Специальные технические средства и технологии применяются спортсменами в тренировочном процессе в целях увеличения показателей конкурентоспособности. В статье при помощи метода анализа литературы и средств сети Интернет вариации применения новых технологий рассматриваются в качестве одного из приоритетных факторов увеличения эффективности тренировочных процессов. Целью статьи является обзор современных методов увеличения физических показателей в сфере спорта.
Ключевые слова: технологии, искусственный интеллект, робототехника, физическая культура, тренировочный процесс.
Special technical means and technologies are used by athletes in the training process in order to increase competitiveness indicators. In the article, using the method of analysis of literature and the means of the Internet, variations in the use of new technologies are considered as one of the priority factors for increasing the effectiveness of training processes. The purpose of the article is to familiarize with modern methods of increasing physical performance in the field of sports.
Keywords: technology, artificial intelligence, robotics, physical culture, training process.
В настоящее время для поддержания конкурентоспособности спортсменам необходимо помимо традиционных методик тренировок прибегать к новым, используя при этом последние достижения науки.
Развитие физических способностей человека при помощи использования специальных технических средств имеет большой спрос. В последние годы физическая подготовка спортсменов, участвующих в соревнованиях, находится на схожих уровнях, поэтому все чаще решающим фактором победы становится возможность улучшения показателей при помощи использования инновационных технологий. Спорт всё в большей степени становится наукоёмкой областью, где победителя определяют качественные показатели тренировочного процесса, а не количественные. При осуществлении качественной спортивной подготовки необходимо своевременно осваивать новые технологии и применять их. Данная статья посвящена обозрению достижений науки в области развития тренировочного процесса, в ходе ознакомления с ней читатель сможет сформировать новые знания в области современных вариантов корректировки тренировочного процесса в целях повышения спортивных результатов.
Информация об одной из новых технологий раздела антропоморфной мехатроники в области спорта и лечебной физической культуры, которая обозначена в разрабатываемых роботизированных комплексах как «Спортивные экзоскелеты» пользуется большим интересом, как современная научно-обоснованная педагогическая методика спортивной подготовки, позволяющая гарантированно повысить результативность спортсмена.
Технология данного направления предлагает совершенно новый подход к передаче знаний в области спорта, формированию умений и навыков спортсмена. В отличие от привычной работы тренера с помощью аудиовизуальных каналов передачи информации, спортивный экзоскелет существенный объём информации передает через ощущения при выполнении заданного тренировочного упражнения (АО НПО «Андроидная техника») [1]. Таким образом, контроль при управлении собственными сегментами тела спортсмена осуществляется самостоятельно на основе данных, полученных от своего тела, а не в следствии образной обратной связи от тренера. Экзоскелет является, своего рода, проводником с языка тренера на язык спортсмена, потому что двигательные действия спортсмена не всегда совпадают с оперируемыми тренером кинематическими характеристиками движений воспитанника, так как каждый человек воспринимает передаваемую ему информацию по-своему [2].
Для формирования индивидуальной программы тренировок необходимо измерение физиологических свойств организма, появляется потребность в разработке и использовании систем биологической обратной связи [3]. Примером могут служить различные велотренажёры, предбаны, шагомеры и так далее. Но по показаниям этих стандартных комплексов невозможно определить путь совершенствования спортивной техники, которая является одним из определяющих факторов в спорте [4]. Высоких результатов возможно добиться только с правильной техникой выполнения движений опорно-двигательного аппарата, технику оценивают по таким показателям, как «рациональность» и «эффективность» [5]. Экзоскелет же способен решить эту проблему [6]. Одной из целей спортивных экзоскелетов является управляемое и эффективное измерение свойств опорно-двигательного аппарата, определение необходимых корректировок технической составляющей упражнений.
Кроме того, использование конструкции экзоскелета помогает снизить внешние негативные нагрузки, временно компенсирует двигательную асимметрию спортсмена, это снижает риск получения травм, избавляет от экстремальных нагрузок на опорно-двигательный аппарат. В восстановительной медицине, при лечении травмы, применение экзоскелета осуществляется посредством интерфейса мозг-компьютер, что способствует быстрому восстановлению утраченной двигательной функции спортсмена. В таких случаях экзоскелет выполняет роль тренажёра. Например, в научно-исследовательском центре спортивной науки Института спорта, туризма и сервиса создано устройство для реабилитации спортсменов с травмами верхних конечностей. Оно представляет собой специальный корсет (или экзоскелет), который крепится на поврежденную руку и может способствовать восстановлению после перенесённых травм [7]. Процедуры можно проводить под присмотром в больнице или удаленно, когда врач с помощью пульта управления может задавать прибору нагрузку на мышцы. Применение таких роботизированных устройств с использованием технологий антропоморфной мехатроники выведет спортивную науку на качественно новый, более высокий уровень, внесёт большой вклад в развитие спортивной медицины.
Среди большого количества инновационных технологий, использующихся в спортивной сфере, можно выделить искусственный интеллект как один из методов решения сложных задач, доступных ранее для решения только профессионально подготовленными для этого людьми. Сейчас в связи с появлением технических нововведений появилась огромное количество информации, которую необходимо собирать, систематизировать, анализировать, а также использовать во благо. Достаточно трудные задачи, требующие индивидуального подхода, присутствуют, конечно же, и в области спорта, особенно профессионального, где каждому спортсмену и специалистам, участвующим в его подготовке, необходимо решать большое количество проблем, требующих индивидуальных методик, уникальных решений. Научное сообщество считает актуальным данный вопрос и работает над автоматизацией этого процесса.
Искусственный интеллект представляет собой набор современных технологий, взявших за основу нейросети, способные к обучению и, в зависимости от особенностей организма спортсмена, решению таких задач, как составление плана тренировок, питания, отдыха, распределение финансирования, реабилитация после травмы, и других мероприятий, доступных ранее для решения только специалистам. Базовыми областями знания для такой технологии на сегодняшний момент является “Анализ данных” и “Машинное обучение”. Программе необходимо иметь функцию распознавания различных процессов в зависимости от вида, интенсивности тренировки, носителя процессов, происходящих в организме. Для этого ей нужно уметь собирать, хранить, анализировать и обрабатывать информацию, поступающую с датчиков, путем вычислений. Однако сейчас увеличивается количество исследований, новых технологий, касающихся самостоятельного обучения искусственного интеллекта и в сфере спорта эта тенденция так же актуальна. Подобные технологии активно используются для индивидуальных тренировок, а также рассматривается их использование в командных видах спорта для разработки стратегии игры, выбора оптимальных позиций, нахождения ошибок и их исправления, для отработки правильных техник путем использования имитационного снаряжения, и современной аппаратуры, поддерживающей дополненную реальность [8].
Так на олимпиаде 2022 году ведущий разработчик Китая в области искусственного интеллекта “Xiaoice” представил систему “Xiaoice CV Analysis Model for Winter Sports”, которая не только смогла организовывать тренировочный процесс спортсменов, в том числе и золотых медалистов, но и выступила в качестве судейского комплекса белее чем на 40 экспериментальных соревнованиях [9]. Продукт анализирует действия спортсмена, его движения, выявляет действия, приводящие к снижению качества упражнения, выбирать лучшие комбинации, цепочки событий, которые имеют наиболее успешный характер. Система сформировывает базу данных по каждому спортсмену, что в дальнейшем помогает составить планы занятий. В дальнейшем компания планирует выпустить искусственных сотрудников спортивной индустрии, тренеров, судей.
Искусственный интеллект не только помогает спортсменам увеличить конкурентоспособность путём корректировки тренировочных процессов, но и участвует в популяризации спорта. Например, на зимних олимпийских играх 2022 года компания “Alibaba” показала проект “Dong Dong” — цифрового персонажа, который будет «взаимодействовать с болельщиками зимних видах спорта» [10]. То есть, программа способна отвечать на разнообразные вопросы зрителей, жестикулировать, ведёт себя, подобно реальному человеку, подаёт по запросу информацию, касающуюся олимпийских игр, отдельных видов спорта, экипировки спортсменов. При создании продукта компания “Alibaba” использовала облачную модель нейросети, использующую технологию “Text-to-Speech” для имитации голоса человека.
Отличием искусственного интеллекта от других областей является его способность “запоминать” и “учиться”, анализируя правильные и ошибочные действия, искать закономерности, выстраивать ряд событий, то есть совершенствоваться, увеличивая свою базу данных, но так же стоит принять во внимание, что на данном этапе, сети не гарантируют абсолютное отсутствие ошибок, поэтому сейчас важной частью создания и совершенствования сетей является их «стабилизация». Искусственный интеллект является важной и перспективной областью в развитии спорта, организации подготовки спортсменов и команд, однако сейчас имеется и ряд недостатков, связанных с тем, что данные технологии появились относительно недавно, но и сейчас его использование может дать существенное преимущество перед конкурентами их пользователю.
Литература:
- НПО «Андроидная техника»: продукция [Электронный ресурс]. — URL: npo-at.com/products/ (дата обращения: 15.05.2022).
- Современные технологии подготовки спортсменов высокой квалификации / С. Е. Павлов, А. С. Павлов, Т. Н. Павлова. — 2-е изд., дораб. и доп. — М.: изд. «ОнтоПринт», 2020. — 300 с.
- Лакин Г. Ф. Биометрия: учеб. пособие для студентов биол. спец. вузов. — изд. 4-е, перераб. и доп. — М.: Высш. шк., 1990. –– 352 с.
- Медведев В. Г. Интегративный подход к изучению и оценке технического мастерства спортсменов: дис.... канд. пед. наук. — М., 2013. — 143 с.
- Шалманов А. А., Ланка Я. Е., Медведев В. Г. Методология изучения и оценки технического мастерства // Наука в олимпийском спорте.– 2013. — № 3. — С. 65–72.
- Оптимизация физической и технической подготовки в скоростносиловых видах лёгкой атлетики: монография / авт. кол.: Конестяпин В. Г., Свищ Я. С., Дунец-Лесько А. В., Воронин Д. М. [и др.]; под ред. В. Конестяпина та Я. Свища. — Львов: ЛДУФК, 2016. — 220 с. — ISBN 978–617–7336–02–9
- ЮрГУ: новости, «Ученый ИСТиС изобрел экзоскелет» [Электронный ресурс]. — URL: https://www.susu.ru/ru/news/2015/08/26/uchenyy-istis-izobrel-ekzoskelet (дата обращения: 18.05.2022)
- Медведев В. Г. Категория «техника» в понятийном аппарате теории спорта и физического воспитания // Фундаментальные и прикладные исследования физической культуры, спорта,
- Pandaily: sports, “Xiaoice AI Technology Boosts Olympic Athletes Towards Gold” [Электронный ресурс]. — URL: https://pandaily.com/xiaoice-ai-technology-boosts-olympic-athletes-towards-gold/ (дата обращения: 21.05.2022)
- Days Tech: AI news, “Alibaba creates virtual influencer for Winter Olympics to highlight innovation capabilities” [Электронный ресурс]. — URL: https://daystech.org/alibaba-creates-virtual-influencer-for-winter-olympics-to-highlight-innovation-capabilities/ (дата обращения: 21.05.2022)
