PopSci 问答：美国奥运代表队的首席技术专家告诉我们奥运选手如何训练

从任何角度看，2012 年奥运会都将是有史以来科技含量最高的一届，从真正的发令枪到微秒级的摄像终点。但奥运会前期的科技含量甚至更高，因为运动员越来越多地使用先进的视频和生物力学数据分析来跟踪他们的表现并更有效地训练。

许多此类系统都掌握在美国奥委会首席技术专家菲尔·奇瑟姆手中。奇瑟姆本人也曾是奥运会选手——1976 年蒙特利尔奥运会上，他是澳大利亚队的体操运动员，如果不是因为莫斯科奥运会抵制，他本应在 1980 年再次参赛——近 30 年来，奇瑟姆一直是一名运动生物力学家，帮助高尔夫球手和铁饼运动员改进动作。他与他人共同创办了两家生物力学公司，其中包括一家名为 Advanced Motion Measurement Inc. 的公司，在开始担任美国奥委会现任职务之前，他曾为 Titleist 和其他公司工作过。

他在加利福尼亚州丘拉维斯塔的奥林匹克训练中心使用 LED 光束中断系统、跟踪旋转速度的人体传感器，甚至使用类似雷达的激光测距系统来测量速度。借助这些系统，美国田径运动员可以即时查看生物特征数据，使用计算机计算的速度和旋转数据对他们的链球投掷或撑杆跳高动作进行细微调整。

但说到技术训练，美国却落后得惊人——其他国家使用这些系统已有几年了，而奇瑟姆的工作才存在了一年半，他说。美国奥委会总共只有两名体育技术人员。“我到那里时，我们几乎没有任何设备，”他说。

在奇瑟姆登上飞往伦敦的飞机之前，PopSci 与他谈论了基于技术的培训。

**PopSci：运动追踪如何帮助您提高运动员的表现？

菲尔·奇瑟姆：如果我们可以测量运动员的表现，我们就有更好的机会去改进它，因为我们知道我们要改进什么。我们有一个基准。在田径运动中，基准通常是速度，还有他们跑步的对称性、他们在地面和空中花费的时间以及他们的步幅。这些被称为步频。这可以为我们提供一些宝贵的信息。例如，如果他们花很多时间用身体的一侧，也许他们有受伤的迹象。实际上，这意味着他们跑步时一瘸一拐。这是肌肉无力、疼痛还是其他原因？

我正在尝试用糖衣勺子一点点地向教练们灌输数据。

PS：那么这些测量系统能找出教练不会注意到的东西吗？

PC：这一点非常重要。我们使用的每种技术都会与视频一起使用。当我们看到某种测量结果时，我们会将其与视频一起使用。然后教练可以查看——速度是否太快，起跳角度是否太陡或太低？教练很快就能掌握。我们可以当场获得这些测量结果。教练不一定需要了解技术——他们只需要在我们告诉他们之后了解他们需要改变什么。

PS：您如何让教练们接受使用生物特征数据呢？

PC：我试图用糖衣勺子一点一点地向他们灌输数据。如果你向他们扔一堆图表，他们只会一头雾水。我们试图让教练充当过滤器。我们尽量不直接面对运动员——我们希望教练看到数据，在自己的脑海中进行解读，并将其转化为教练用语。他们可能会说，“再迈开一点”，甚至将其转化为训练。结果可能是运动员需要更强大的核心力量，因此教练可能会设计一个计划来利用这一点。这就是教练的作用所在。我们试图不成为教练——我们试图成为教练的服务。

PS：您用了哪些工具来实现这一点呢？

我们使用的一款设备是 AMM 传感器（由 Cheetham 的公司 Advanced Motion Measurement Inc. 开发）。它可以测量旋转速度，我们用它来投掷标枪、铁饼和链球。它的优点是无线的，大小与酒店里看到的一块小肥皂差不多。我们将一个传感器连接到臀部，另一个连接到肩膀，它可以检测肋骨或上身的旋转。

这可以测量运动顺序——效率顺序。当你在旋转投掷或高尔夫挥杆中产生能量时，你必须先通过下半身、躯干、手臂、最后通过器械产生速度。如果你的顺序乱了，你就没有充分发挥你的潜力。你的臀部就像手动挡汽车的第一档。它们很有力量，但速度没有那么快。上半身是第二档，你的手臂是第三档，器械（标枪或高尔夫球杆等）是第四档。每个动作都越来越快，但力量却越来越小。

有了这项技术，我们可以告诉他们，你的肩膀速度没有增加，等等。我们可以开始诊断问题出在哪里。这不仅有助于我们提高表现，还可以降低受伤风险。

PS：如何测量速度？

PC：我们一直在与宝马公司合作，宝马是美国奥委会的企业赞助商。除了资金，他们还想提供一些技术帮助。他们购买了一台 3D 摄像机——它有点像 Kinect，但是是 Kinect 的更昂贵版本。它可以告诉你图像中某个物体的位置。第一个应用是跟踪跳远起跑时的运动员。他们让它能够跟踪运动员戴的白帽——而不是肘部或腿部，因为这些是可变的。通过跟踪白帽，它可以告诉我们起跑时的水平和垂直速度是多少，这些会立即叠加在视频上。

我们使用一种叫做 Optojump 的设备进行起跳和 20 米冲刺。我们有 20 个独立的 1 米条带，一侧装有 LED，另一侧装有光传感器。
我们将它们放在运动员跑过的走廊地板上。每次他们把脚放在地板上，LED 光束就会断开——就像一个安全系统。你把脚放下来，X 个 LED 可能会在 X 毫秒内断开。然后它可以计算出你的步幅、你在空中停留的时间、你在地面停留的时间，以及身体的一侧与另一侧的对比情况。

我们使用的是 Jenoptik 制造的激光系统，它位于运动员身后，运动员会从后面跑开。激光会将光线反射到运动员的背部，然后反射回接收器以测量所用的时间——因此我们测量了他们的速度。这是雷达原理。它给我们提供速度曲线，告诉我们他们的加速速度。

PS：还有哪些运动项目可以利用这些系统？只有田径运动吗？

PC：其他几个人也可以使用它。我们分为四到五种运动项目，这就是我们的运动组合——或“sportfolios”。所以我有田径、游泳、马术和射击。因为我在丘拉维斯塔，田径运动员住在这里，所以我的主要职责是田径。但我也负责游泳，我们也在那里使用高速视频。在游泳中，他们观察划水长度和划水频率，观察时间长短和速度。宝马正在开发一些类似的技术，使用 3D 摄像机或普通摄像机来做一些同样的事情。

现在我女儿正在参加蹦床比赛——她在 7 月初获得了她那个年龄组的铜牌。他们需要做的是改变在空中停留的时间。确定你跳多高的一个方法是测量你完成整个动作所需的时间，即 10 次弹跳。我们在蹦床下安装了光电管。当你将蹦床压下时，光电管光束就会断开，而当你跳起时，网就会升起，光束就会再次接通。这样就可以知道你在空中停留了多长时间。他们会根据在空中停留的总秒数得到一个分数，并将这个数字加到你的另一个分数上。所以如果你是跳得高的运动员之一，他们就有很大的优势。

PS：现在这种训练方式比以往奥运会上更加普遍吗？这是否改变了运动员的训练方式？

PC：哦，是的。奥运会不允许使用这项技术，但我们在赛前准备时会用到。奥运会甚至不允许我们录像，但你当然可以使用所有这些技术来准备。有了无线视频，比如 Facetime，我们就可以一直使用视频。它彻底改变了教练指导运动员的方式。运动员经常出差，但他们的教练不能总是和他们一起去。现在他们只需要一台相机和 Dropbox，然后教练就可以对其进行评论了。

坦白说，很多其他国家都走在我们前面。很多国家都有政府资助，而我们没有，所以资金对我们来说肯定是个问题。

我认为我们正处于变革的风口浪尖。这种变革可能在欧洲和亚洲国家更为根深蒂固，但如果你是一名顶级教练，却不使用高速视频，那么你就错过了机会。过去他们不使用技术的主要原因是它太难而且太昂贵。但现在，有了蓝牙、手机、iPad 和 Galaxy 平板电脑，传感器也变得越来越无线……数据本身很难解读。但如果你拥有视频，你就能知道发生了什么，你就不再需要解读员、生物力学家、技术员或科学家了。

我不想让自己失业，但我认为事情会越来越多。它会变得更加普遍。