研究大数据时代运动训练科学的新路径

贾昌辉

（吉林体育学院 吉林 长春 130022）

现阶段，大数据时代背景下催生了很多新技术和新模式，为各个领域的创新发展提供支持与保障。如何有效运用科学手段辅助运动训练，培养高素质运动员，成为了新时期体育训练者的研究重点。从体育运动的角度分析，有了大数据技术的加持，通过采集训练和比赛的数据信息，结合运动员的自身条件进行分析，制定科学化训练方案，可提升运动训练的水平，达到科学精准训练的目的，发挥技术助力体育运动训练的价值，增强运动员的竞技能力。

1、运动训练科学化的意义

从运动训练的角度分析，具有很强的复杂性。科学的训练方式，对保护运动员的安全，提升运动训练的效果，可起到积极的促进作用。运动员的成长是需要长期系统训练的，进而获得良性积累效应。整个过程很容易受到各类因素的影响，强化科学化控制，采取系统化和整体化训练方案，做好规律的把握，妥善处理各个竞技能力要素的关系，实现科学化训练。目前，数据研究在各个领域被应用，体育界也是如此。大数据时代的到来，使得体育领域掀起了很大的“改革浪潮”，在体育传播和体育训练等方面都在不断创新。采用大数据手段，围绕心理状态和身体素质以及比赛技巧等方面，对运动员进行训练，透过数据发现背后的规律和特点，提升运动的水平，创造更好的成绩。

2、大数据时代下的运动训练新形式

2.1、AI与大数据在皮划艇运动训练中的应用

2020年东京奥运会上，中国赛艇队&皮划艇队以2金牌2银牌2铜牌收官，向全世界展现了中国速度。过去很长一段时间内，这两项运动都是欧美运动员占据优势，在本届奥运会上我国运动健儿获得突破性成绩，令国人骄傲。在刻苦训练的背后，还有强大的科技助力。采用AI技术与大数据技术，促进运动训练和竞技发展转变。有了技术的支持，助力中国队伍的前进。从运动本身来说，属于力量耐力型项目，所以对运动员的体能有很高的要求。日常训练中，陆上划船测功仪的使用较多，为完善测试指标和数据库的构建，提供了有力的支持和保障。在2019年11月，引入科技技术，赋能国家队备战训练。基于人工智能的运动生物力学分析模型以及SDP流数据平台等的应用，为中国皮划艇&赛艇队量身定制了智能化训练辅助系统。在系统的使用角度分析，利用视频实时化捕捉运动员的训练动作，同时可以即时进行分析与判断，进而纠正训练错误。例如，动作角度和力度等，有效提高竞技水平，并且降低伤病发生的风险。PHD是国家体能训练营基地，采用了科技手段，整合先进的运动科学资源以及运动表现训练手段，打造了复合型训练中心，可支持运动训练和运动营养以及运动科学等的开展。大数据技术的应用，在数据信息的精准采集方面面临很大挑战。例如，损伤主要是因为动作不规范造成，因此在采集数据时需要采集身体姿态信息，最佳的是细化到各个部位与关节动态，能够认真管理记录采集信息，随时进行调整，降低出现错误的几率。

同时如何快速反馈，也是技术应用面临的难题，针对反馈问题的管理，需要有效利用数据。因为人体的运动比较复杂，会产生各类数据信息，来源于各类仪器与设备，若采取人工处理措施，很容易出现错误，难以深度挖掘数据信息的价值。采用现代化技术手段，构建综合智能训练辅助系统，借助测功仪开展模拟训练，在显示屏上可以实时化呈现划桨的速率和呼吸频次以及肌肉力度等各类数据信息，结合提示的信息，来调整运动员的状态，及时纠正错误。完成训练后，还可以生成数据报告，达到助力科学训练的目的。对于水上训练常见的痛点，围绕人与物方面进行技术研究，提出解决方案。实践中为运动员设计专用的VR眼镜，借助摄像头与传感器装置，使得每位运动员都可以看到自己的动作，结合教练的提示，来纠正或者调整动作。与此同时，在艇上设置侧力与测速的装置，教练员可以利用iPad可以实时接收数据信息，根据艇速与划动速率，做到精准指导。若想将人工智能技术与大数据技术等有效地应用到运动训练中，必须要做好训练系统的开发与设计，严格把控技术的应用效果，促使运动训练的效果得到增强。

2.2、数字化+蹦床运动训练

体操运动在我国备受重视，2020年国家体操（蹦床）训练基地落户镇海。当运动和城市深度融合，为城市赋予了更深的意义，运动成为了城市名片，形成了运动文化纽带，产生了精神驱动力，正在积极转化为奋进的力量。该基地围绕蹦床运动如何有效促进青少年心智发展以及如何将大数据技术融入到蹦床运动与教学实践等内容，积极推进全国首个蹦床+科技提交融合科技助力的实验研究。通过和多家科研机构合作，成立了蹦床运动试验区训练大数据开发与实践基地。从具体的推进情况分析，积极探索智慧化蹦床场馆的建设，采用人工智能与5G技术手段，开展量化分析，围绕运动全过程进行数据采集和运动效果分析，同时可以为训练者提供运动健康分析评估报告，制定运动伤害防护的针对性方案，并且提供康复治疗的全周期服务，促使训练水平以及体育教学质量得到显著提高。项目组通过实验的方式，开展数据监测分析，获得的研究结果显示，通过有规律的蹦床运动训练，促使学生的心肺功能显著提升，并且下肢力量增长，同时核心肌群的稳定性得到显著提高。引入科技技术，利用数据支撑，助力蹦床运动科学化和精准化训练。

2.3、科技+游泳训练

在2020年东京奥运会上，我国游泳健儿取得非凡成绩。这离不开运动员的刻苦训练。从训练方面分析，将天上飞的惯性技术，同游泳训练相互结合，经过数据分析，助力运动员制定科学合理的训练方案，为运动员成绩的提高提供技术支持。日常训练中，利用航天测量设备开展测试，通过模拟训练的方式，获得分析数据，为运动员编制个性化科学训练计划。例如，张雨霏就参与了试验，借助科技手段辅助训练，增强训练的科学性，提高竞赛能力。在游泳项目中，采用天上飞的惯性技术，借助惯导分系统，获得运动员每秒的姿态和呼吸等数据信息，实现对其动作的精细量化评估分析。通过组织试验的方式，模拟游泳过程，进行不同技术动态姿态以及阻力的测试，掌握典型游泳速度下每位运动员各种姿态会受到阻力的规律，进而为训练方案的编制提供技术支持，有效改善运动员的身体流线型，并且为其优化技术动态提供支持。

2.4、智慧乒乓

大数据时代背景下，互联网+乒乓球训练模式形成，带领着行业发展。从互联网智慧化教学系统的应用来说，可以实时化记录学员训练的成长历程数据，采用大数据挖掘与分析技术手段，自动化生成量化指标以及成绩，能够为教练调整训练方案提供指导和支持，并且能够为政府体育教育部门提供完善的人才数据库。根据运动员的训练数据信息，可以为其编制个性化训练方案，提高训练的水平和质量。从国家运动员的训练方面分析，采用了体育大数据技术，为教练员与运动员的训练与比赛，提供科学支持与保障。浙江大学体育大数据创新团队，研发的兵乓球大数据平台，已经连续多年为国家兵乓队提供技术支持，主要提供比赛数据分析以及技战术研究等服务。通过记录和分析独特发球以及接发球技术变化等数据，针对性推送给教练员与运动员。在奥运会的比赛上，采用平板APP与赛前准备会等方式，为教练员与运动员提供技术服务。有了大数据技术的支持，促使运动训练的水平得到显著提高。

3、大数据时代下的运动训练策略

3.1、正确认识大数据

大数据时代下的运动训练会变得更加科学合理，既可以保证运动员的健康和安全，也可以提升训练的质量。不过大数据技术的应用，需要我们能够正确地认识，合理运用大数据技术手段，辅助运动训练的开展和落实，提升训练的质量与水平。运动训练具有复杂性，若想掌握训练的规律和特点，做到精准分析，还会受到很多因素的影响，例如个人习惯等，还需要继续加大技术的研究，促使大数据与运动训练有效融合，发挥技术的应用价值与作用。目前，大数据在体育教育领域中的应用还不足，存在着以下问题：大数据在体育教育领域的研究缺乏深度。从现有的关于大数据在体育教育中的应用研究文献类型分析，研究的内容多围绕对体育教学的冲击和影响以及挑战等方面，且普遍认为大数据冲击了传统体育教学模式。大数据技术的应用有助于更好地掌握学生体质健康，大数据对学生选课和理论教学的开展具有积极作用。然而在如何使用大数据以及大数据技术的应用价值发挥方面，还存在着研究不足的情况，未能充分了解按数据对体育训练的应用价值。实际上，很多高级赛事中运动员的训练都已经开始使用大数据，为运动员训练提供了有力支持，但是在全面推广方面缺少力量支持，需加大大数据应用价值的研究，助力技术的推广应用。在运动员健康情况调查和运动技能教学等方面，采用大数据技术手段，可获得不错的成效。从实际应用的角度分析，需要积极转变训练思想，采用训练新方法。在运用技能教学方面则可以充分利用大数据的采集和分析优势，结合每位运动员的运动习惯特点，以及运动技能的标准和要求，进行全面的分析，进而形成具有指导价值的训练方案。

3.2、做好技术研发

大数据时代下的运动训练研究成为热点，人工智能与大数据技术等已经在很多项目的训练中应用，并且取得了不错的成效，提升了运动训练的水平。从技术的应用实际来说，在数据的精准采集与分析等方面，还存在着挑战和难点，需要积极整合技术应用研究力量，围绕运动训练的项目和人员特点，完善研究系统，提升应用的水平。运动员的运动成绩如何，同其体能和技能以及心理认知能力等，有很大的关系，运动员技能优化需要运用到生物力学的方法与手段，科学助力运动员提高运动技能。从当前的研究分析，研究者研究三维动作捕捉技术和圣经生物力学增能技术以及可穿戴设备等，通过记录运动员的运动技术，实现运动全过程轨迹和运动速度等各类信息的有效采集和分析，助力运动员进行分析，进而提高其运动训练的成绩。部分研究团队研究基于人工智能图像识别的无mark点三维动作捕捉技术，将运动员的训练情况采取三维动作捕捉的方式记录，并且进行全面分析，为科学训练指导提供支持。传统的训练动作捕捉，主要依靠的是视频方法，将运动员的外形记录，之后通过手工去点，整个过程耗费的时间很长，少则需要2-3天，多则需要15天左右。随着三维动作捕捉技术的研发，例如，动漫技术用的添MARK点，不过给运动员会带来一定的干扰。在此基础上研究团队研发无mark点三维动作捕捉技术，妥善解决各类问题，同时不会干扰运动员，快速捕捉身体姿态和起跳速度等各类信息，为运动员科学提供支持。借助各类传感器和芯片技术，为运动员开发可穿戴设备，当运动员戴头上便能够记录运动员全过程的运动速度和运动轨迹等各类信息，为运动训练分析提供支持。过去教练员指导训练主要凭经验或者一些视频信息，缺少精准分析或技术诊断。现在利用生物力学快速回馈系统提供相对准确的信息，运动员用这些信息和数据，可以和自己以前比较或者和国际优秀运动员进行比较，然后针对性地开展训练。

3.3、合理应用科技手段

科技手段在运动训练中的应用，更多的是辅助，要做到科学合理利用，促使训练的水平得到提高。这需要教练员和运动员能够合理运用，加强和技术人员的沟通，有效掌握工具的特点和应用方法，结合每位运动员不同状态和训练方式下的训练特点和规律以及效果，促使技术应用价值得以实现。积极探索有效的管理办法，做好技术与运动训练的有效结合，促使训练水平得到提高，帮助运动员获得更好的成绩。从当前的大数据技术应用实际分析，在很多项目中都可以利用，但若想发挥技术的应用价值，还必须要做好适宜运用。结合训练场景，采用现代化技术手段，助力技能优化，辅助技巧训练。例如，大跳台滑雪项目中运动员的速度很快，且还需要进行技巧表现，为了有效指导运动员训练，教练员需要掌握全程的运动轨迹。传统的记录手段，仅能够记录到运动员飞跃出跳台区前一小段平均速度，采用精准指导技术，通过全过程监测运动速度与运动轨迹，在出台区设置三维动作捕捉系统，能够采集运动员起跳速度和身体重心速度等，通过采集关键数据信息，指导运动员训练。随着技术的不断完善，全程监测运动轨迹的能力会不断提高，精准捕捉信息，并且精细化分析，总结运动员的飞行姿态和产生飞行的升力以及升阻力。中国正在从体育大国走向体育强国，离不开科技的支持，体育运动的发展需要走科技创新之路。未来，将会有更多的高科技手段辅助运动事业的发展，能够为运动员训练提供更多的支持，需要加大技术的研究力度，同时合理推广应用技术手段，分析大数据在运动训练中的应用优势和不足，围绕关键点做好分析，提出优化和改进的措施，保障技术的应用价值得到发挥，实现高效化训练，助力运动员的技能提升，使其可以获得更好的成绩。积极推广应用新技术和新手段，重新构建运动训练模式，创造更多的训练成就。

4、结语

综上所述，大数据时代背景下，运动训练应用大数据技术和人工智能技术等，深度挖掘数据背后的规律和资源价值，能够为训练的科学化开展提供支持与保障。文中选择几个领域中的大数据技术应用实践，进行了分析，总结了技术的应用情况，提出优化大数据技术应用的策略。通过加大技术研究，合理应用到运动训练实践中，实现技术的应用价值。未来，在科技的支持和推动下，体育强国目标将会逐步实现，中国体育竞技水平也会不断提高。这需要要结合运动的具体特点和需求，继续加大技术创新力，研发更多的高水平技术辅助运动训练。