人工智能技術在青少年田徑訓練中的運用

錢利民

摘 要：田徑訓練屬于系統性的運動訓練，訓練內容較多，且對運動員技術、速度、力量、耐力等方面均有較高要求。青少年參與田徑訓練不僅能強身健體，還能在訓練過程中培養自律意識、競技精神、團隊協作能力等，與當代素質教育理念十分契合。我國青少年田徑訓練已經開展多年，訓練體系和訓練制度趨于完善，尤其在各種高新技術和設備在田徑訓練中得以應用后，青少年田徑訓練規劃更為科學、合理。文章以人工智能技術在青少年田徑訓練中的運用為核心展開探討，以期為相關研究提供有效參考。

關鍵詞：人工智能技術；青少年；田徑訓練；運用

人工智能技術是一種模擬人類智能行為的技術，其通過使計算機系統具備學習、推理、感知、理解及決策能力來模擬人類思維和行為。將人工智能應用于青少年田徑訓練，可以用智能設備采集運動員各項運動數據信息，幫助教練全面掌握運動員身體健康、運動技能等方面情況。此外，在智能化提醒服務下可減少運動員因技術失誤而負傷的概率。在人工智能技術作用下，教練可以根據運動員個體差異進一步細化訓練方案，并且可以通過一系列模擬情境增加訓練的趣味性，極具推廣意義。

1 提供運動數據分析

人工智能技術能夠幫助教練更好地了解運動員的運動特點，從而制訂個性化訓練計劃：也能夠通過對比數據提前預測傷病風險，并為康復提供指導，全面優化訓練效果，提高運動員技術水平和競爭力。運動數據分析主要包括以下幾點：（1）數據收集和監測。通過傳感器以及智能設備或移動應用程序，人工智能可以收集和監測運動員的各種數據，例如，跑步速度、步幅、心率、沖擊力等。這些數據可以被實時獲取并記錄下來，為全面分析提供數據支持。（2）數據分析和評估。人工智能對收集的運動數據進行深入分析后，可以形成詳細的評估報告，這些報告包括技術指標、進步水平、潛在的改進領域等方面的信息，幫助教練了解運動員當前表現存在哪些短板和優勢，以及后續應朝哪一方向努力。（3）制訂個性化訓練計劃。根據運動數據的分析結果，人工智能可以為每個青少年運動員制訂個性化訓練計劃，以個人能力和目標為核心細化訓練要點、模式等，并合理安排訓練強度和周期。（4）比較和對比。人工智能技術可以將一個運動員的數據與其他運動員或專業水平的標準進行比較，這樣可以幫助運動員了解自己在技術和體能方面的差距，激發運動員的競爭意識，并不斷提高訓練目標。（5）傷病預測和康復監測。分析數據時，人工智能可以幫助檢測運動員的運動模式、負荷和生物力學特征，這有助于預測潛在的傷病風險，并為運動員提供相應康復建議和監測方案調整意見。

2 提供技術指導

人工智能可以幫助青少年田徑運動員改善技術表現，優化跑步姿勢、步頻、步幅、投擲姿勢等關鍵因素，幫助運動員更好地掌握運動技巧，提高競技能力。具體表現如下：（1）姿勢分析和改進。人工智能可以通過監測運動員的動作和姿勢，提供實時姿勢分析和反饋信息，如可以識別出不正確的姿勢或技術問題，并給出解決方案，幫助運動員改善技術執行的準確性。（2）步頻、步幅和速度優化。人工智能可以分析運動員步頻、步幅和速度等數據，識別出潛在的改進空間，并為其制訂相應的訓練計劃并進行指導，以便于運動員掌握更多跑步技巧。（3）節奏和配速控制。人工智能可以通過分析運動員的步頻和速度數據，幫助運動員控制比賽時的節奏和配速，使運動員能夠更好地掌握自己的速度和節奏，從而提高比賽成績和競爭力。在日常訓練中，也可通過此種方式調整呼吸頻率。（4）動作力量和平衡。該技術還可以通過分析運動員動作力量和平衡數據，評估其身體控制能力，基于這些數據，提供相應的指導和訓練建議，幫助運動員改善力量輸出和平衡性，提高技術水平。（5）錯誤檢測和糾正。以途中跑為例，有些運動員會出現“坐著跑”現象，此種現象多源于運動員后蹬動作不充分，髖未向前送，上體過于前傾，使髖關節產生補償性后移。當智能技術察覺這一問題后可直接給出后蹬時髖、膝、踝三關節正確用力順序和充分伸展髖關節的動作，并強調后蹬時向前送髖帶動擺動腿前擺等建議，幫助運動員糾正錯誤。

3 制訂個性化訓練計劃

田徑訓練應包含統一的訓練和個性化訓練，在統一訓練環節中不斷提升運動員的基礎技能、體能，在個性化訓練中強化運動員的個人技能，而人工智能技術可以提供運動數據以幫助制訂運動員個性化訓練計劃，以下是一些具體方式：（1）數據分析。人工智能可以分析運動員的各項數據，包括步頻、步幅、心率等，通過分析數據可以了解運動員的強項和改進空間，以及優化方向。（2）弱點和重點識別。根據運動數據分析結果，人工智能可以識別出運動員目前的弱點和重點，指出哪些方面需要改進或加強。例如，如果數據顯示某個運動員步幅較小，人工智能可以推薦針對步幅的特定訓練方法，再結合教練的面對面指導，在短時間內讓運動員突破訓練目標。（3）目標設定和階段性計劃。根據運動員的能力和目標，人工智能可以幫助教練制訂個性化訓練計劃。如將長期目標分解為階段性目標，并為每個階段提供相應的訓練建議和計劃。（4）實時調整和反饋。人工智能可以根據實時監測數據、具體表現等來調整和優化訓練計劃，如果數據顯示運動員腿擺動方式不對，或手、腳、腰協調性不佳，人工智能可以提供相應反饋和調整方法，以幫助運動員改善。

4 監測運動員身體狀態

田徑訓練中包含專項耐力訓練、速度訓練、力量訓練等，這些訓練內容都容易造成運動員心率過快、短暫性血壓升高等情況，一旦身體無法負荷，很容易危及生命。而人工智能技術可全面監測運動員各項身體指標系數，以生物參數監測為例，其以生物傳感器、智能設備或穿戴式技術（如智能手環或心率監測器）為主來監測運動員生物參數，如心率、血氧飽和度等。這些數據可以通過實時監測得到，并通過人工智能算法進行分析和解讀。再以運動狀態分析為例，通過運動傳感器和動作識別技術，人工智能可以分析運動員的運動狀態，如姿勢、動作質量等，如運動員過于疲憊，所有動作都難以達到標準，當人工智能檢測到不正確的姿勢或動作時會進行實時反饋，引起教練注意。人工智能還可以提供心率變異性、運動強度等指標，幫助教練了解運動員的疲勞水平，適時調整訓練方案。除前期和中期身體監測外，人工智能技術在康復監測方面也能起到良好作用，例如，它可以監測受傷人員康復進程和身體恢復指標，并提供合理康復監測和指導意見。

5 訓練記錄回放與復盤

田徑訓練非一朝一夕可看到效果，運動員需要長期堅持訓練，教練也要及時與運動員溝通訓練情況，以便找到更高效的訓練方法。人工智能技術記錄訓練過程并可將重點部分進行回放和復盤，可以為田徑訓練提供數據依據，具體表現如下：（1）數據記錄。人工智能可以通過傳感器、攝像頭等設備自動記錄和采集青少年田徑訓練的數據，例如通過運動追蹤傳感器記錄運動員的速度、步幅、跳躍高度等數據，或使用攝像頭記錄運動員的動作和技術細節。（2）視頻分析。人工智能可以對訓練過程中的視頻進行分析，通過圖像識別、動作捕捉等技術，提取關鍵的動作細節并進行自動標記。這樣，教練和運動員可以隨時回放和觀察訓練中的關鍵動作，發現問題并進行改進。（3）數據可視化。通過人工智能技術，訓練數據能夠以圖表、曲線圖、餅圖等形式進行可視化呈現，這些可視化結果可以幫助教練和運動員更直觀地了解訓練過程中的變化和趨勢，有助于分析和優化訓練計劃。（4）數據比對與分析。人工智能可以對運動員的歷史數據進行比對和分析，獲得訓練進展和成績改善情況，通過對比不同階段或不同訓練周期的數據，可以發現潛在問題和改進方向，有助于制訂更精準的訓練計劃，也能讓運動員真實感受到自身優勢與不足。

6 智能輔助設備的應用

在青少年田徑訓練中，智能輔助設備可以收集數據，并通過人工智能技術分析、解讀此類數據，為運動員和教練提供實時反饋與指導信息，幫助青少年田徑運動員優化訓練計劃，改善技術，加強身體狀態監控和管理。目前，在青少年田徑訓練中常用的智能輔助設備有：（1）智能跑鞋。智能跑鞋均配備傳感器和芯片，可以實時監測運動員的步頻、步幅、落地方式等數據，通過與人工智能技術相結合，能綜合分析運動員的跑步技巧。（2）運動手環/ 智能手表。運動手環或智能手表可以監測心率、運動軌跡、卡路里消耗等數據，與人工智能技術結合，可以提供全面身體狀態分析，避免運動員因訓練過度而造成身體負擔。（3）運動攝像頭。高清運動攝像頭可以記錄運動員的訓練過程和比賽表現，結合人工智能技術，可以實現動作識別和姿勢分析，為運動員提供實時動作指導和改進建議。（4）虛擬現實（VR）訓練系統。虛擬現實技術可以模擬不同訓練場景和運動環境，與人工智能技術結合后，此類系統可以提供個性化虛擬訓練體驗，并針對運動員的技術、需求進行調整和優化。

7 結語

如今，人工智能技術被廣泛應用于各個領域。在青少年田徑訓練中，無論是技術訓練、速度訓練、耐力訓練，還是力量訓練，均可在人工智能技術輔助下完成。人工智能技術可提供精準的運動信息供教練參考。但在應用人工智能技術時也要注重人工干預，依然以專業教練指導為主，以智能設備為輔，切勿本末倒置。

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