除了AI裁判，足球运动中还有哪些前沿科技？

2022年卡塔尔世界杯足球赛激战正酣，而赛场内外的“黑科技”也足够亮眼，让人津津乐道，带空调的球场、AI裁判、历届世界杯飞行速度最快的足球……

这些科技助力，让竞赛更精彩，也给球迷带来了与众不同的观赛体验。关于赛场上的“黑科技”应用曾经讲了太多，今天我们来看看那些赛场背地，出往常足球锻炼中的科学技术。

足球是一项对人体的各个机能都有高规范请求的运动，其中最明显的就是对力气、耐力、速度这些方面的请求，具有高强度、间歇性和非周期性等特性。

为了让足球运发起在日常锻炼中更恰当地增加身体机能，在更好的运动基础上完成才干的提升，许多足球科研人员对运发起力气产生条件、契合原理、疲倦产生等中止研讨剖析和应用，分离运动生物力学、运动心理生理学等科学引导足球运发起采用更合理高效的锻炼方式，从而完成足球技术和体能锻炼的稳步提升。

便携式呼吸代谢监测系统—心肺功用测试

COSMED研发的K5可穿戴式人体运动气体代谢遥测仪，运用每次呼气剖析法中止量度。透过这种科技，能够记载在户外运动时的呼吸代谢,既能够在快速运动的瞬间搜集数据,还能够中止长时间的数据搜集及丈量。能够精确地量度超越三十个生理数据,包含摄氧量、二氧化碳呼出量、心率及气流量等。

许多豪门俱乐部均运用这套设备对球员中止测试，在拜仁球员季前赛体能水平评价中，团队运用 COSMED 分离运动跑台中止CPET 心肺运动测试。CPET测试对心肺健康和表示中止精确且可重复的丈量，提供生理和功用指标，这些指标是运发起评价的关键变量。

在皇马季前赛的体能锻炼中，同样呈现了K5的身影，皇马球员在体能教练的指导下，穿戴COSMED K5中止了高强度锻炼。经过丈量最大摄氧量（VO2Max）肯定运发起的心血管健康和运动才干。

图片来源：COSMED官网

生物力学模型—足球运发起功用性测试

三维运动捕获系统能够对运发起各项数据中止量化剖析，经过实时的运动捕获技术对锻炼中呈现的问题中止技术诊断与剖析，并以视频、图像以及量化的数据等方式中止回馈，能为教练员提供科学的精确的定量依据和量化的锻炼指标，有助于改进锻炼措施，进步锻炼效果。

测力台不时是运动生物力学研讨范畴的有力测试工具，能够直接输出三维力，采样频率高，测试精度精确，可用于动作技术的空中反作用力测试，得出力、力矩、和压力中心等数据并中止计算，从而量化人体运动中的动力学特征，为科学化锻炼和体育研讨提供有力的科学依据。

英国布里斯托尔城足球俱乐部（Bristol City Football Club）为足球运发起中止一系列功用性测试，创建球员运动才干数据库。其中，应用 Qualisys三维运动捕获系统和Kistler三维测力台，对球员中止多模块化测试，树立运动生物力学模型。

科研人员在骨性标记处贴放反光标记点，搜集运动学数据，如关节角度，了解运发起是如何运动的，特别是他是如何腾跃的，运发起在测力台上中止纵跳测试，得到空中反作用力，把运动学和动力学分离起来，能够计算出每个关节（如踝关节、膝关节和髋关节）实践有多少负荷，从而发现异常。

这两个系统经过生物力学剖析软件VISUAL 3D整合创建模型，并转化为有意义的数据讲演，运动生物力学模型为球员评价提供了客观科学的依据，辅佐球员重构自身运动方式，改进运动表示，同时尽量降低受伤的风险。

可穿戴惯性传感器—运动损伤预防

惯性传感器在人体运动剖析中有很多应用，如剖析生物力学负荷。

美国瓦尔帕莱索大学(人体运动研讨实验室）运用惯性运动捕获系统Xsens MVN测试和剖析足球运发起在什么状况下容易受伤，研讨项目的重点是丈量运发起运动时的重心、质心、臀关节角、膝关节角、踝关节角。当球员带球的运动时，均衡与谐和才干更好，研讨的重点是质心和踝关节角。

数据能够让足球运发起知道在运动中他们的哪些关键部位最容易受伤，经过科研人员告知运发起相关风险，从而规避损伤风险。由于足球运动对臀、膝、踝的损伤是不可避免的（即便没有球员间的冲撞也会构成受伤）。

这项研讨中的信息能够辅佐球员在带球和不带球时降低损伤，优化关节力学，进步成果。

眼动追踪技术—足球运发起视野采集

与很多其他运动不同，足球是一项多人协作的团队运动，运发起必须及时经过视觉来分辨球员、足球、球框等的空间位置和运动态势，做出合理的动作反响。

运动中，球员的视觉信息采集是十分重要的，它决议着后续信息加工质量和整个战术决策以及技术行为的效果，是保障运发起完成技术动作和战术配合基础。

眼动追踪技术作为记载眼球运动数据的重要技术，在运动中，它能够采集运发起的视觉注视特征数据，这些数据能够用来评价运发起的在竞赛或练习过程中的竞技水平与心理状态。对这些数据加以剖析与计算能够树立运发起的视觉留意变更过程与所取得成果树立内在联络，从而进步运发起的竞技水平与心理状态。

在C罗应战极限的纪录片中，就曾运用头戴式Dikablis眼动仪对C罗与另一名业余足球运发起中止视觉捕获，并中止对比，从而评判出高水平运发起与业余运发起的视觉注视差别。

除了以上的技术外，名义肌电测试能够采集足球运发起的在完成某一动作时，肌肉的募集水平、激活次第、持续工作时间、贡献率、疲倦度等，足底压力散布测试能够得出球员在站立、行走、跑步、起跳、落地等专项动作过程中足底压力散布特征。

这些先进的前沿科学技术为研讨运动技术动作的合理性和有效性提供了客观的数据支持，从而为足球运发起纠正技术动作、设计专项锻炼措施，最终进步运动表示，预防运动损伤提供了科学依据。

来源：网络及infoinstruments

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