓練方案的編制提供技術支持，有效改善運動員的身體流線型，并且為其優化技術動態提供支持。

2.4、智慧乒乓

大數據時代背景下，互聯網+乒乓球訓練模式形成，帶領著行業發展。從互聯網智慧化教學系統的應用來說，可以實時化記錄學員訓練的成長歷程數據，采用大數據挖掘與分析技術手段，自動化生成量化指標以及成績，能夠為教練調整訓練方案提供指導和支持，并且能夠為政府體育教育部門提供完善的人才數據庫。根據運動員的訓練數據信息，可以為其編制個性化訓練方案，提高訓練的水平和質量。從國家運動員的訓練方面分析，采用了體育大數據技術，為教練員與運動員的訓練與比賽，提供科學支持與保障。浙江大學體育大數據創新團隊，研發的兵乓球大數據平臺，已經連續多年為國家兵乓隊提供技術支持，主要提供比賽數據分析以及技戰術研究等服務。通過記錄和分析獨特發球以及接發球技術變化等數據，針對性推送給教練員與運動員。在奧運會的比賽上，采用平板APP與賽前準備會等方式，為教練員與運動員提供技術服務。有了大數據技術的支持，促使運動訓練的水平得到顯著提高。

3、大數據時代下的運動訓練策略

3.1、正確認識大數據

大數據時代下的運動訓練會變得更加科學合理，既可以保證運動員的健康和安全，也可以提升訓練的質量。不過大數據技術的應用，需要我們能夠正確地認識，合理運用大數據技術手段，輔助運動訓練的開展和落實，提升訓練的質量與水平。運動訓練具有復雜性，若想掌握訓練的規律和特點，做到精準分析，還會受到很多因素的影響，例如個人習慣等，還需要繼續加大技術的研究，促使大數據與運動訓練有效融合，發揮技術的應用價值與作用。目前，大數據在體育教育領域中的應用還不足，存在著以下問題：大數據在體育教育領域的研究缺乏深度。從現有的關于大數據在體育教育中的應用研究文獻類型分析，研究的內容多圍繞對體育教學的沖擊和影響以及挑戰等方面，且普遍認為大數據沖擊了傳統體育教學模式。大數據技術的應用有助于更好地掌握學生體質健康，大數據對學生選課和理論教學的開展具有積極作用。然而在如何使用大數據以及大數據技術的應用價值發揮方面，還存在著研究不足的情況，未能充分了解按數據對體育訓練的應用價值。實際上，很多高級賽事中運動員的訓練都已經開始使用大數據，為運動員訓練提供了有力支持，但是在全面推廣方面缺少力量支持，需加大大數據應用價值的研究，助力技術的推廣應用。在運動員健康情況調查和運動技能教學等方面，采用大數據技術手段，可獲得不錯的成效。從實際應用的角度分析，需要積極轉變訓練思想，采用訓練新方法。在運用技能教學方面則可以充分利用大數據的采集和分析優勢，結合每位運動員的運動習慣特點，以及運動技能的標準和要求，進行全面的分析，進而形成具有指導價值的訓練方案。

3.2、做好技術研發

大數據時代下的運動訓練研究成為熱點，人工智能與大數據技術等已經在很多項目的訓練中應用，并且取得了不錯的成效，提升了運動訓練的水平。從技術的應用實際來說，在數據的精準采集與分析等方面，還存在著挑戰和難點，需要積極整合技術應用研究力量，圍繞運動訓練的項目和人員特點，完善研究系統，提升應用的水平。運動員的運動成績如何，同其體能和技能以及心理認知能力等，有很大的關系，運動員技能優化需要運用到生物力學的方法與手段，科學助力運動員提高運動技能。從當前的研究分析，研究者研究三維動作捕捉技術和圣經生物力學增能技術以及可穿戴設備等，通過記錄運動員的運動技術，實現運動全過程軌跡和運動速度等各類信息的有效采集和分析，助力運動員進行分析，進而提高其運動訓練的成績。部分研究團隊研究基于人工智能圖像識別的無mark點三維動作捕捉技術，將運動員的訓練情況采取三維動作捕捉的方式記錄，并且進行全面分析，為科學訓練指導提供支持。傳統的訓練動作捕捉，主要依靠的是視頻方法，將運動員的外形記錄，之后通過手工去點，整個過程耗費的時間很長，少則需要2-3天，多則需要15天左右。隨著三維動作捕捉技術的研發，例如，動漫技術用的添MARK點，不過給運動員會帶來一定的干擾。在此基礎上研究團隊研發無mark點三維動作捕捉技術，妥善解決各類問題，同時不會干擾運動員，快速捕捉身體姿態和起跳速度等各類信息，為運動員科學提供支持。借助各類傳感器和芯片技術，為運動員開發可穿戴設備，當運動員戴頭上便能夠記錄運動員全過程的運動速度和運動軌跡等各類信息，為運動訓練分析提供支持。過去教練員指導訓練主要憑經驗或者一些視頻信息，缺少精準分析或技術診斷。現在利用生物力學快速回饋系統提供相對準確的信息，運動員用這些信息和數據，可以和自己以前比較或者和國際優秀運動員進行比較，然后針對性地開展訓練。

3.3、合理應用科技手段

科技手段在運動訓練中的應用，更多的是輔助，要做到科學合理利用，促使訓練的水平得到提高。這需要教練員和運動員能夠合理運用，加強和技術人員的溝通，有效掌握工具的特點和應用方法，結合每位運動員不同狀態和訓練方式下的訓練特點和規律以及效果，促使技術應用價值得以實現。積極探索有效的管理辦法，做好技術與運動訓練的有效結合，促使訓練水平得到提高，幫助運動員獲得更好的成績。從當前的大數據技術應用實際分析，在很多項目中都可以利用，但若想發揮技術的應用價值，還必須要做好適宜運用。結合訓練場景，采用現代化技術手段，助力技能優化，輔助技巧訓練。例如，大跳臺滑雪項目中運動員的速度很快，且還需要進行技巧表現，為了有效指導運動員訓練，教練員需要掌握全程的運動軌跡。傳統的記錄手段，僅能夠記錄到運動員飛躍出跳臺區前一小段平均速度，采用精準指導技術，通過全過程監測運動速度與運動軌跡，在出臺區設置三維動作捕捉系統，能夠采集運動員起跳速度和身體重心速度等，通過采集關鍵數據信息，指導運動員訓練。隨著技術的不斷完善，全程監測運動軌跡的能力會不斷提高，精準捕捉信息，并且精細化分析，總結運動員的飛行姿態和產生飛行的升力以及升阻力。中國正在從體育大國走向體育強國，離不開科技的支持，體育運動的發展需要走科技創新之路。未來，將會有更多的高科技手段輔助運動事業的發展，能夠為運動員訓練提供更多的支持，需要加大技術的研究力度，同時合理推廣應用技術手段，分析大數據在運動訓練中的應用優勢和不足，圍繞關鍵點做好分析，提出優化和改進的措施，保障技術的應用價值得到發揮，實現高效化訓練，助力運動員的技能提升，使其可以獲得更好的成績。積極推廣應用新技術和新手段，重新構建運動訓練模式，創造更多的訓練成就。

4、結語

綜上所述，大數據時代背景下，運動訓練應用大數據技術和人工智能技術等，深度挖掘數據背后的規律和資源價值，能夠為訓練的科學化開展提供支持與保障。文中選擇幾個領域中的大數據技術應用實踐，進行了分析，總結了技術的應用情況，提出優化大數據技術應用的策略。通過加大技術研究，合理應用到運動訓練實踐中，實現技術的應用價值。未來，在科技的支持和推動下，體育強國目標將會逐步實現，中國體育競技水平也會不斷提高。這需要要結合運動的具體特點和需求，繼續加大技術創新力，研發更多的高水平技術輔助運動訓練。