星空體育官網(wǎng)“更高、更快、更強(qiáng)”是奧林匹克的口號,是人類一次次自我突破的目標(biāo)。然而,從理論上說,人類的體能存在極限,那是什么讓世界紀(jì)錄一次次地被打破?是體育精神的支撐,也是體育科技的加持。
首先,技術(shù)創(chuàng)新極大地促進(jìn)了競技水平的提高。當(dāng)今體壇,競技體育的各項(xiàng)運(yùn)動幾乎都達(dá)到了身體的極限,要想“更高、更快、更強(qiáng)”,技術(shù)加持方能有如神助。
一方面,技術(shù)創(chuàng)新推動了運(yùn)動裝備、體育器械的迭代升級,在對運(yùn)動員身體形成有效保護(hù)的同時(shí),能最大限度地挖掘人的潛能。從20世紀(jì)20年代丹麥A·Krogh第一臺“功率自行車”問世,到2000年澳大利亞SPEEDO公司推出“鯊魚皮泳裝”,再到2008年英國自行車和比賽服的研制,長期的運(yùn)動實(shí)踐證明,一系列重大科技成果的出現(xiàn)是提升競技運(yùn)動水平的重要杠桿。另一方面,競技運(yùn)動訓(xùn)練的科學(xué)化程度直接影響競技水平的高低,技術(shù)發(fā)展有助于創(chuàng)新競技運(yùn)動訓(xùn)練方法,提升訓(xùn)練效率。如今,訓(xùn)練、科研和保障“三位一體”的新型訓(xùn)練模式引領(lǐng)了競技訓(xùn)練發(fā)展的新潮流。該模式將大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和人工智能融入其中,在數(shù)據(jù)庫和各類模型的支持下,將傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)式訓(xùn)練變?yōu)榭稍O(shè)計(jì)、可預(yù)期和可控制的訓(xùn)練,將“劑量負(fù)荷”“精準(zhǔn)營養(yǎng)”和“智能診斷”從概念變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。
其次,技術(shù)創(chuàng)新有效地保證了體育競賽的公平。只有堅(jiān)持“公開、公平、公正”的競爭原則,才能實(shí)現(xiàn)“更高、更快、更強(qiáng)”的競技目標(biāo)。眼下,越來越多的體育項(xiàng)目紛紛引入高科技力求“零誤判”,讓體育運(yùn)動能夠在最公平公正的情形下進(jìn)行。
2001年,英國電視4臺在轉(zhuǎn)播英格蘭和澳大利亞之間舉行的板球系列對抗賽時(shí),首次使用了“鷹眼”技術(shù)即即時(shí)回放系統(tǒng),作為轉(zhuǎn)播的輔助手段為觀眾和解說員服務(wù)?!苞椦邸毕到y(tǒng)由8個(gè)或者10個(gè)高速攝像頭、4臺電腦和大屏幕組成,可追蹤記錄球的路徑,并顯示記錄的實(shí)際路徑的圖形圖像,還可以預(yù)測球的未來路徑。后來,這一擁有專利技術(shù)的系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用到網(wǎng)球、擊劍、體操、高爾夫、斯諾克等運(yùn)動項(xiàng)目的賽事中,為減少裁判爭議,實(shí)現(xiàn)公正裁判,發(fā)揮了重要作用。2018年俄羅斯世界杯足球比賽中采用的視頻助理裁判(VAR)系統(tǒng)也主要是依靠“鷹眼”攝像系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)動作判別,當(dāng)時(shí),國際足聯(lián)裁判委員會主席科里納表示,在VAR的幫助下,判罰正確率上升到了99.3%。
最后,技術(shù)創(chuàng)新有力地推動了體育產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。從2000多年前古希臘就開始舉辦奧林匹克運(yùn)動,到1896年第一屆現(xiàn)代奧林匹克運(yùn)動舉行,再到如今各類職業(yè)體育賽事和全民健身熱潮的興起,體育活動從人類的基本愿望和普遍行為,逐漸發(fā)展成具有巨大市場需求的體育產(chǎn)業(yè)。無論是職業(yè)體育產(chǎn)業(yè)還是大眾體育產(chǎn)業(yè),無論是體育制造業(yè)還是體育服務(wù)業(yè),技術(shù)創(chuàng)新都發(fā)揮了重要作用。
從國際經(jīng)驗(yàn)看,經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入上中等收入階段后,對體育消費(fèi)較大規(guī)模的有效需求開始形成,進(jìn)入高收入階段后體育產(chǎn)業(yè)將成為支柱型產(chǎn)業(yè),目前我國正處在這一過程中。然而,目前我國體育制造業(yè)與體育用品服務(wù)貿(mào)易比重較大,對此,國家體育總局明確提出,要通過“互聯(lián)網(wǎng)+”等技術(shù)創(chuàng)新提高體育產(chǎn)業(yè)發(fā)展質(zhì)量。近年來,我國各大互聯(lián)網(wǎng)公司紛紛入局體育板塊,運(yùn)動APP、運(yùn)動手環(huán)、各類運(yùn)動監(jiān)測儀、力量訓(xùn)練器大量涌現(xiàn),技術(shù)創(chuàng)新讓全民健身掀起熱潮,也讓科學(xué)健身和訓(xùn)練評價(jià)變得更為精準(zhǔn)。
實(shí)踐證明,現(xiàn)代體育科技的迅猛發(fā)展,對體育產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生了前所未有的影響,技術(shù)創(chuàng)新不僅有利于體育運(yùn)動的發(fā)展,競技水平的提升,而且為全民健身運(yùn)動的開展和體育產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供了有力支撐。
滑雪和滑冰是姿勢優(yōu)雅和技巧精細(xì)的運(yùn)動,如今,已經(jīng)成為很多人健康積極生活的標(biāo)配。隨著科技的發(fā)展和冰雪運(yùn)動的普及,滑雪裝備也在不斷向高科技、大眾化方面發(fā)展。
20世紀(jì)中期,滑雪裝備有了飛速進(jìn)步,少量尖端的滑雪裝備產(chǎn)品向高深科技水準(zhǔn)發(fā)展,供運(yùn)動員在冬奧會級的競爭中運(yùn)用;同時(shí),適于大眾的滑雪裝備產(chǎn)品則向著多樣化、簡便化、安全化方向發(fā)展,以便給滑雪者帶來更好的滑雪體驗(yàn)。相關(guān)的滑雪裝備主要涉及滑雪鏡、滑雪杖、滑雪靴與滑雪板及其固定器等,高科技加身的滑雪裝備可以讓滑雪愛好者在白雪的世界里體驗(yàn)速度與激情。
幾乎在所有的滑雪項(xiàng)目中,滑雪者都會使用滑雪鏡,鏡面防霧效果,是對滑雪鏡最重要且最基本的要求。為了達(dá)到這一目的,世界各大滑雪鏡生產(chǎn)商運(yùn)用了一系列創(chuàng)新技術(shù)避免或最大程度地降低起霧的可能性。滑雪鏡防霧的技術(shù)手段大致包括防起霧鏡片涂層、雙層鏡片、透氣的泡沫薄膜、微型風(fēng)扇等,其中防起霧鏡片涂層是目前防止起霧最有效的方法。對于防起霧涂層的研究一直在持續(xù),研究人員致力于研制成本更低、防霧效果更好的涂層材料和技術(shù)。
滑雪杖是滑雪時(shí)用來支撐前進(jìn)、控制平衡、引導(dǎo)變向的工具。最早期的滑雪杖桿體是木質(zhì)的,隨著技術(shù)的進(jìn)步,逐步采用了鋁合金、玻璃纖維、碳纖維等材料,這使得滑雪杖在具備更輕重量的同時(shí)保持了較好的彈性?;┭ヅc滑雪板通過固定器連接到一起,在滑雪者跌倒時(shí),滑雪靴會迅速從滑雪板松脫,避免傷害。涉及滑雪靴和滑雪板的技術(shù)創(chuàng)新幾乎都集中在固定器的設(shè)計(jì)上。
滑雪裝備的不斷改進(jìn),一方面來自技術(shù)創(chuàng)新的不斷發(fā)展,如各種高性能材料的研制開發(fā)、傳感技術(shù)的拓展等,另一方面來自滑雪運(yùn)動的普及,市場需求給相關(guān)企業(yè)改進(jìn)滑雪裝備帶來了強(qiáng)勁的研發(fā)動力。
2022年冬奧會將在北京-張家口舉辦,這也成為我國滑雪滑冰行業(yè)發(fā)展的重要推動力。在以冰雪運(yùn)動為主題的冬奧會上,制冰、造雪的質(zhì)量是首要保證,無論是冰球館、冰壺館、速滑館、花滑館,還有大道館,最重要的是要有優(yōu)秀的冰。按比賽標(biāo)準(zhǔn)的冰溫,實(shí)現(xiàn)全場冰溫均勻一致、快速凍冰和短時(shí)調(diào)整冰溫星空體育官網(wǎng),是衡量滑冰場質(zhì)量的最基本和最重要的條件。世界制冷界的工匠們始終在尋覓如何能讓滑冰場實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能、高度環(huán)保并安全的解決方案。北京順義城南體育中心,集世界領(lǐng)先水平的高效節(jié)能、高度環(huán)保的國際奧林匹克標(biāo)準(zhǔn)滑冰館,其直接蒸發(fā)式滑冰場是全世界首創(chuàng),有三大創(chuàng)新:一是解決制冷劑易泄露難題,二是解決冷凍油和R134a環(huán)保制冷劑分離回油難題,三是解決了間接蒸發(fā)式制冰系統(tǒng)主機(jī)占地面積大、噪音高的世界級難題,是世界滑冰場制冰技術(shù)的進(jìn)步,也將是北京冬奧會給世界的又一個(gè)驚喜。
觀看體育賽事,除了關(guān)注運(yùn)動員精彩的表現(xiàn)外,場內(nèi)外的“黑科技”也是一大看點(diǎn),如新型材料乒乓球、嵌入NFC芯片足球、影像助理裁判系統(tǒng)等。
過去的100多年,乒乓球的制造材料一直是賽璐珞(celluloid)。賽璐珞的優(yōu)點(diǎn)是富有彈性且重量輕,不過其缺點(diǎn)也是極為明顯,如其熔點(diǎn)只有110℃,對于儲放環(huán)境的要求非常嚴(yán)苛,必須控制在溫度23℃和濕度50℃,屬于易燃物。為了改善乒乓球材料,國際乒乓球聯(lián)合會從2011年開始召集全球各大乒乓球生產(chǎn)商討論使用新材料取代賽璐珞的可能性。基于此,由上海紅雙喜與廣州雙魚攜手研發(fā)的醋酸纖維球應(yīng)運(yùn)而生,推出新型材料乒乓球。2014年4月28日舉行的日本東京第52屆世界乒乓球團(tuán)體錦標(biāo)賽是世界乒乓球運(yùn)動賽璐珞球時(shí)代的最后一次世界大賽,此后,醋酸纖維材料球開始走進(jìn)人們的視野星空體育官網(wǎng)。業(yè)內(nèi)人士介紹,醋酸纖維不但在擊球感方面最接近賽璐珞,而且這種材料無毒,不容易自燃,對運(yùn)輸環(huán)境要求低。醋酸纖維材料球雖好,但在干冷的環(huán)境里球容易爆裂,損耗率高于賽璐珞球20%到30%,因此,醋酸纖維材料球成為新興材料乒乓球的過渡產(chǎn)品。近年來,隨著創(chuàng)新技術(shù)不斷發(fā)展,另一種新型材料球——ABS材料球成為乒乓球比賽用球。該材料中的丙烯腈、丁二烯、苯乙烯等可賦予乒乓球穩(wěn)定性、耐熱性、沖擊性、耐寒性,使乒乓球韌性得以提高。
科技的創(chuàng)新不僅改變乒乓球,同時(shí)也改變著足球。2017年11月10日凌晨,國際足聯(lián)在俄羅斯發(fā)布了2018年世界杯比賽用球“電視之星(Telstar) 18”。新球保持了傳統(tǒng)外觀,同時(shí)采用了一些現(xiàn)代化的工藝和科技,其中包括植入NFC(近場通信)芯片。這并非是科技與足球的首次結(jié)合,早在2006年德國世界杯,體育用品生產(chǎn)商就在足球內(nèi)放置芯片,用來記錄球場上的數(shù)據(jù),大幅提高裁判對球場信息的掌控。據(jù)了解,NFC芯片可以記錄足球的行進(jìn)軌跡、球員射門的力度以及足球是否出界等信息,不僅可以輔助裁判進(jìn)行現(xiàn)場判斷,更能幫助每個(gè)球隊(duì)的教練在賽后根據(jù)場上數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的布置。國際足聯(lián)將該技術(shù)運(yùn)用在足球比賽中,最直接的目的是讓足球的信息被場外設(shè)備迅速捕捉,比如球的接觸面力度、位移軌跡、位移速度、位移方向等。
此外,科技創(chuàng)新技術(shù)的融入還在賽事中起到定紛止?fàn)幍淖饔?。為了減少爭議,國際足球聯(lián)合會(FIFA)推出了影像助理裁判系統(tǒng),可以把場內(nèi)拍攝到的實(shí)時(shí)畫面?zhèn)鬏數(shù)胶笈_控制中心,由其他助理裁判進(jìn)行輔助觀察、整理、剪輯,并第一時(shí)間發(fā)回賽場。業(yè)內(nèi)人士表示,這樣做的好處是能有效減少主裁判的誤判,讓球場上的比賽更加公平。
游泳是奧運(yùn)會賽場上除了田徑以外金牌分布最多的項(xiàng)目,游泳的競技水平直接影響一個(gè)國家在體壇的地位。當(dāng)我們在為泳壇健兒打破世界紀(jì)錄鼓掌吶喊時(shí),也會驚嘆科技在競技場上的助力作用。游泳運(yùn)動區(qū)別于其他陸地運(yùn)動,特點(diǎn)在于需在水中克服阻力,利用浮力,運(yùn)動員之間的比賽成績往往相差百分之一秒。
泳衣作為游泳參賽者的必備著裝,歷經(jīng)了多次材料和款式上的變化,其發(fā)展歷程也是技術(shù)創(chuàng)新的一個(gè)縮影。19世紀(jì),泳衣的材質(zhì)主要是羊毛和法蘭絨,幾乎包裹全身。20世紀(jì)30年代,比羊毛泳衣更輕、吸水更少、劃水更快的真絲泳衣引起了關(guān)注。二戰(zhàn)后,尼龍泳衣逐漸取代了羊毛和真絲泳衣,款式也不再包裹全身。上世紀(jì)八九十年代,泳衣向著仿人體皮膚的方向發(fā)展,萊卡面料被廣泛使用。
有研究發(fā)現(xiàn),水中的阻力約為空氣阻力的800倍,游泳運(yùn)動員在水中劃水時(shí)所消耗的能量中90%都是用來克服流體力學(xué)中的波組、型阻、皮膚摩擦等,阻力問題一直難以解決,最大限度地減少阻力成為泳衣設(shè)計(jì)的關(guān)鍵星空體育官網(wǎng)。
隨著游泳競賽越來越激烈,各國紛紛展開對泳衣的技術(shù)研發(fā)。美國率先將高新科技引入泳衣中,1988年漢城奧運(yùn)會上,美國游泳名將馬特比昂迪身穿“大力士”泳衣參賽,獲得了5金1銀1銅。該款泳衣是由聚氨酯纖維和超細(xì)尼龍纖維的材質(zhì)制成,重量輕,伸縮性和平滑度都得到了巨大提升,被公認(rèn)為高科技泳衣的始祖。
1999年10月,國際泳聯(lián)正式允許運(yùn)動員穿鯊魚皮泳衣參加國際比賽。鯊魚皮泳衣模仿鯊魚的皮膚,可減少泳者在水中受到的摩擦系數(shù),采用由特細(xì)尼龍紗和耐氯彈性紗仿制而成的LZR Pulse面料,表面采用縱向排列的細(xì)小V形紋,可幫助運(yùn)動員最大程度地?cái)[脫水流帶來的阻力,身體能夠更加順暢高效地通過水流,實(shí)現(xiàn)快速游動前進(jìn),但同時(shí)價(jià)格高昂、使用壽命短也讓經(jīng)濟(jì)實(shí)力不強(qiáng)的國家和選手望而卻步。鯊魚皮的高科技被質(zhì)疑違背了比賽不借助外力的本質(zhì),國際泳聯(lián)決定從2010年起禁用鯊魚皮泳衣。
雖然鯊魚皮泳衣被禁止使用,但各國對高科技泳衣的研發(fā)始終沒有停止。傳統(tǒng)的泳衣、泳帽、泳鏡等游泳裝備是分別獨(dú)立設(shè)計(jì)的,將三者結(jié)合起來,充分利用人體結(jié)構(gòu)學(xué)實(shí)現(xiàn)相互協(xié)調(diào)成為趨勢。2012年倫敦奧運(yùn)會中國運(yùn)動員孫楊身穿FASTSKIN3泳裝奪得400米自由泳決賽冠軍。FASTSKIN3泳帽是世界上第一款采用智慧頭部弧形技術(shù)、掃描多位世界頂尖游泳選手頭部曲線D泳帽,以黏合織物制成,并加上防滑帽邊設(shè)計(jì),能夠有效地將頭發(fā)最大限度地集中塑形,顯著改善頭頂?shù)牧黧w力學(xué)特性,有效降低身體阻力。
此外,越來越多的泳衣采用融合仿生學(xué)原理衍生出超聲縫合技術(shù)。該技術(shù)能在接縫處模仿人類的肌腱與皮膚,接合點(diǎn)的強(qiáng)度接近一整塊材料,實(shí)現(xiàn)完全縫合無針腳,以最大程度減小阻力。
田徑是體育運(yùn)動中最重要的部分之一,分為田賽星空體育官網(wǎng)、競賽和全能比賽,主要包括競走、跑、跳躍、投擲以及由跑、跳、躍、投擲的部分項(xiàng)目組成的全能運(yùn)動。運(yùn)動場作為田徑競技最主要的比賽場所,場地的材質(zhì)對運(yùn)動員能力的發(fā)揮起到了重要的作用。
最早的田徑運(yùn)動場跑道材料為土質(zhì)、煤渣、草皮等,隨著田徑運(yùn)動的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,到20世紀(jì)60年代,美國明尼蘇達(dá)礦務(wù)及制造業(yè)公司首先于1961年用聚氨酯材料鋪設(shè)一條200米長的塑膠跑道,由于使用效果很好,該材料受到了各國廣泛的重視。1965年,原西德正式生產(chǎn)塑膠跑道產(chǎn)品,1967年在加拿大召開的泛美運(yùn)動會和1968年墨西哥召開的奧林匹克運(yùn)動會正式采用該跑道產(chǎn)品,并得到國際奧委會的認(rèn)可,此后便正式把塑膠跑道定為國際比賽的必備條件之一。隨即,日本、意大利星空體育官網(wǎng)、英國、法國、瑞士、瑞典等國競相生產(chǎn)和鋪設(shè)塑膠跑道。1972年,中國開始研制塑膠跑道,并于1979年9月首次在北京鋪設(shè)了北京體育館室內(nèi)田徑場,面積4500平方米。
目前,聚氨酯(PU)材料、三元乙丙橡膠(EPDM)材料是塑膠運(yùn)動場地鋪面材料的兩種主要材料,均已得到了國際田聯(lián)的認(rèn)可,成為國際公認(rèn)的運(yùn)動場地最佳鋪面材料,也是目前國際、國內(nèi)大型田徑比賽的標(biāo)準(zhǔn)場地用材料。據(jù)業(yè)內(nèi)人士表示,運(yùn)動場的鋪面材料不僅需要考慮到抵抗擠壓、摩擦、鞋釘損失等機(jī)械損傷,還要具備抵抗紫外線照射、水和不同溫度的自然環(huán)境侵蝕的能力,同時(shí),鋪面材料面層的平整度、厚度、緩沖性能、垂直變形和摩擦力等均是選擇運(yùn)動場鋪裝材料需要關(guān)注的重點(diǎn)。
以PU材料為例,該材料首先具有適當(dāng)?shù)膹椥?,鋪設(shè)的跑道彈性適中,既不會因?yàn)檫\(yùn)動員力的作用對跑道產(chǎn)生較大的變形而浪費(fèi)運(yùn)動員的動能,影響成績,也不會因?yàn)閺椥暂^小,運(yùn)動員受到較大的阻力導(dǎo)致傷害等。此外, PU材料強(qiáng)度、硬度、彈性等指標(biāo)以及厚度、樣式的調(diào)節(jié)余地大,能適應(yīng)各種比賽和訓(xùn)練的不同要求,同時(shí)耐氣候性好,氣溫高低和溫度大小對跑道的影響較小,而且表面不透水,有一定程度的耐化學(xué)腐蝕性。不過,由于塑膠運(yùn)動場地多為甲苯二異氰酸酯型聚氨酯材料,而甲苯二異氰酸酯蒸氣壓較高時(shí)會刺激眼睛,因此,如何讓該運(yùn)動場鋪面材料更加環(huán)保是新的研究方向。EPDM材料與PU塑膠材料相比,除了抗紫外線等自然侵蝕的能力較弱之外,彈性等方面的性能與PU材料不相上下。最重要的是,EPDM材料所用的原輔料是無毒無污染的,屬于環(huán)保產(chǎn)品。
如今,運(yùn)動場鋪面材料最受關(guān)注的就是如何讓材料更加環(huán)保,例如一件名為“一種環(huán)保耐候型塑膠跑道”的實(shí)用新型專利,提供了一種環(huán)保耐候型塑膠跑道,能使跑道材料更加環(huán)保,并且使用壽命更長。(知識產(chǎn)權(quán)報(bào)記者劉仁陳婕陳景秋實(shí)習(xí)記者李思靚張彬彬)