香港理工大學、拔萃女書院 共建香港泳壇科技新時代

理大體育科技研究院日前與拔萃女書院,共建「香港理工大學──拔萃女書院人工智能游泳科技實驗室」,女拔將提供校內符合國際賽事標準的游泳設施,供理大研究人員裝設相關器材採集數據,並讓學生游泳運動員參與研究。

近年來,香港體育發展備受關注,香港理工大學(理大)體育科技研究院致力研究以科技結合生物力學,希冀提升游泳運動員表現。為推進體育科學和科技領域的聯合研究,理大體育科技研究院日前與拔萃女書院(女拔)簽署合作諒解備忘錄,共建「香港理工大學──拔萃女書院人工智能游泳科技實驗室」,女拔將提供校內符合國際賽事標準的游泳設施,供理大研究人員裝設相關器材採集數據,並讓學生游泳運動員參與研究。

結合創科與實務 科技應用走入校園

理大體育科技研究院核心成員兼康復治療科學系助理教授蘇俊龍博士表示,「期望未來系統成熟,可以推廣技術至精英運動訓練,協助游泳運動員發揮潛能,提升本港學界水平,長遠為香港泳壇培育更多生力軍。」同時,於校園推廣STEM教育和提升創科氛圍,目前正與女拔學生泳隊合作,推出學界先導計劃,應用有關方法,提升訓練成效,令有潛質的運動員搶先在中學階段受惠。

蘇俊龍博士表示,期望未來系統日臻成熟,長遠為香港泳壇培育更多生力軍。
蘇俊龍博士表示,期望未來系統日臻成熟,長遠為香港泳壇培育更多生力軍。

理大副校長(研究及創新)趙汝恒教授指出,「港產飛魚近年揚威國際,在訓練中若能有效融合科技應用,相信有助發揮運動員的潛能,幫助他們爭取佳績。理大致力將科研成果轉化,很高興此次能與拔萃女書院合作提升學生運動員的競賽水平,相信同學亦可通過參與科研工作,獲得寶貴的沉浸式學習體驗,培養她們對創新科技和數理工程知識的興趣。」

女拔校長劉靳麗娟女士更表示,「建校160多年的拔萃女書院,近年積極推動創新科技教育。這次理大科研團隊將人工智能和生物力學的研究成果,與女拔的游泳運動員一起進行實踐驗證,除了讓我們的學生運動員在游泳項目方面更上層樓之外,更令大家全面提升對運動科學的實際應用能力和運用人工智能的解難技巧,讓同學們在創新科技的廣闊天地更好裝備自己。」

女拔泳隊創佳績 研究成果獲肯定

在理大團隊利用先進的可穿戴式感測器及水下拍攝系統,通過捕捉及分析游泳運動員的起跳動作及游泳姿勢,包括肢體動作及肌肉運用等數據,輔助教練設計合適的訓練方法後,女拔泳隊跳水反應時間明顯進步,短途游泳項目成績提升,動作也比以往變得順暢,肌肉更加放鬆。

女拔泳隊隊長丘琦(左)表示,女拔泳隊跳水反應時間明顯進步,短途游泳項目成績提升,動作也比以往變得順暢,肌肉更加放鬆。
女拔泳隊隊長丘琦(左)表示,女拔泳隊跳水反應時間明顯進步,短途游泳項目成績提升,動作也比以往變得順暢,肌肉更加放鬆。

蘇博士團隊研發的生物力學訓練方法,結合可穿戴式感測器和水下拍攝系統,可依據運動員的個人體質,從划水速度、划幅和頻率等方面,推薦最適合的訓練方案。突破教練以往僅能從水面動作判斷訓練成果,在使用系統後則可利用運動員水下動作度身定製個人目標,令訓練更有效。

女拔學生泳隊教練蔡曉慧認為,以往僅能從水面動作判斷訓練成果,在使用系統後,可利用運動員水下動作度身定製個人目標,令訓練更有效。
女拔學生泳隊教練蔡曉慧認為,以往僅能從水面動作判斷訓練成果,在使用系統後,可利用運動員水下動作度身定製個人目標,令訓練更有效。

理大體育科技研究團隊在蘇博士的帶領下,針對游泳運動員的重點訓練項目,研發和探討系統性的生物力學訓練方法,以便了解更多運動員的肌肉表現、肌腱分析,可以協助世界級運動員量身定做體能訓練,提升游泳表現的成效。理大主要研究項目包括﹕

(一)起跳動作分析

游水起跳講求時間、速度、起跳和入水角度。團隊將水下表面肌電(Surface Electromyography)採集系統置於運動員小腿,實時捕捉起跳的瞬間動作,並配合反應時間測量器和影片分析軟件,即時提供起跳反應、入水角度及速度等數據,協助運動員及時改善起跳姿勢。

水下表面肌電(Surface Electromyography)採集系統。
水下表面肌電(Surface Electromyography)採集系統。

利用水下表面肌電採集系統,配合反應時間測量器和影片分析軟件,即時提供起跳反應等數據,協助運動員及時改善起跳姿勢。
利用水下表面肌電採集系統,配合反應時間測量器和影片分析軟件,即時提供起跳反應等數據,協助運動員及時改善起跳姿勢。

(二)游泳推進力分析

游泳運動員的游泳推進力源自划手及踢腿動作,而腹腰肌肉的穩定性有助增加划手及踢腿動作時產生的游泳推進力。團隊運用水下表面肌電採集系統和游泳推進力測量器(Tethered Swimming Testing System),分析運動員游泳時所產生的推進力,有助教練為運動員調整動作和制定合適的訓練方案,提升游泳表現。

實時捕捉起跳的瞬間動作,並配合反應時間測量器和影片分析軟件,即時提供起跳反應、入水角度及速度等數據,協助運動員及時改善起跳姿勢。
實時捕捉起跳的瞬間動作,並配合反應時間測量器和影片分析軟件,即時提供起跳反應、入水角度及速度等數據,協助運動員及時改善起跳姿勢。

(三)肌肉運用分析

團隊採用防水可穿戴式表面肌電感測器和水下拍攝系統,捕捉運動員進行自由泳時起跳、游水及轉身的肌肉運用,包括手臂、肩膊、腳及軀幹等。系統將於女拔校內游泳池進行測試,並邀請該校精英游泳運動員參與。

 

採用防水可穿戴式表面肌電感測器和水下拍攝系統,可捕捉運動員進行自由泳時的肌肉運用。圖為系統顯示的肌肉表現分析圖。
採用防水可穿戴式表面肌電感測器和水下拍攝系統,可捕捉運動員進行自由泳時的肌肉運用。圖為系統顯示的肌肉表現分析圖。

蘇俊龍博士希望這個和拔萃女書院合作的計劃,令團隊可以監測到高水平的運動員表現,未來將持續優化和開發其他相關技術,如水下拍攝系統。同時,期望穿戴式技術可以配合未來即將開發的水下拍攝技術,進一步應用在教學以外的地方。另一方面,團隊亦將與理大電子計算學系合作,結合視頻運動分析、可穿戴式動作慣性傳感器,利用收集的數據開發嶄新的人工智能模型,進一步提高系統的準確性。

本社編輯部