金牌背后的英国体育科技(组图)

时间:2020-08-01 23:11来源:未知作者:admin点击:

导读:
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  应英国驻华使馆贸易投资处的邀请,本报记者曾对英国的体育科技进行专题采访。在采访中,记者体会到英国在体育科研方面的独到之处。

  近几年,崇尚进攻的英超比赛逐渐超越意甲,成为在中国最受欢迎的足球赛事。看一场比赛,不仅可以享受球员们美妙的球技、养眼的草坪,还可以随时获得一大串统计数据,对比赛双方的情况了如指掌。

  提供这些数据的,是专门为英超做数据收集发布的英国通讯社体育部。该社编辑蒂姆·雷德介绍说,为了保证信息的及时准确,他们雇用了130位退役足球运动员,请他们到现场分组行动,现场报告犯规次数、红黄牌数、抢断次数等数据,后方编辑马上把数据输入计算机系统,再把这些信息传给遍布全世界的客户。雷德先生骄傲地说:“从一次犯规发生到把信息传递给客户,我们只需要10秒钟时间。”

  英国通讯社总部位于伦敦,是英国皇室和政府的官方通讯社,其体育部1650名记者遍布全球,涵盖40多个体育项目,其中足球报道更是他们的看家本领。2006年,他们覆盖了720万分钟的足球赛事,发出51万张图片。

  对新闻的时效性来说,每一分一秒都弥足珍贵。为了加快图片传输速度,该社研发了立足3G技术的“ShootLive”图片传输系统。

  数字时代让胶片成为历史。但是,用数码相机拍完照片后,要使用数据线传输到电脑,再精选其中的优质照片传给后方编辑,也需要不少时间。有了“Shootlive”,这一切麻烦都可以迎刃而解。有了它,摄影师除了拍照,别的什么也不用管:照片会自动通过基于3G的无线网络传输到笔记本电脑,电脑前的图片编辑几乎可以实时地看到照片。这些照片像素高,所以传输速度慢。不过这也没关系,这套软件可以把照片做成低分辨率的版本,编辑可以一股脑儿传给网络和手机客户,因为他们需要的是速度而不是精度;给平面媒体客户的照片,则可以精挑细选后再发送,当然也可以把低分辨率的照片发过去供各报社挑选。

  “ShootLive”市场总监马克·哈伯古德说:“摄影师的任务就是摁快门,3~6秒钟之内,照片就可以传输到服务器。一切就这么简单。”

  持续16天的奥运会比赛结束后,中国国家体育场“鸟巢”赢得了世界的认可。但在“鸟巢”的设计者之一、奥雅纳公司资深设计师帕里什看来,奥运会闭幕意味着“鸟巢”更多功能的开始。

  可持续性,这是奥雅纳体育场馆设计师帕里什设计理念中的首要原则。“多数大型场馆赛后闲置,而我则希望这些场馆可以每天、每月都使用,充满活力。”他说。

  发挥想象力,可以把各种群体活动放到体育场馆中举行。比如说,法国人会把体育场用于赛车、溜冰、演歌剧。而英国设计师帕里什则曾在体育场举办过盛大的音乐节。他说:“想想看,9万人一起听歌、唱歌,该有多棒。鸟巢的功能从体育场过渡到音乐会场地,只需要一周就可以完成。”

  帕里什还透露了他的其他设想,如“鸟巢”底部的设施可以用作商业中心,有些房间可以改装为宾馆,奥运会期间停车场一层,而平时可以改成两层使用,等等。

  比如说,场馆位置的选择就暗藏玄机。2000年悉尼奥运会时,场馆建在郊区,专门修建了一条通往场馆的地铁。这么做的后果是:比赛时地铁拥挤不堪,没有比赛时则冷冷清清、少人光顾,场馆大部分处于闲置状态。因此,奥雅纳公司的设计师们在选址时更多考虑公交便利、周边居民多的城区。

  另外,选址时还要考虑体育场馆拉动当地经济。伦敦奥运会的主场馆选择了东部的贫困区。帕里什说,英国政府希望通过奥运会,拉动落后地区的经济发展。

  帕里什先生在体育场馆设计方面更注重“人”的因素,力求做到以人为本。比如说,为了让每位观众都有好视角,台阶高度必须精确设计,台阶不是直线上升,而是呈曲线上升,这样体育场不会太高,可以降低成本,又不会影响视角视线。要实现这一点,就需要借助大家熟悉的电脑辅助设计(CAD)了。当“鸟巢”还只是一张图纸时,设计师们就通过电脑,了解到观众的视线如何。

  观众的安全和进出便利要考虑,普通座和包厢的比例如何划分要考虑,共振问题要考虑,机位如何摆放也要考虑……毕竟,现场观赛的不过几万人,可几十亿人要通过电视观赛,设计师必须把现场和电视转播融为一体。

  考文垂队一度是英超劲旅,虽然降级到了英甲,但坐落在考文垂市郊的理光球场依然每场比赛都座无虚席。虽然足球水平不是英国一流,但这家俱乐部体育场的管理水平绝对是英国一流。

  偌大一个足球场,每周只有一次比赛,其他时间做什么?早在2003年,英国体育场馆建设公司(StadiArena)总裁保罗·弗莱彻就开始琢磨这个问题,甚至在设计考文垂队的球场时,他就开始策划没有比赛时如何加以利用,产生了种种设想。而今,这些设想一步步成为现实。

  体育场的包厢视线良好,是看球的绝佳场所。然而,一个季度5000英镑的价格,让许多人对包厢望而却步。没有比赛时,这些包厢稍加改造,就摇身一变成了宾馆,每晚收费150英镑,这在物价昂贵的英国算是可以接受的价格。

  包厢可以变宾馆,体育场也可以变为音乐厅、歌剧院。英国体育场馆建设公司拥有一项专利技术,可以快速把场馆的一角加以改造,做成适合音乐会的演出场所,也算是场馆赛后利用的经典。公司公关部主任彼得·埃文斯说,他们在全球各地申请了专利,下一步准备向海外发展。他说:“我们与中国天津、赤峰的两家体育场馆有洽谈,有合作意向。”

  美丽的拉夫堡大学位于英格兰中部,乘火车到伦敦只需90分钟左右。这所以体育和工程学见长的高校,曾为英国培养出了20位奥运会金牌得主。英国运动员热衷于到拉夫堡大学上学、训练,是因为它的体育技术学院在体育科研方面独树一帜。

  “呼吸背心”是这所学校的研究成果之一。背心当然不会喘气,但是它会通过调节运动员的呼吸来达到增强体能的效果。“呼吸背心的设计可用于呼吸肌增加压力,效果和举哑铃一样,可以用于长跑、自行车、铁人三项等项目运动员的训练。”罗斯·威尔研究员说。

  从表面上看,“呼吸背心”和一般的紧身衣没有多大区别,但设计师通过简单的设计原理,让穿上背心的人肌肉感受到压力,然后心肺感受到压力,从而促进力量的均衡分配。英国铁人三项运动员乔·桑德瑞说:“我穿着这件衣服训练了一个月,就取得了明显效果,我的肌肉更发达了,成绩有所提高。”

  “散热是呼吸背心的难点,所以我每天训练时只穿它一小时。”桑德瑞说。考虑到散热问题,罗斯·威尔研究员说,他们仍在试验不同的面料。同时,为了将“呼吸背心”市场化,他们也在寻求商业伙伴进行共同开发。

  除了“呼吸背心”,拉夫堡大学体育技术学院还有众多其他产品和实验设备。规模庞大的实验室里,各种模拟设备令人眼花缭乱。院长麦克·凯恩教授打开一个高尔夫仿真设备,只见一个发球机开始发球,而对面的机器人毫不惧怕,来一个打一个,速度、力量均令人惊叹。“即便是老虎伍兹来与这个机器人比赛,也根本没有赢球的机会。因为这个机器人打球的射程、高度经过精确设计,无懈可击。”凯恩教授说。

  机器人打球并不是目的,目的在于它可以帮助真正的选手提高水平。机器人打球的每个动作,都被高速摄像机拍摄下来,从电视屏幕上可以看到球被压扁、运行等数据,通过这些数据,研究人员可以改进高尔夫球的质量,也可以为运动员提供参考。

  “上半场比赛,双方控球比是47%对53%,甲队射门11次,乙队射门20次……”足球比赛中场休息时,我们常常可以听到解说员提供的这些数据。对于普通球迷来说,这些数据已经足够了;但对于足球队的教练和俱乐部经理来说,这些数据则远远不够,他们需要更加专业的球员表现分析和运动信息。于是,10年前,体育先区软件有限公司(Prozone)应运而生。

  在考文垂队主场的4个角上,安装有十几个传感器,它们实际是高精度摄像机,每隔二十五分之一秒跟踪一次球员的动作,每个人都不放过。这些现场信息在16个小时后会交给球队教练员。数年来,公司在多家球场安装了这种特殊的电子眼,积累了3290场比赛的数据,并运用自己开发的Prozone3软件,对数据进行整合、分析、处理。实际上,这就是一部足球场上的百科全书。

  任何一位球队教练或俱乐部经理拿到这些数据,都可以分析自己的每名队员或对手的情况。从这些数据中,可以知道每个球员杀入禁区的次数,多少次从左侧插入,多少次从右侧杀入;还可以知道每个球员的体能状况,知道他们每个人每场比赛跑了多少米,每5分钟跑了多少米,控球时跑了多少米,无球时跑了多少米,从而区分他是进攻型中场还是防守型中场;可以知道某个运动员高速跑了多少米,低速跑了多少米,从而根据不同情况给予不同的训练强度。

  更厉害的是,这套监控系统还可以测算球员传球的次数,通过传球对象来确定队员之间的关系好坏。如果两个球员之间关系特别好,常常会喜欢相互传球,给其他球员传球会相对减少。教练可以借此了解队内球员的人际关系。考文垂队的一名工作人员说,安装了这套系统后,他们发现球员传球次数明显增加。

  对于那些没安装传感器的比赛场次,体育先区软件有限公司也有技术手段,他们研制了“Matchviewer”软件,对有电视转播以来的多场比赛数据进行分析。与分析传感器得来的数据和原理一样,这个软件得来的数据也可以对球员状况进行精确分析。比如他们发现,在一场比赛中,守门员的跑动距离甚至比场上某位球员的跑动距离都长,一旦俱乐部经理了解到了这个数据,那名懒惰的球员恐怕离“下岗”就不远了。

  拉夫堡大学体育技术学院对于足球也有研究,当然,他们不能提供精确的场上数据,而是与阿迪达斯公司合作,进行足球本身的开发。学院的足球专家安迪·哈兰德教授讲述了足球研发过程中到底要考虑哪些问题。

  我们常说“足球是圆的”,可早期的足球却并不是圆的。1966年英国世界杯时,足球是皮制的,不是特别圆,不同的面触地后弹起效果不同,令球员难以预测。遇上下雨更惨,因为吸水,球的重量大为增加,踢起来就像踢石头。时光荏苒,到2002年的世界杯足球赛时,“飞火流星”表明足球研制技术已经取得了飞速进展。“飞火流星”是采用先进的缝合技术用手工把32块人工材料缝合在一起制成的。

  也就是从2002年起,与阿迪达斯公司合作,拉夫堡大学体育技术学院开始专注于足球材料的开发、外观设计以及测试工作。专家们面临两大挑战:第一,球员不能控制球的触点,因此他们希望踢到足球的任何位置后效果都是一样,而人工缝合的足球很难做到各个点完全一致。第二,2002年的“飞火流星”卖出600万只,2006年世界杯用球卖出1800万只,制造商必须保证这些球都具备一样的性能。为此,专家们在打气孔的对面设计了一个平衡装置,确保球的各个面的平衡。另外,专家还设计了电脑测试模型,用机器人对足球进行测试,以保证用同一力量向同一方向踢球时,足球可以飞行到同一位置。体育技术学院的霍利德教授说:“现在,足球运行的准确度和一致性是以前的3倍。”

  2008年欧洲杯足球赛时,拉夫堡大学与阿迪达斯公司共同推出了全新的“欧洲通行证(Europass)”,这种足球依旧采用全新的异形拼块和无缝压合技术,史无前例地将足球球面拼块减少到14块。特别之处在于,有别于以往光滑的表皮制作,此次“Europass”首次采用了全新的PSC-Texture技术,表层皮质采用独特的纹理设计,使得足球在不同的天气条件下,传送力、旋转度和精准度都有了更大幅度的提高。对守门员而言,非光滑表皮也增加了守门员手套和球之间的抓力,在拉夫堡大学实验室进行的所有比对测试都证明了这一点。

  为了提高运动成绩,全世界都在鞋的质量上下工夫,但英国的一家仅有十几位员工的小公司却另辟蹊径,在鞋垫上做文章。可别小看这些不起眼的鞋垫,每双价格可达190英镑,比一双名牌运动鞋都要贵出不少。如果运动员要订制,造价更是普通鞋垫的数倍。

  这家名叫“Sub-4”的公司只有短短4年的历史,他们综合各界研究发现,人体并非绝对的对称,对于专业运动员来说,两条腿“长短不一”可能更容易受伤,因此,他们研发可调节身体平衡的鞋垫。公司成立之初,每周仅生产10副鞋垫,现在每周也只能生产八九十副。

  “好多人需要个性化的鞋垫,我们95%的客户是订制的,其中2%是运动员。运动员订制我们的鞋垫并不是为了比赛时穿,而是平时训练时使用,因为我们的鞋垫有助于他们从伤势中恢复。”公司生物机械学专家罗伯·史密斯说。

  英国3000米障碍赛运动员斯图亚特·斯托克斯在进行了5个小时的测试、付出400英镑之后,拥有了这样一副鞋垫。他说:“我以前膝盖有问题,这种伤痛到岁数增长了以后肯定更麻烦。可当我用上Sub-4的鞋垫后,身体变得平衡了,两天后就感觉好了很多。”

  正如大家所知道的那样,鞋子中也含有高科技因素。英国达尔康有限公司(Delcam)虽然只有800员工,但他们的客户遍布全球,一名运动员站到该公司一台价值两万美元的仪器上几分钟之后,他们就可以有针对性地设计、制造出量身订做的鞋子。可以想象,鞋子的价格必然不菲。不过,为了穿上合脚的鞋子,为了获得好成绩,不少运动员成了他们的客户。

  美国游泳天才菲尔普斯在北京奥运会上力夺8金,除了自身天赋和努力外,他身上的泳衣鲨鱼皮第四代“LZRRacer”也功不可没。

  在2000年悉尼奥运会上“力助”索普后,速比涛公司(Speedo)于2008年2月推出了第四代产品(SpeedoLZRRacer)。据称,在北京奥运会之前,身着这种泳衣的选手已经打破了48项世界纪录。

  假如把“速比涛4”的研究机构列出一个名单,我们会发现,很多最尖端的科研机构都在其中,包括美国国家航空航天局(NASA)、澳大利亚体育学院、ANSYS公司、英国诺丁汉大学、新西兰奥塔格大学。

  英国诺丁汉大学水上运动中心有一座漂亮的游泳馆,来自中国中央电视台、北京电视台、三联生活周刊的记者穿着这套新研制的“LZRRacer”游了几圈后说,“感觉的确不错”。

  水上运动中心的专家们用电脑模型展示了这套泳衣的工作原理。电脑模拟显示,人游泳时的阻力主要来自肩膀、胸部和臀部,而泳衣要压缩这些产生阻力的部位。另外,泳衣的缝合线也不可忽视,速比涛公司的泳衣拉链、缝合线都整合在衣服里面,几乎不产生阻力。

  为了减少水的阻力,速比涛设计团队“水上运动实验室”利用美国国家航空航天局(NASA)的风洞,对大约60种材料进行了实验,最后用高密编织的超细纤维制作出了泳衣样品。泳衣使用的是纳米分子涂料,最外面又加了一层类似特氟龙的涂层,让泳衣表面尽可能光滑、防水和速干。速比涛公司还对400名优秀游泳运动员的身体进行了三维扫描,了解他们的体形和尺码,为他们量体裁衣。

  解决水流滑过身体时产生的阻力,也就是要解决形状阻力,为运动员塑造流线型的体形是最好的方法。因为运动力学早就得出结论,流线型体形在运动中受到的阻力最小。研究人员认为,利用服装的“压缩”功能是最好的解决方法。为此,研究人员在速比涛连体泳衣的胸部、臀部等部位嵌入了由聚氨酯制作的薄片,从侧面上看就像是一件束身衣。

  要达到理想的流线型,这还不够。研究人员采用了另一种方法,将接缝处粘在一起而不是缝在一起。他们用超声波将接缝处的衣料融为一体,进一步减小了阻力。这样的泳衣不仅突出了流线型,而且有助于运动员在身体感到疲劳时保持正确的泳姿。

  测试表明,速比涛泳衣比一般泳衣能提高2%的速度。有些穿速比涛泳衣的运动员发现,他们游最初15米至25米所用的时间,比往常快了足足0.5秒;而且,从起跳入水到初次伸展身体做动作的过程中,他们的腿不会像穿其他泳衣时那样下沉。

  英国体育局坐落在伦敦市一栋普通的办公楼里,接待记者的会议室也显得有些狭小。研发部负责人斯科特·卓尔介绍说,英国体育局的任务,是作为“桥梁”,把专家和运动员联系在一起。

  卓尔说,英国体育局的任务,包括运动设备以及辅助设备的研发;研发专项技术,帮助教练用工具衡量运动员的表现;进行训练科学研究,以科学方法予以检测,确定运动员训练强度是否合适,并对伤情恢复和营养状况进行跟踪;另外,还对运动医学、疾病预防也有所关注。“我们不是给运动员提供个性化的帮助,而是提供大家都需要的共性的帮助;我们不是每个项目都关注,而是针对能进入世界前八名的重点项目进行研究。”卓尔先生说。

  自行车、游泳、跳水、赛艇和帆船,是英国体育的强项,英国体育局的科研也围绕这些项目展开。他们研制了特殊的有弹性的带子,帮助跳水运动员试跳;他们研制了检测仪器,对帆船运动员进行远程监控;他们研制的游泳软件,可详细记录运动员的每一个细微动作并告知教练员。卓尔说:“为了实现这些,我们有时候与商业公司合作,有时候与大学共同研发,有时候与私人顾问合作。我们总是在寻找、发现最合适的人,目标只有一个,就是让我们的运动员取得更好的成绩。”

  总部位于谢菲尔德市的蒙特格利体育休闲服务公司,是一家拥有各种健身器材和运动设施的大型健身公司,中国台球运动员丁俊晖就曾在这个地方训练。

  这家公司的与众不同之处在于,它的健身设备有特殊的设计和标识,不仅上班族可以方便地使用,残疾人也可以随心使用。比如说,健身器材的标识对比强烈,即使视力不好也可以认出来;进行力量训练的拉力器下面的座位是可活动的,残疾人可以把座位轻松推走,把轮椅固定在下面,进行臂力训练。

  残疾人拥有自己的健身器材,要感谢英国的“全民健身”计划项目。这项从2001年开始的8年计划,耗资900万英镑(约合1.26亿人民币),目标是希望所有残疾人加入到健身潮流中来。

  全民健身计划项目全国负责人苏·卡顿女士说:“这笔钱的一部分来自英国体育局,一部分来自彩票基金。之所以这个项目得以启动,是因为英国全社会对残疾人的关注。建筑上要求提供残疾人通道,法律上通过了反残疾歧视法。这样,我们给残疾人提供锻炼机会就显得顺理成章,并可以获得更广泛的支持。”卡顿女士介绍说,项目致力于为残疾人设计专用器材,训练工作人员,进行市场开发。更重要的是,要改变大家的观念,让残疾人重视锻炼,重视自己的健康。

  在英国,各类残疾人约有980万(其中约700万残疾人在就业年龄段),占英国人口总量的15%左右。全民健身计划项目实施后,186个健身场所加盟,还有200多家准备在2009年以前加盟。到2007年,该项目已经吸引了37万残疾人参与到运动中;到2008年,估计有57万残疾人参与其中。

  在全民健身计划项目的带动下,英国专门研制残疾人健身器材的公司发展迅速,逐渐占据该领域的世界市场。据卡顿女士介绍,2000年,英国只有两家制造残疾人专用设备的公司,到2008年,34家公司进入这个前景广阔的市场。到2012年,他们希望能够看到1000家健身中心和体育馆配备这样的设施和器材。

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