競技體育綜合實(shí)力提升離不開科技創(chuàng)新，推進(jìn)全民健身發(fā)展、加快健康中國建設(shè)也離不開科技創(chuàng)新。這些成果的背后，有一群默默奉獻(xiàn)的科研工作者，北京體育大學(xué)中國運(yùn)動(dòng)與健康研究院執(zhí)行院長、運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)教授劉卉就是其中之一。

運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)是她的主要研究領(lǐng)域，從1998年研究生畢業(yè)后留校任教至今，她始終堅(jiān)守在教學(xué)科研一線，培養(yǎng)輸送專業(yè)人才、服務(wù)運(yùn)動(dòng)隊(duì)和大眾健康，劉卉說：“這是我一輩子的追求?！?/p>

為千分之一的突破而奮斗

如何借助科技手段讓運(yùn)動(dòng)員跑得更快、跳得更高、投得更遠(yuǎn)，運(yùn)動(dòng)技術(shù)更精準(zhǔn)？運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)發(fā)揮著重要作用。

北京冬奧會(huì)籌辦期間，我國設(shè)立國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“科技冬奧”重點(diǎn)專項(xiàng)，劉卉作為“冬季項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員專項(xiàng)能力特征和科學(xué)選材關(guān)鍵技術(shù)研究”課題負(fù)責(zé)人，開展冬季體能類項(xiàng)目主要訓(xùn)練手段功效的研究，主要針對(duì)速度滑冰和越野滑雪運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作技術(shù)進(jìn)行分析與診斷，為運(yùn)動(dòng)員改進(jìn)動(dòng)作技術(shù)提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

“如何幫助高亭宇保持現(xiàn)有動(dòng)作技術(shù)優(yōu)勢(shì)？”“過彎時(shí)外側(cè)腿蹬冰的角度和內(nèi)側(cè)腿支撐的角度多少才能夠保證不降速且重心穩(wěn)定？”解決這些問題需要準(zhǔn)確捕捉動(dòng)作數(shù)據(jù)，然而傳統(tǒng)技術(shù)是在拍攝動(dòng)作后，人工識(shí)別人體關(guān)節(jié)點(diǎn)工作量大、耗時(shí)長、重復(fù)性差，嚴(yán)重影響動(dòng)作技術(shù)分析的反饋速度和可靠性。

為破此困局，劉卉團(tuán)隊(duì)基于人工智能技術(shù)，建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)作視頻中人體關(guān)節(jié)點(diǎn)的計(jì)算機(jī)自動(dòng)識(shí)別，進(jìn)而建立起適用于競技體育和一般生物力學(xué)研究的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)——無反光點(diǎn)人體運(yùn)動(dòng)自動(dòng)捕捉人工智能系統(tǒng)，讓動(dòng)作捕捉與技術(shù)分析既能精準(zhǔn)到具體細(xì)節(jié)，又能快速反饋分析結(jié)果。以該系統(tǒng)為基礎(chǔ)，劉卉還帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)搭建了目前世界上最大的投擲項(xiàng)目生物力學(xué)數(shù)據(jù)庫，并建立適合我國運(yùn)動(dòng)員的個(gè)體化“冠軍模型”，從而在東京奧運(yùn)會(huì)上助鞏立姣、劉詩穎等運(yùn)動(dòng)員“一臂之力”。

“一路走來，我們把問題變成項(xiàng)目、把項(xiàng)目變成課題、把課題變成攻關(guān)，堅(jiān)持服務(wù)于國家運(yùn)動(dòng)隊(duì)，每次在奧運(yùn)會(huì)上看到運(yùn)動(dòng)員取得好成績，我們打心底高興、自豪。”劉卉笑著說。

實(shí)踐中培養(yǎng)人才

零下8攝氏度的雪洞、突降大雨的野外賽道、清晨6點(diǎn)的賽場(chǎng)……為完成“科技冬奧”課題，劉卉的學(xué)生團(tuán)隊(duì)展現(xiàn)出團(tuán)結(jié)拼搏的意志品質(zhì)，圓滿完成了超過8000人次的賽時(shí)動(dòng)作技術(shù)數(shù)據(jù)采集與分析工作。

為人師表，為國育才。作為一名大學(xué)教授，劉卉認(rèn)為堅(jiān)實(shí)的知識(shí)儲(chǔ)備最重要，她也一直致力于培養(yǎng)合格的體育科研人才，始終保持對(duì)學(xué)問的專注，對(duì)課堂教學(xué)精益求精，幫助學(xué)生筑牢專業(yè)基礎(chǔ)。

回憶自己的大學(xué)生涯，劉卉說：“生物學(xué)是請(qǐng)北大老師來教的，物理實(shí)驗(yàn)是在清華上的，數(shù)理、醫(yī)學(xué)類課程我們都學(xué)過。曾經(jīng)整個(gè)學(xué)期，每周有3天下午都用4個(gè)小時(shí)上人體解剖課，從而可以很清楚地掌握人體結(jié)構(gòu)。不僅如此，我們還需要深入學(xué)習(xí)籃球、體操等多項(xiàng)運(yùn)動(dòng)，課程結(jié)束后，有的同學(xué)能達(dá)到三級(jí)運(yùn)動(dòng)員水平。”她表示，如果知識(shí)儲(chǔ)備不足、不熟悉運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目特點(diǎn)，有可能聽不懂教練員和運(yùn)動(dòng)員的“語言”，這樣就難以取得教練員信任，科技助力也就無從談起。

除了扎實(shí)的專業(yè)基本功，劉卉還注重培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用的能力和思維，“學(xué)習(xí)運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)，主要的服務(wù)對(duì)象之一就是運(yùn)動(dòng)員。學(xué)院每年都有學(xué)生跟隊(duì)，讓他們明白如何看待這個(gè)使命、用什么思路做這項(xiàng)工作是非常重要的。”“科技冬奧”課題研究期間，劉卉始終與跟隊(duì)學(xué)生保持溝通聯(lián)絡(luò)，不但指導(dǎo)解決視頻拍攝、指標(biāo)計(jì)算和運(yùn)動(dòng)能力測(cè)評(píng)等專業(yè)技術(shù)問題，還鼓勵(lì)學(xué)生時(shí)刻保持積極向上的心態(tài)，提升他們作為體育科研工作者的使命感和自豪感。

“人才需要在實(shí)踐中成長?！眲⒒苓€希望構(gòu)建科技助力人員的培養(yǎng)使用機(jī)制，讓運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)方面的人才學(xué)有所用、才盡其用。

科技助力全民健身

“運(yùn)動(dòng)是突破人體極限的一種嘗試，也可以成為促進(jìn)身體健康的一種方式?！背烁偧俭w育，劉卉努力將科技成果服務(wù)于全民健身，無反光點(diǎn)人體運(yùn)動(dòng)自動(dòng)捕捉人工智能系統(tǒng)既可以助力運(yùn)動(dòng)員取得好成績，也可以在全民健身領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。“例如，現(xiàn)在很多人喜愛跑步，但方法不一定科學(xué)。我們就可以運(yùn)用人工智能系統(tǒng)采集跑步的姿勢(shì)，研究其與損傷之間的關(guān)系，從而來糾正跑姿，預(yù)防或避免跑步帶來損傷?！眲⒒苷f。

“我希望可以讓更多人了解如何科學(xué)鍛煉，避免運(yùn)動(dòng)損傷，同時(shí)也讓大家知道受傷后如何更好地康復(fù)?！眲⒒鼙硎?，運(yùn)動(dòng)健康科普工作是她一直想做的事?！安恢皇沁\(yùn)動(dòng)技術(shù)本身，運(yùn)動(dòng)裝備怎么選、營養(yǎng)怎么搭配，包括網(wǎng)上非常容易誤導(dǎo)大眾的減肥方法等，關(guān)于運(yùn)動(dòng)的方方面面都需要科學(xué)普及，希望大家能夠通過科學(xué)的運(yùn)動(dòng)獲得健康。”

助力全民健身和全民健康也是中國運(yùn)動(dòng)與健康研究院（以下簡稱“研究院”）的重要工作。研究院為在北京舉行的2020年國家體育鍛煉標(biāo)準(zhǔn)達(dá)標(biāo)測(cè)驗(yàn)活動(dòng)提供技術(shù)支撐，劉卉也奔赴一線，在現(xiàn)場(chǎng)向群眾解讀《國家體育鍛煉標(biāo)準(zhǔn)》，開展科學(xué)健身指導(dǎo)工作。多年來，隸屬于研究院的“運(yùn)動(dòng)與體質(zhì)健康”教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，在青少年體質(zhì)健康監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)與干預(yù)方面進(jìn)行了大量工作，為教育部制定中小學(xué)體育鍛煉相關(guān)政策提供了依據(jù)。另外，劉卉還帶領(lǐng)研究院師生在運(yùn)動(dòng)促進(jìn)健康、預(yù)防慢病的機(jī)制和效果方面進(jìn)行了從細(xì)胞到人群、從微觀到宏觀的研究工作。

“我是排球二級(jí)運(yùn)動(dòng)員，足球、田徑也都擅長。”劉卉從小就是個(gè)不折不扣的體育迷，“做自己喜歡的事，就愿意不斷去探索，愿意把生物力學(xué)的知識(shí)結(jié)合體育一起琢磨?！倍噍d時(shí)光，劉卉不斷以體育人的氣魄開拓創(chuàng)新、銳意進(jìn)取，以科技為體育賦能。（轉(zhuǎn)自3月1日《中國體育報(bào)》01版）

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