奥运大战正式拉开序幕,美国选手射落首枚金牌。对伟大的运动员来说,成功与失败往往只有一线之隔——1/100 秒、终点线处细如发丝的差距 。为此 , 美国队在备战2016年里约热内卢奥运会时祭出了一件“秘密武器”, 它便是高科技装备。
现在,这个打造了硅谷传奇的国家正利用科技的力量训练运动员,以帮助他们提高比赛成绩。对此你无需惊讶,很多国家的奥运代表队都在这样做。
游泳
高速运动捕捉
在游泳项目中,动作与力量同等重要。精英选手渴望每个最微小的细节都准确无误,甚 至要精确到脚踝的角度,原因就在于细节决定成败。视频分析技术能够帮助职业运动 员了解游泳技术动作的细节,因而成为不可或缺的训练装备。奥运会三金得主 Nathan Adrian 表示 :“以前,我们只能靠教练目视改正泳姿和划水、打水等技术动作。现在, 我会在身上捆绑 LED 传感器,利用软件进行分析。这种装备便于携带,可以放进手提箱。” 在里约奥运会上,Adrian 将向第四块奥运金牌发起冲击。
NAthAN ADRIAN 奥运会三金得主科技装备
利用装在身上的LED捕获Adrian的每一个动 作,细致到脚趾的角度,再借助宝马研发的视 频分析软件将数据转化成2D渲染图。
如何助力
借助这些图像,Adrian能够研究泳姿和技术动作的微小细节,纠正细微的不协调之处,从 而为比赛赢得宝贵的几秒钟。
它的工作原理是:Adrian 将LED 传感器固定在身上,高速摄影机拍摄整个游泳过程,记录LED 的运动轨迹。相关算法将这些动作转化成数据,教练根据数据给出改进意见。加州宝马全球创意设计咨询公司部门主管Peter Falt 表示捕获和转化数据对研制这一系统的工程师、设计师和程序员来说是一个不小的壮举。他们不得不在恶劣环境下(例如水下)工作,追踪和分析一些快速移动的“物体”,例如世界级游泳选手。宝马的工程师专门为美国国家游泳队研发了这项便携式技术。这一系统并非用于感知进入驾驶者盲区的汽车或者预防相撞事故,而是精确追踪游泳选手的划水等技术动作。软件随后将这些动作——每一次打水、划水或者足部角度转化成数据。
Adrian 是世界上最优秀的50 米和100 米自由泳选手之一,参加过北京奥运会和伦敦奥运会。他知道很多游泳选手都在依靠科技的力量提高自己的成绩,例如慢速回放的水下视频分析技术,相关分析技术的精确度也不断提高。相比之下,宝马的动作捕捉技术能够捕捉更为细微的动作。系统将数据转化为2D 渲染图,渲染图可以分解,展示脚趾的不完美弯曲。这种分析技术让游泳选手获得前所未有的反馈。
游泳队利用渲染图评估和改进游泳项目中最重要的技术动作——海豚式打腿,也就是选手入水或者蹬壁转身后的几次全身上下起伏,此时运动员在水下具有最大动力。能否靠这一技术动作获得更大动力是比赛成败的关键。美国游泳队的高效能顾问Russell Mark 表示:“将这项技术用于海豚式打腿具有里程碑意义,它的作用巨大。每一个人在蹬壁转身后都会进行几次海豚式打腿。如果能做到7 次、8 次,甚至9 次出色的海豚式打腿,就会获得较大的优势。这是运用这项技术的根本原因。”
当Adrian 在练习中做出堪称完美的海豚式打腿时,教练便将这一数据转化成基准,指导其他选手如何复制。Mark 说,“我们知道谁擅长这项技术。我们可以借此挖掘更多运动员的潜力。”
3月初,Adrian 在Twitter 网站上发布了一小段视频。视频中,携带一身LED 传感器的他飞身跃入泳池。在帮助测试视频分析系统的同时,他也获取了大量有价值的技术动作信息,形成了良好的反馈环路。他说:“我能够在图像中看到我的脊线角度差异。我注意到我的上胸动作幅度与那些经常打败我的家伙们有何不同。视频分析技术帮助我们发现微小的改善空间,而这正是我们目前的关注点。借助于这项技术,我们可以深入了解如何保持身体的动力。”
游泳队希望将视频分析结果实时传输给泳池边上的一台平板电脑,让教练在现场对运动员的技术动作进行微调。但Adrian对于系统最终版本的发布早已迫不及待。他说:“我喜欢分析,喜欢了解事物的原理。在此之前,我从未对自己的海豚式打腿进行过如此细致的分析。游泳的时候,如果你能在不耗费更多能量的情况下提高效率,无异于获得一笔意外之财。”
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