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體育運(yùn)動(dòng)中的科學(xué)技術(shù)和各種提高成績(jī)的裝備是專(zhuān)業(yè)運(yùn)動(dòng)員們?cè)趭W運(yùn)會(huì)賽事中摘金奪銀的重要組成部分，但批評(píng)人士表示這可能等同于“技術(shù)興奮劑”。

來(lái)自世界各地的11,000多名運(yùn)動(dòng)員齊聚東京，在奧運(yùn)會(huì)備戰(zhàn)前夕，教練、科學(xué)家和分析師們就開(kāi)始了一場(chǎng)尋找最前沿科學(xué)技術(shù)助力運(yùn)動(dòng)員提高獲得獎(jiǎng)牌機(jī)會(huì)的競(jìng)賽。

從追蹤游泳者劃水次數(shù)的傳感器，到能夠顯示騎自行車(chē)者心率和其他信息的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)眼鏡等等。

“體育運(yùn)動(dòng)中的科學(xué)科技是奧運(yùn)會(huì)運(yùn)動(dòng)員備戰(zhàn)的重要組成部分，”英國(guó)拉夫堡大學(xué)體育技術(shù)學(xué)院講師艾米·米爾斯博士說(shuō)：“大多數(shù)國(guó)家和體育管理機(jī)構(gòu)都會(huì)對(duì)其做出規(guī)定，并將其納入到奧運(yùn)會(huì)運(yùn)動(dòng)員的支持中?！?/p>

#人工智能教練

愛(ài)爾蘭跳水運(yùn)動(dòng)員奧利弗·丁利在備戰(zhàn)2020東京奧運(yùn)會(huì)的過(guò)去一年中大部分時(shí)間都在健身房進(jìn)行力量訓(xùn)練。

這位2016年里約熱內(nèi)盧奧運(yùn)會(huì)的決賽選手在蹦床上投入數(shù)小時(shí)練習(xí)翻筋斗確保能夠充分發(fā)揮跳板的力量。當(dāng)他在游泳池訓(xùn)練時(shí)得到了額外幫助。

分析人員正使用視頻分析系統(tǒng)重復(fù)播放跳水動(dòng)作，教練員逐幀進(jìn)行觀(guān)察并隨時(shí)叫停并調(diào)整他的動(dòng)作。

研究人員通過(guò)生物力學(xué)和數(shù)據(jù)分析對(duì)運(yùn)動(dòng)員在接受教練干預(yù)后或從受傷中恢復(fù)時(shí)的技術(shù)進(jìn)行量化檢驗(yàn)。

比如游泳比賽中，裝有儀表的起跳臺(tái)和高速攝像機(jī)就能夠測(cè)量游泳者在起跳過(guò)程中的力量和動(dòng)作。

#可穿戴技術(shù)

同過(guò)往的每屆奧運(yùn)會(huì)一樣，突如其來(lái)的新冠肺炎疫情使得科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展。

加拿大里賈納大學(xué)生物力學(xué)教授約翰·巴登表示可穿戴技術(shù)尤其成為“奧運(yùn)會(huì)兵工廠(chǎng)”最尖端的一項(xiàng)高科技。

“當(dāng)訓(xùn)練場(chǎng)因新冠肺炎疫情被迫關(guān)閉時(shí)，可穿戴技術(shù)在追蹤運(yùn)動(dòng)員方面發(fā)揮了巨大作用，”巴登說(shuō)：“而且可穿戴技術(shù)具有的一個(gè)明顯優(yōu)勢(shì)是它能夠提供以前無(wú)法獲得的信息。比如放置在鞋子、滑雪靴或自行車(chē)踏板內(nèi)部的力感應(yīng)電阻器能夠?yàn)檫\(yùn)動(dòng)員的整個(gè)訓(xùn)練課程提供不間斷的數(shù)據(jù)流?！?/p>

肯尼亞女排就使用了可穿戴技術(shù)。她們佩戴的GPS設(shè)備將每位排球運(yùn)動(dòng)員的力量、心率和其他重要數(shù)據(jù)提供給教練，通過(guò)這些信息教練能夠預(yù)防隊(duì)員意外受傷情況發(fā)生并為每位隊(duì)員量身定制訓(xùn)練方案。

丹麥體育科技公司TrackMan也正在使用其基于雷達(dá)技術(shù)的設(shè)備，幫助日本棒球隊(duì)分析投球或擊球情況并評(píng)估球員表現(xiàn)。

#量身定制3D打印鞋、鯊魚(yú)皮泳衣和競(jìng)速跑鞋

在東京，中國(guó)科技巨頭阿里巴巴集團(tuán)和美國(guó)芯片制造商英特爾合作研發(fā)出一套3D運(yùn)動(dòng)員追蹤系統(tǒng)，教練員通過(guò)這套系統(tǒng)能夠深入研究運(yùn)動(dòng)員們的每一幀精細(xì)動(dòng)作。

該系統(tǒng)依靠人工智能來(lái)理解攝像機(jī)捕捉到的運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)的生物力學(xué)，并評(píng)估身體關(guān)鍵關(guān)節(jié)的位置，因此教練員能夠根據(jù)運(yùn)動(dòng)員狀態(tài)的實(shí)時(shí)信息調(diào)整訓(xùn)練方法。

英特爾的“3D數(shù)字孿生”技術(shù)還創(chuàng)造了一座虛擬體育場(chǎng)，能夠幫助運(yùn)動(dòng)員為比賽做好準(zhǔn)備，該模型還支持超快速訪(fǎng)問(wèn)5G網(wǎng)絡(luò)。

各運(yùn)動(dòng)品牌也競(jìng)相推出采用最新創(chuàng)新技術(shù)的新服裝和裝備以提高運(yùn)動(dòng)員的表現(xiàn)。

中國(guó)國(guó)家代表隊(duì)的運(yùn)動(dòng)服合作伙伴中國(guó)安踏體育為拳擊隊(duì)打造了能夠提供更好保護(hù)和貼合性的3D打印鞋子。緊身衣也經(jīng)過(guò)3D量身定制適應(yīng)中國(guó)體操運(yùn)動(dòng)員的體型。

而Speedo公司則在奧運(yùn)會(huì)前夕在其Fastskin泳衣系列中推出了兩款全新的“科技競(jìng)賽”泳衣，這些泳衣從鯊魚(yú)皮中汲取靈感，能夠減少游泳者在水中的阻力。

耐克公司于2017 年發(fā)布Vaporfly 4%競(jìng)速跑鞋后迅速成為運(yùn)動(dòng)員的最?lèi)?ài)。耐克和相關(guān)獨(dú)立研究都發(fā)現(xiàn)這款跑鞋能夠?qū)⑴懿降哪芰砍杀窘档?%。

技術(shù)及其產(chǎn)生的數(shù)據(jù)能夠幫助更好的洞悉并量化運(yùn)動(dòng)員的表現(xiàn)。除監(jiān)測(cè)表現(xiàn)的技術(shù)，還能監(jiān)測(cè)如睡眠質(zhì)量等運(yùn)動(dòng)員健康狀況。

#內(nèi)部溫度檢測(cè)藥丸

美國(guó)鐵人三項(xiàng)賽高級(jí)訓(xùn)練經(jīng)理約翰·法拉為備戰(zhàn)東京奧運(yùn)會(huì)的運(yùn)動(dòng)員提供了一種訓(xùn)練“藥丸”。運(yùn)動(dòng)員服用后這種藥物不會(huì)消除疼痛，而是會(huì)進(jìn)行追蹤。

藥丸內(nèi)部是微型電池、石英晶體制成的溫度傳感器、微型電路板和遙測(cè)系統(tǒng)。這些系統(tǒng)讀取運(yùn)動(dòng)員的體內(nèi)熱量并根據(jù)模型讀取心率和呼吸頻率，然后將信息傳輸至計(jì)算機(jī)。

教練員、團(tuán)隊(duì)生理學(xué)家或運(yùn)動(dòng)員自己都能夠在計(jì)算機(jī)上查看這些信息。隨后一、兩天內(nèi)，藥丸會(huì)良性地排出體外。

這聽(tīng)起來(lái)像是未來(lái)科技，這種“內(nèi)部溫度藥丸”的確是NASA在二十世紀(jì)八十年代發(fā)明出來(lái)監(jiān)測(cè)宇航服內(nèi)宇航員的體溫。

現(xiàn)在它能夠幫助備戰(zhàn)東京奧運(yùn)會(huì)的運(yùn)動(dòng)員擊敗可能東京最大的克星：極高的熱量和濕度。

東京每年這個(gè)時(shí)候的平均高溫是90攝氏度，雖然很熱但是可以忍受。然而加上該地區(qū)80% 的濕度，空氣會(huì)變得更加令人窒息。

由于高溫，2019年的鐵人三項(xiàng)測(cè)試賽實(shí)際上不得不縮短，而且組織者不排除奧運(yùn)會(huì)鐵人三項(xiàng)比賽再次出現(xiàn)這樣的情況。

所有這些技術(shù)都能夠助力運(yùn)動(dòng)員獲得一點(diǎn)點(diǎn)優(yōu)勢(shì)。

“奧運(yùn)會(huì)這樣激烈的賽事中贏得獎(jiǎng)牌和獲得第四名之間的界限非常狹窄，”法拉說(shuō)，“正是這樣的‘一點(diǎn)點(diǎn)’優(yōu)勢(shì)和數(shù)據(jù)分析都可能讓運(yùn)動(dòng)員斬獲獎(jiǎng)牌?！?/p>

#無(wú)人駕駛電動(dòng)汽車(chē)在東京奧運(yùn)會(huì)的應(yīng)用

在奧運(yùn)會(huì)籌備階段，豐田將e-Palette電動(dòng)自動(dòng)駕駛汽車(chē)部署在奧運(yùn)村和場(chǎng)館之間接送運(yùn)動(dòng)員和官員。

2018年公布后，無(wú)人駕駛e-Palette電動(dòng)汽車(chē)一直被設(shè)計(jì)用來(lái)在不久的將來(lái)能夠投入實(shí)際運(yùn)用。隨著東京奧運(yùn)會(huì)賽事拉開(kāi)帷幕，雖然現(xiàn)階段仍需一位操作人員，但這輛無(wú)人駕駛汽車(chē)有了用武之地。

每輛e-Palette能夠容納20人或坐輪椅的4人，充電鋰離子電池組能夠提供動(dòng)力，可行駛里程約150公里。

奧運(yùn)會(huì)主要贊助商之一的豐田將在奧運(yùn)期間投入3,700輛汽車(chē)用來(lái)運(yùn)送運(yùn)動(dòng)員，其中90%是電動(dòng)車(chē)。

各種形狀和大小的機(jī)器人也被部署在各個(gè)奧運(yùn)場(chǎng)館，從在東京機(jī)場(chǎng)接待抵達(dá)的奧運(yùn)代表團(tuán)，到比賽期間回收標(biāo)槍等，各個(gè)機(jī)器人都被賦予了截然不同的使命。

官方吉祥物的遠(yuǎn)程遙控版本將出現(xiàn)在各場(chǎng)館，但疫情限制了它們與觀(guān)眾互動(dòng)的計(jì)劃。這些機(jī)器人配備有攝像頭，可以進(jìn)行面部表情識(shí)別并通過(guò)點(diǎn)頭、握手和眨眼做出回應(yīng)。

豐田的T-TR1虛擬移動(dòng)和遠(yuǎn)程機(jī)器人看起來(lái)就像一個(gè)高高的垂直屏幕，它頂部配備有攝像頭。

在導(dǎo)航奧運(yùn)場(chǎng)館并與運(yùn)動(dòng)員互動(dòng)時(shí)，操作人員可以選擇一名海外觀(guān)眾，并在屏幕上投射出觀(guān)眾的近似真人大小圖像，然后機(jī)器人可以在場(chǎng)館周?chē)邉?dòng)，讓他們與運(yùn)動(dòng)員交談。

在這場(chǎng)受全球衛(wèi)生危機(jī)影響的事件中，這是人們最能夠近距離產(chǎn)生互動(dòng)的時(shí)刻。

配送支援機(jī)器人將提供食物和飲料配送服務(wù)，雖然它們的數(shù)量很少，但人力支援機(jī)器人將引導(dǎo)需要移動(dòng)輔助的人到座位上并提供其他信息。

同時(shí)，田徑賽事中支援機(jī)器人將自動(dòng)收集選手投擲的標(biāo)槍或鉛球，它由豐田公司和國(guó)際田徑聯(lián)合會(huì)聯(lián)合開(kāi)發(fā)，預(yù)計(jì)將有助于加快比賽速度。

#面部識(shí)別

對(duì)于乘坐全日空、瑞士國(guó)際航空公司和漢莎航空公司航班的運(yùn)動(dòng)員和官員而言，NEC研發(fā)的面部識(shí)別技術(shù)將加快人員登機(jī)和安檢程序。該系統(tǒng)使用生物識(shí)別認(rèn)證，乘客無(wú)需出示護(hù)照或機(jī)票即可登機(jī)。

這項(xiàng)技術(shù)非常先進(jìn)，乘客佩戴遮住臉半部的口罩時(shí)識(shí)別準(zhǔn)確率甚至可達(dá)到99.9%。

國(guó)家選舉管理委員會(huì)一位發(fā)言人表示，除了方便之外，這種技術(shù)也有助于防止疾病的傳播，因?yàn)橛脩?hù)在進(jìn)入辦公室、機(jī)場(chǎng)或體育場(chǎng)等設(shè)施時(shí)無(wú)需摘下口罩。

要使用該系統(tǒng)，旅客需要在數(shù)據(jù)庫(kù)中登記自己的面部圖像，并在準(zhǔn)備登機(jī)時(shí)查看屏幕。

該系統(tǒng)利用面部可見(jiàn)部分（主要是眼睛）周?chē)纳镒R(shí)別標(biāo)記來(lái)確認(rèn)其身份。據(jù)NEC稱(chēng)，整個(gè)識(shí)別過(guò)程僅需要一秒鐘。

該系統(tǒng)還在東京總部的一家無(wú)人便利店進(jìn)行了測(cè)試，并計(jì)劃在未來(lái)幾個(gè)月在世界各地更多的機(jī)場(chǎng)推廣。

安保是組織者最關(guān)心的問(wèn)題之一，一個(gè)裝有高性能監(jiān)控?cái)z像頭的氣球已經(jīng)在東京海濱地區(qū)上空盤(pán)旋，這里將舉辦一系列活動(dòng)。

它由警方運(yùn)營(yíng)，負(fù)責(zé)監(jiān)控交通流量，同時(shí)留意事故或任何不良活動(dòng)的跡象。

同樣，Alsok公司也一直致力于研究無(wú)人機(jī)技術(shù)以減少人類(lèi)保安的工作量。無(wú)人機(jī)將在50-70米的高度飛行，可在空中停留8小時(shí)，并具有監(jiān)測(cè)半徑3公里的能力。

#科學(xué)技術(shù)興奮劑？

體育賽事引入最前沿科學(xué)新技術(shù)并非沒(méi)有惹來(lái)爭(zhēng)議。反對(duì)一方表示科學(xué)技術(shù)賦予運(yùn)動(dòng)員高水準(zhǔn)表現(xiàn)的同時(shí)，也好像使用了科學(xué)技術(shù)的“興奮劑”。

國(guó)際管理機(jī)構(gòu)世界田聯(lián)于去年7月禁止耐克公司的Vaporfly競(jìng)速跑鞋在東京奧運(yùn)會(huì)比賽中使用。因?yàn)檫@雙鞋嵌入了超壓縮泡沫中的三層碳纖維板，這增加了跑者施加推動(dòng)自身前進(jìn)的力。

世界田聯(lián)表示此項(xiàng)新規(guī)定的頒布是希望只允許使用帶有或不帶有碳纖維剛性板的無(wú)釘比賽鞋，旨在“維持運(yùn)動(dòng)員比賽的完整性”。

該組織還表示，這樣的規(guī)則有助于維持技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，直至東京奧運(yùn)會(huì)為訓(xùn)練運(yùn)動(dòng)員提供確定性。

美國(guó)生物倫理學(xué)研究所黑斯廷斯中心名譽(yù)主席托馬斯·穆雷博士表示，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步不應(yīng)剝奪一門(mén)學(xué)科的價(jià)值觀(guān)和意義。

雖然對(duì)于某些體育運(yùn)動(dòng)科學(xué)技術(shù)的可接受性沒(méi)有統(tǒng)一答案，體育管理，更具體地說(shuō)是體育規(guī)則一定是持續(xù)不斷變化的。

運(yùn)動(dòng)員們來(lái)來(lái)往往，裝備不斷更新?lián)Q代，人們的期望也在不斷變化當(dāng)中。但誠(chéng)實(shí)的態(tài)度和真實(shí)的參與對(duì)奧運(yùn)會(huì)而言是永恒不變的。

世界田徑賽事運(yùn)動(dòng)鞋禁令讓人不禁聯(lián)想到國(guó)際泳聯(lián)2008年規(guī)則的改變，該規(guī)則禁止使用Speedo的鯊魚(yú)皮LZR泳裝，這種全身套裝能夠顯著減少阻力，讓游泳者更具浮力。Speedo當(dāng)時(shí)表示，這套裝備助力參與北京奧運(yùn)會(huì)的運(yùn)動(dòng)員創(chuàng)造了25項(xiàng)世界紀(jì)錄中的23項(xiàng)。