运动科技欠研发资金 剑击风帆望门兴叹 AI大数据分析姿势 助提升训练效能

2021-08-18 03:55

香港纺织及成衣研发中心早在十多年前,与本地大学合作,研发各类高性能运动服。
香港纺织及成衣研发中心早在十多年前,与本地大学合作,研发各类高性能运动服。

运动员在奥运场上的对决,胜负取决于分毫之间的差异,为增加胜算,全球早已开展运动科学竞赛,本港也不例外。科大为「牛下女车神」李慧诗研发单车「破风」战衣之外,有研发机构亦为划艇、剑击队度身定造高性能运动服,让港队运动员披上本地设计,出战国际赛事。近年学界及创科界也善用人工智能(AI)及大数据分析,协助运动员提升训练效能,惟碍于研发资金不足,令运动员得物无所用,学者建议政府尽快增加支援,以免错失最佳应用时机。

要在奥运等国际舞台取得佳绩,运动员的天份及努力固然重要,但与对手表现的分毫差异,可由运动科学「助攻」。本港单车队代表李慧诗在今届奥运所穿的「破风」战衣,正是由科大风洞实验室进行多重测试,度身订造减低风阻,令新战衣比传统单车衫平均节省2.5%以上的功率。

事实上,本港学界及创科界不乏运动科技研发,香港纺织及成衣研发中心早在十多年前,与本地大学合作,研发各类高性能运动服。该中心近年也专为划艇、剑击及田径运动员,设计比赛及训练服装,当中由其中心研发的不对称剑击鞋,已于上届奥运大派用场。该中心总监(项目发展)姚磊指,由于运动员需接受高强度训练,故设计及研发高性能运动服时,需顾及生物力学,并从物料选择方面入手,「物料上散热要快,运动员的核心体温才不会过高,否则会影响其速度。另外,运动员通常要连续比赛数天,所以设计上需令他们的肌肉快些恢复。」

姚磊直言,不同体育项目对运动服的要求不一,但最重要是让运动员有信心、自在地做出动作,以划艇项目为例,由于运动员需坐着划艇,故设计运动服时需考虑其腰部,同时改良其衣服接驳位,如采用无缝设计,避免运动员的皮肤与衣物缝綫摩擦而刮伤。为让运动员在训练及比赛时有良好的睡眠质素,该中心于一八年亦与香港体育学院合作,制造易携床垫及床垫套等床上纺织用品。

东京残奥举办在即,残疾运动员的需求也不容忽视,该中心近年针对硬地滚球运动员的需要,研发高性能轮椅坐垫,减低运动员受伤风险,姚磊说,「度身定造的坐垫,可让运动员坐得更稳定,保持良好坐姿,发力更准确。」她透露,正与体院商讨,为更多体育项目研发高性能运动服,相信政府将加大力度支援有关研发。

学界及科研界亦善用AI及大数据分析,发展运动科学。香港大学自2019年开始研发AI游泳安全及泳姿分析系统,辅助教练分析,以提升游泳运动员的表现。负责研究的港大运动人工智能实验室总监霍伟栋指,其系统通过视像镜头、AI、电脑视觉及人体姿态估算运算法,分析运动员的泳姿,并获政府创科生活基金资助,已于两所中学试行,「运动员不用戴上外置仪器,以游泳为例,只要在泳池底及上盖安装视像镜头,便可捕捉其人体动作,再由AI分析是否准确达标。」

霍伟栋表示,智能游泳的核心技术也可应用在其他体育项目,包括高尔夫球、瑜伽、跳绳、篮球等,「视乎不同学校的运动专项而定,过程需先与教练研究,将运动的基本动作程式化,作为范本协助分析。」他透露,正计画将技术应用于剑击运动上,并将申请校内的知识交流基金,让更多市民受惠。

本地初创RaceFit的研发同样利用人工智能,分析运动员的动作,并制定改善方案。RaceFit首席用户体验官潘颀业表示,系统通过感应器模块收集运动数据,以剑击为例,只要在运动员身上放置7个感应器,即可通过其人工智能软件分析其动作,除了可以实时分析运动员的姿势,更可以制定适合的改善训练方法。他表示,2019年曾为香港剑击代表队示范系统运作,形容当时外籍教练「流晒口水」,希望尽早应用技术,但最终因为资金不足的问题告吹。

潘颀业坦言,要为剑击设计人工智能系统,并按运动员进度设计方案,过程需要不断更新加强系统,他估计所需开支达五百万元,「体院的资助不足,很难使用新科技方案。」他透露,除了剑击项目外,滑浪风帆代表队亦曾向他了解方案,惟同样因为资金不足打退堂鼓。

为了争取研发资金,潘颀业曾申请政府不同的创科基金,无奈均以不资助体育项目而遭拒绝,他慨叹港府对运动科学的研究支援不足。浸大体育、运动及健康科学系副教授雷雄德指出,港府的创科基金并无完全排除资助运动科学,然而,科研需要与时间竞赛,申请基金往往需时一年半载,随时错过最佳应用时机。

雷雄德续说,本港运动员人数少,不利初创建立具盈利的生意模式,如港府不增加资助,运动员难以应用运动科技改善竞赛水平,「欧美的科技公司为足球员研究运动背心,成功的话整个欧洲的足球队都是潜在客源,同一产品放在香港,港超联只有七八队球队,其他运动产品的话,体院就是唯一买家,除非卖到大湾区,各省市代表都买,才会有市场。」

除了资金不足,雷雄德留意到,近年的运动科技,着眼于利用大数据分析,为运动员设计训练方案,惟本港运动员人数少,要收集足够数据的难度高。

科大曾为「牛下女车神」李慧诗研发单车「破风」战衣。
科大曾为「牛下女车神」李慧诗研发单车「破风」战衣。

另一方面,为于中小学推广运动科学,有学者将于新学年与中学合办课程,通过体育推动AI等科技学习,同时推行健身手机程式,率先于十多所学校试行。

霍伟栋认为,运动与科学两者是相辅相成的,科技可推动体育发展,体育亦可促进科技学习,故将与中学合推运动科技课程,「希望可吸引『波牛』运动时学习AI、电脑工程,同时希望『书虫』将知识应用于运动,可以放下书本动动身。」
  
疫情下长时间停课,霍伟栋指不少学校反映学生的运动量大减,遂启发他们研发健身手机程式,分析不同运动的肢体动作,例如仰卧起坐、掌上压等,「通过机械人教练,让学生在家运动。」他预计,在新学年该手机程式可于十多所学校试行。

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