“精確到肌肉”
南都：以往運(yùn)動(dòng)員做各種動(dòng)作時(shí) ， 肌肉怎樣發(fā)力、起跳的時(shí)機(jī)怎樣把握 ， 只能靠教練員的經(jīng)驗(yàn)和運(yùn)動(dòng)員的自身感覺和揣摩 。 我們?nèi)绾翁峁┛萍贾С郑?
霍波：運(yùn)動(dòng)員動(dòng)作捕捉下來以后 ， 我們接著要做人體結(jié)構(gòu)分析 ， 得到每個(gè)關(guān)節(jié)點(diǎn)在不同時(shí)刻的軌跡 。 此外 ， 我們還需要知道運(yùn)動(dòng)員在不同姿態(tài)下生理的功能 ， 其中 ， 我們最關(guān)注的就是肌肉的電信號(hào) 。 因?yàn)槲覀兿胫肋\(yùn)動(dòng)員在不同情況下哪些肌肉提供了能量、提供了力 ， 通過在皮膚表面貼上傳感器 ， 對(duì)肌肉的電信號(hào)進(jìn)行測量 。
接下來就是做全身骨骼肌肉模型 。 此前并沒有人體全身骨骼肌肉模型 ， 我們花了三年多的時(shí)間建成 ， 包含人體運(yùn)動(dòng)所需共680個(gè)肌肉及人體主要的運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)自由度 。
建好模型之后 ， 我們針對(duì)特定運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目（如跳臺(tái)滑雪、越野滑雪）對(duì)肌肉進(jìn)行簡化 ， 只保留關(guān)鍵肌肉群 ， 從而可以加快計(jì)算和分析 。 舉例來說 ， 越野滑雪運(yùn)動(dòng)主要是胸大肌、背闊肌、大圓肌、腹直肌、腹外斜肌等19個(gè)關(guān)鍵肌肉群；跳臺(tái)滑雪運(yùn)動(dòng)主要是豎脊肌、腹直肌等19個(gè)關(guān)鍵肌肉群 。
獲得生理參數(shù)和動(dòng)力學(xué)的分析結(jié)果之后 ， 我們就可以分析計(jì)算關(guān)鍵的骨骼的作用力和肌肉的作用力 。 例如 ， 通過骨骼作用力可以分析骨骼損傷是如何發(fā)生的以及要如何避免損傷 。
除了關(guān)注運(yùn)動(dòng)員本身之外 ， 我們還研究器械和空氣阻力分別對(duì)人體動(dòng)力學(xué)的影響 。 比如 ， 運(yùn)動(dòng)員在跳臺(tái)滑雪和速降時(shí)的速度可以達(dá)到30米每秒 ， 空氣阻力非常大 ， 考慮空氣阻力姿態(tài)影響 ， 我們加工完成了1:1尺寸比例的跳臺(tái)滑雪運(yùn)動(dòng)員人體模型 ， 進(jìn)行風(fēng)洞實(shí)驗(yàn) ， 施加風(fēng)速 ， 測量所受的力 ， 采用數(shù)值模擬 ， 形成空氣阻力數(shù)據(jù)庫 ， 最終可以得到人體所受的空氣阻力和對(duì)姿態(tài)、運(yùn)動(dòng)軌跡的定量影響 。

文章圖片

一位滑雪運(yùn)動(dòng)員在進(jìn)行訓(xùn)練 。新華社發(fā)
跨越70度溫差 ， 四處隨隊(duì)服務(wù)
南都：針對(duì)本次冬奧會(huì) ， 在技術(shù)上有沒有一些新變化？
張海洋：說實(shí)話 ， 一開始我們對(duì)難度估計(jì)并不很高 。 因?yàn)槲覀冏隽私?0年的激光雷達(dá) ， 經(jīng)驗(yàn)還是有的 。 但到了雪場之后 ， 我們就遇到了挑戰(zhàn) 。
第一 ， 高海拔問題 。 無人機(jī)根本爬不上海拔2000多米的山峰 ， 在山特別高的地方 ， 會(huì)有橫風(fēng) ， 無人機(jī)可能被掀翻 。
我們調(diào)整了飛行策略和掃描策略 ， 選擇一個(gè)合適的地形判別什么時(shí)候起飛 ， 比如說山頂起飛 ， 平飛到多少米之后 ， 自動(dòng)降落到一定水平高度再平飛 ， 或者采用上爬式 ， 根據(jù)不同的山勢(shì)或者不同的需求來做測量 。
第二是低溫 ， 這也很頭疼 。 雪場零下20多度是常見的 ， 對(duì)此我們升級(jí)了激光雷達(dá)的預(yù)熱系統(tǒng)和電池溫度管理系統(tǒng) ， 能夠滿足零下30度以內(nèi)的正常飛行 。
但也有一些極端情況 ， 比如我們?cè)诔缍Y測試越野滑雪和冬季兩項(xiàng)的時(shí)候 ， 白天中午的溫度就達(dá)到了零下35度 ， 超過了設(shè)備承受極限 。 最后沒辦法了 ， 無人機(jī)載激光雷達(dá)用不了 ， 我們只好換成了地基激光雷達(dá) 。 好處是更耐低溫 ， 測量距離適中 ， 但效率慢 ， 尤其雪道是高低起伏的 ， 需要人抱著激光雷達(dá)放到高坡或放到谷底 ， 每隔100米或200米打個(gè)點(diǎn) ， 這種環(huán)境下長期作業(yè)對(duì)我們來說挑戰(zhàn)很大 。
南都：把這科研的場地?fù)Q到雪場是怎么一種體驗(yàn)？吃穿住行是怎么解決的？
張海洋：我們的學(xué)生都是年輕人 ， 之前在學(xué)校比較封閉的環(huán)境做科研 ， 一下子到了雪場 ， 所以最開始他們是很興奮的 ， 覺得“一開門好冷啊 ， 太有意思了！”

以上關(guān)于本文的內(nèi)容，僅作參考！溫馨提示：如遇健康、疾病相關(guān)的問題，請(qǐng)您及時(shí)就醫(yī)或請(qǐng)專業(yè)人士給予相關(guān)指導(dǎo)!

• 張怡寧|40歲張怡寧宛如少女！大20歲富豪老公已成老頭，很會(huì)哄老婆開心
• 比賽|郭艾倫張鎮(zhèn)麟養(yǎng)傷，趙繼偉成第1得分點(diǎn)，如何評(píng)價(jià)遼寧與寧波一役
• 中國|中國金球獎(jiǎng)候選前三：郭田雨、武磊、張玉寧
• 夜景|掛燈籠布夜景！冬奧元素扮靚張家口崇禮區(qū)
• 李霄鵬|李霄鵬選擇張稀哲，棄用嚴(yán)鼎皓并不意外，嚴(yán)鼎皓沒經(jīng)過亞冠的考驗(yàn)
• 張稀哲|屢遭排擠+滯留機(jī)場！洛國富開炮背后3大原因揭曉，足協(xié)難辭其咎！
• 大名單|國足大名單出爐：4歸化出征，中超冠軍最多人，張稀哲于大寶入選
• 劉彬彬|早上5點(diǎn)！李霄鵬做出爭議決定：張稀哲于大寶遭質(zhì)疑，球迷罵聲一片
• 國足|李霄鵬選擇張稀哲，棄用嚴(yán)鼎皓并不意外，嚴(yán)鼎皓沒經(jīng)過亞冠的考驗(yàn)
• 非洲杯|1-0，2張紅牌+絕殺！非洲杯奇跡：世界第150再創(chuàng)歷史，利物浦笑了