“沈阳智造”助冬奥健儿飞得美站得稳
稿源: 沈阳日报 2021-12-21 09:22

“自由式滑雪空中技巧运动员得高分,关键要空中翻转姿态优美、落地时站立平稳。我们开发的这套系统,能准确地把运动员每次起跳过程中的风中稳定性、力学参数、空中姿态通过3D数据全方位还原出来。”昨天,沈阳森之高科科技有限公司总经理龚佳乐在接受采访时形象地描述了该公司研发的“黑科技”。

从9克到0.9克

传感器尺寸只有硬币的三分之一

在产品展示室里,记者见到了中国自由式滑雪空中技巧国家队正在使用的高水平运动员运动表现分析系统。该系统的硬件核心是一套内嵌几十片微型传感器的动作捕捉紧身衣、紧身裤、鞋垫、手套,运动员穿上这套特殊的服装后,滑行、起跳、空中翻转、落地全过程,能通过传感器记录肢体各部分的加速度、角速度等数据,高精度还原训练中的各阶段姿态。

龚佳乐介绍说:“2017年,我们在与国外几个知名光学传感器公司的竞争中,赢得了这个国家级科技冬奥项目,我们紧贴在运动员身上的惯性传感器相比光学传感器拥有扑捉更准确、全天候、抗干扰能力强的诸多优势。”

开始新项目公关,科研团队的首个任务就是给传感器缩体积、降重量。龚佳乐说:“原来,我们公司的产品是用在机器人高精控制方面,对传感器的体积和重量没有太多要求,每块传感器的体积差不多一个麻将牌大小,重量为9克。不过要满足冬季项目运动员训练的要求,传感器的体积和重量必须降下来,否则背负几十块麻将牌大小传感器,对训练中的姿态、安全性都会有影响。”

国家队的设计要求是运动员穿上紧身衣后不能有不适感。设计团队经历半年的时间重新设计,通过一体化成型制造新工艺,最终把传感器的重量降为0.9克。新传感器的重量只有原来的十分之一,体积只有一元硬币的三分之一。

龚佳乐表示,“运动员可以根据需求,在身体不同部位安装传感器,最多时候从头到脚能佩戴40块,总重也不过36克,完全没有不适的感觉。”

从雪场到水池

研发全球首款抗寒防水运动传感器

新系统经过中国自由式滑雪空中技巧队在2018年使用后,训练效果很好,为了保证夏季训练的延续性,国家队向研发团队提出,能否研发防水版传感器,供队员在夏季水池训练中使用。接到新的任务后,研发团队经过三个月的紧急公关,更换一体化成型材料,研发出了全球首款抗寒、防水版的人体运动传感器,系统能保证国家队“全天候”进行训练。

新一代传感器的工作温度区间在-45°C到85°C,能在1.2米水深情况下防水12小时以上,连续使用时长超3.5小时,800米直径范围内可与电脑进行无线连接。

除了一个个“高精尖”的硬件外,该系统还拥有一套强大的软件作为“超强大脑”。研发团队带头人、东北大学机械工程与自动化学院博士生导师陆治国教授介绍:“系统之所以能‘捕风捉影’,是依靠运动员身上的惯性运动扑捉传感器检测三轴加速度、三轴角速度、三轴磁场共‘九轴’的变化,通过软件的数据融合技术,实时对滑行、起跳、空中姿态、落地全过程进行人体3D姿态还原。系统可以从任意角度对运动员训练姿态进行观看、分析,甚至每个关节、每块肌肉的发力速度、角度都能够扑捉到。”这套系统让中国自由式滑雪空中技巧队员从此前通过观看录像改进动作的方式,变为运用运动表现分析系统进行辅助训练,大大提高了训练效率。

目前,这套高水平运动员运动表现分析系统,不仅被推广到自由式滑雪U型槽、单板U型槽、残疾人越野滑雪、残疾人雪车等备战北京冬奥会、冬残奥会的国家队,还被中国帆船队等夏季项目国家队所使用。“沈阳智造”为“科技奥运”贡献力量!

编辑: 杨洋