Sport i technologia: Igrzyska technologii - elektronika na podium
Zresztą nie mówimy tylko o zawodowcach. Dotyczy to również milionów amatorów i entuzjastów. Biegacze, rowerzyści czy pływacy za sprawą najnowszych osiągnięć techniki mogą monitorować swoje treningi z dokładnością niespotykaną nigdy wcześniej – i dzięki temu oczywiście osiągać coraz lepsze wyniki. Nowoczesne gadżety pomagają w utrzymaniu motywacji do ćwiczeń, co, jak wiadomo, ma kluczowe znaczenie.
Sportowiec nieustannie badany
W sklepach z elektroniką znajdziemy całą masę zegarków i opasek sportowo-treningowych. W sprzedaży dostępne są modele z odbiornikiem GPS, pozwalające z łatwością rejestrować parametry treningu biegowego, takie jak szybkość poruszania się, spalanie kalorii czy położenie zawodnika. W wielu urządzeniach dodatkowo można zamontować czujnik tętna. To niesamowite udogodnienia, które po zakończeniu treningu pozwalają śledzić postępy i planować kolejne trasy biegowe. Zegarek nie tylko wskaże godzinę, poda informację o liczbie kroków i pokonanym dystansie. Może nawet badać efektywność późniejszego snu.
Nowoczesne pulsometry pozwalają ocenić poziom wydolności i zasygnalizować ewentualny spadek formy. Dzięki temu bieganie jest znacznie prostsze i bezpieczniejsze dla naszego zdrowia niż kiedyś. Za pomocą tych urządzeń możemy zresztą w każdym momencie naszego życia sprawdzić pracę serca – np. liczbę uderzeń na minutę.
Oczywiście sam monitoring tętna czy nawet oddechu bywa użyteczny, ale nie pozwala miarodajnie ocenić stanu organizmu. Profesjonalni sportowcy mierzą więc również inne parametry, np. poziom kwasu mlekowego. Kiedyś takie analizy wymagały pobierania krwi, ale teraz mamy już mniej inwazyjne rozwiązania. Przykładem może być BSX Insight – urządzenie, które nosimy pod obcisłą opaską na łydce. Wykorzystuje ono diody LED emitujące podczerwień w głąb naszego ciała. Promieniowanie odbite przez tkanki zmienia się zależnie od poziomu kwasu mlekowego. Urządzenie wykrywa je za pomocą czujników optycznych i na bieżąco przekazuje dane do naszego zegarka czy smartfona drogą radiową (w standardzie ANT+ lub Bluetooth 4.0). Firma BSX Athletics oferuje też aplikację mobilną analizującą nasze dane oraz zdalną opiekę trenera układającego dla nas program treningowy. Urządzenie można było zamówić w przedsprzedaży za 179 dolarów, wkrótce ma ruszyć seryjna produkcja.
Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego opracowali kilka lat temu nawet tatuaż-czujnik, który pokazuje poziom zmęczenia na podstawie analizy chemicznej potu. Zawiera w sobie enzym reagujący z kwasem mlekowym, składnikiem potu.
Codziennością osoby usportowionej jest obecnie używanie urządzeń mobilnych, zwłaszcza smartfonów. Aplikacje mobilne stają się nieodłącznym elementem wyposażenia treningowego coraz większej rzeszy biegaczy. Mierzą one czas, dystans, liczą spalone kalorie. Pozwalają również chwalić się osiągnięciami przed znajomymi. Do najczęściej wykorzystywanych w trakcie treningu aplikacji zalicza się Endomondo. Działanie tego programu polega na rejestrowaniu czasu i trasy treningu. Za pomocą wirtualnego notatnika możemy również zbierać nasze osiągnięcia, obserwować postępy w czasie, porównywać je z wynikami swoich znajomych, planować dalszy trening. Inne, znane aplikacje to chociażby Runtastic, RunKeeper, Nike + , My Trucks czy Strava Cycling and Running. Do smartfona można też dokupić pasek, który po założeniu na pierś mierzy nasze tętno. Na tej podstawie wyliczane są zmęczenie, skuteczność treningu czy spalone kalorie. Lista korzyści wynikających z używania aplikacji jest coraz dłuższa.
Mimo wszystko, po pierwszym entuzjazmie wobec elektroniki noszonej (wearables) okazało się, że dane z pomiarów, które ona wykonuje, nie są zbyt dokładne. Dlatego firma e-Celsius Performance uznała, że lepsza od zegarków i opasek treningowych będzie specjalna „pigułka”, która zmierzy np. temperaturę sportowca dużo dokładniej. Urządzenie noszone „w środku” dokonuje pomiarów z dokładnością do 0,2°C, przesyła dane bezprzewodowo w paśmie 433 MHz na odległość 1 m, zawiera baterię zasilającą do dwudziestu dni, waży 1,7 grama i ma obły wygląd pigułki o rozmiarach 17,7 x 8,9 mm.
Rozwój technologii typu wearables nie mógł ominąć branży tekstylnej. Dziś niemal każdy strój przeznaczony do uprawiania sportu, dzięki wykorzystaniu nowoczesnych osiągnięć nauki dobrze absorbuje wilgoć i idealnie dopasowuje się do ciała. Specjalistyczna odzież sportowa wykorzystuje m.in. takie technologie jak system Thermodry, czyli szybko schnące włókno poliestrowe, które utrzymuje odpowiedni poziom wentylacji i odprowadza pot do zewnętrznej części tkaniny. Nowoczesna odzież coraz lepiej chroni także przed otarciami naskórka dzięki ograniczeniu liczby szwów do minimum, a ponieważ dobrze dopasowuje się do ciała, zapewnia poczucie lekkości, nawet w przypadku noszenia kilku warstw. Zmiany wkraczają również do świata designu. Kolekcje inspirowane są różnymi, nowoczesnymi zjawiskami, jak chociażby bioluminescencją. W Australii projektuje się stroje dla surferów z wzorami pozwalającymi na maskowanie przed rekinami!
Elektronika nie może już być noszona bardziej niż kolekcje, który pokazał niedawno znany projektant mody Ralph Lauren. Zaproponowany przez niego nowy model koszulki polo zintegrowanej z iPhonem i naszpikowanej sensorami nie tylko wygląda szykownie, ale pracowicie zbiera mnóstwo danych biometrycznych, przekazując je następnie do smartfona. Strona technologiczno-sensorowa w ubraniu pochodzi od kanadyjskiej firmy OMsignal. W sensie fizycznym za zbieranie informacji odpowiadają wszyte w materiał srebrne włókna. Zebrane dane trafiają do „czarnej skrzynki” przymocowanej u boku. Znajdują się w niej żyroskop i akcelerometr. Urządzenie przetwarza surowe dane w strumień informacji o organizmie. Wśród danych, które zbiera system Polo-Tech, są m.in. informacje o tempie uderzeń serca, oddychaniu, ale również o obciążeniach i wydatkowaniu energii.
Tkanie butów
Jeśli zabieramy się do uprawiania sportu, to warto pomyśleć o obuwiu. Obecnie dąży się do tego, by było ono elastyczne niczym skarpeta, przy zachowaniu wytrzymałości buta. Na stopach sportowców zobaczyć można naprawdę ciekawe rzeczy. W nieustającym dążeniu do pogodzenia wygody z trwałością, firma Nike już kilka lat temu zaproponowała „buty na drutach”, czyli zrobione z dzianiny, takie, które wydają się bardziej skarpetą niż butem. Futbolowe modele linii Magista wykorzystują do nowych celów dawniejszą technologię firmy o nazwie FlyKnit, która pierwotnie służyła do tworzenia obuwia dla biegaczy. Górne części butów FlyKnit wykonywane są za pomocą kontrolowanej komputerowo techniki dzianinowej 3D, w której włókna przędzy poliestrowej (7) tkane są w elastyczną warstwę przypominającą drugą skórę. Za wytrzymałość odpowiadają biegnące wzdłuż materiału włókna lekkiego vectranu, otrzymywanego z ciekłokrystalicznego polimeru, wynalezione przez firmę Celanese Acetate LLC.
Gra w piłkę charakteryzuje się tym, że obciąża inne części stopy, niż to ma miejsce podczas samego biegania. Dlatego też w konstrukcji butów Magista wprowadzono szereg istotnych zmian. Materiał rozciąga się w nich od łuku stopy po piętę i przedstopie. Warstwa zewnętrzna pokryta jest chropowatym materiałem, mającym zwiększać tarcie o piłkę, co pomaga w dryblingu i w strzałach. Przed wodą całość chroni warstwa miękkiej, oddychającej siatki poliuretanowej o grubości mniejszej niż 0,1 mm. Do butów trafiła też nanotechnologia. Zastosowano bowiem systemy polegające na uszlachetnieniu materiałów, z których szyte jest obuwie, cząsteczkami „odrzucającymi” zanieczyszczenia.
Dział badań i rozwoju koncernu Nike przygotował również model HyperAdapt 1.0, czyli buty, których nie trzeba wiązać. Rozwiązanie przypominać może coś miłośnikom przygodowego filmu „Powrót do przyszłości”. Tam właśnie oglądaliśmy w wizji przyszłości tego rodzaju udogodnienie. Obuwie to wyposażono w system automatycznego zawiązywania sznurówek, a przy okazji potrafi dostosowywać się do kształtu stopy właściciela. Jak twierdzi producent, to pierwsze tego typu obuwie produkowane na masową skalę. Buty łączą dwie technologie, którymi koncern pochwalił się już wcześniej: FlyWeave i FlyWire. Osoba zakładająca na swoje stopy takie cacka będzie mogła regulować dopasowanie umieszczonymi z boku dwoma przyciskami.
Są też takie buty, które same niosą biegacza. Sneakairs zostały wymyślone i zaprojektowane przez brytyjską firmę lotniczą – EasyJet. Po ich założeniu, używając Bluetooth i Google Maps API, zaprogramowujesz trasę, włączasz aplikację i… chowasz telefon do kieszeni. Buty za pomocą delikatnych wibracji, podobnych do tych generowanych przez telefony, same wskażą Ci drogę! Prototyp został wypróbowany na ulicach Barcelony podczas Barcelona Street Project. Wszyscy użytkownicy tego modelu zgodnie przyznali, że podczas wycieczki ani razu nie musieli sięgnąć do telefonu, by sprawdzić trasę.
Piłka z ilorazem
Gdy sportowiec jest już odpowiednio ubrany, czas zadbać o dalsze wyposażenie, np. o piłkę. Najbardziej chyba znaną „inteligentną” piłkę, aktywnie asystującą w treningu, stworzyła firma Adidas. Zaawansowana futbolówka nazywa się miCoach Smart Ball. Ma w środku sześcioosiowy akcelerometr, który precyzyjnie odmierza siłę uderzeń i ich miejsca, obroty, a nawet trajektorię lotu po kopnięciu. Dane z piłki przesyłane są do urządzenia mobilnego łączem Bluetooth. Oczywiście za obsługę całego mechanizmu odpowiada aplikacja na platformie iOS. Wszystko to oznacza, że trenerzy i piłkarze zyskują twarde, komputerowe dane, które dotychczas otrzymywali poprzez prostą obserwację lotu i zachowania piłki. Ich analiza ma pomóc w doskonaleniu umiejętności, np. we wprowadzaniu zmian w technice uderzeń, jeśli zachodzi taka potrzeba. Aplikacja mobilna zawiera także poradnik dla piłkarzy, którzy chcieliby popracować nad swoimi strzałami i dryblingami.
Nie tylko piłka nożna chce być inteligentna. Sercem niezwykłej piłki do koszykówki, noszącej nazwę 94Fifty Smart Sensor Basketball, jest aż dziewięć wbudowanych w nią czujników pomiarowych. Badają one w trakcie lotu takie parametry piłki, jak: szybkość poruszania się, prędkość obrotową oraz kąt wyrzucania przez zawodnika. Wszystkie dane za pośrednictwem złącza Bluetooth (o niskim zużyciu energii) przesyłane są do smartfona lub tabletu. A mówiąc wprost – do iPhone'a lub iPada, ponieważ oprogramowanie współpracujące z piłką (darmowe) działa na razie wyłącznie z systemem iOS 7.
Jeśli jesteśmy już przy koszykówce, to firma Vibrado z Kalifornii skonstruowała rękaw, który po założeniu na ramię koszykarza może ocenić jego rzuty. Zalety tej konstrukcji polegają na wykorzystaniu w niej akcelerometrów instalowanych nad bicepsem, na przedramieniu oraz na grzbiecie dłoni. W rękawie zapisano model idealnego rzutu, dzięki czemu urządzenie może porównywać wykonywane przez zawodnika ruchy, łuki i napięcia ręki z wzorem. Sportowiec o jakości swojego wyrzutu może dowiadywać się od razu, za pomocą dźwięków i sygnałów świetlnych. Gdy jednak nie chce, aby cokolwiek przeszkadzało mu w treningu, rękaw zapisuje wyniki, pozostawiając je gotowe do przekopiowania potem na komputer lub smartfon i dokonywania na ich podstawie analiz.
Skąd się biorą wzorce poprawnych rzutów? Opracowują je trenerzy na podstawie swojej wiedzy i wieloletnich doświadczeń. Ustalają optymalne kąty wyrzutów w zależności od pozycji na boisku i podobne parametry. Na razie urządzenie ma pomagać koszykarzom, ale w przyszłości być może powstaną podobne dla uprawiających inne gry i dyscypliny.
Symulacyjny trening biegaczy ułatwi z kolei bieżnia antygrawitacyjna AlterG, dzieło NASA. Pierwotnie miała symulować warunki panujące na Księżycu, zmniejszając wagę astronautów. Jak działa? Nogi użytkownika znajdują się w komorze, do której tłoczone jest powietrze pod dużym ciśnieniem. Unosząc ciało, sprawia ono, że człowiek czuje się lżejszy nawet o 80%. Ciśnienie powietrza, a więc i spadek wagi, można precyzyjnie regulować. Dziś ta kosmiczna technologia pomaga sportowcom. Osłabia siłę uderzenia stóp o podłoże. Podczas „antygrawitacyjnego” treningu amortyzacja jest lepsza, a obciążenia mięśni i stawów stają się mniejsze. Kolejny plus to technika. Biegacz o mniejszym ciężarze wydłuża krok, co jest trudne do osiągnięcia w zwykłych warunkach. W sporcie amatorskim taka bieżnia ułatwia bieganie ludziom z nadwagą, a także odzyskującym sprawność po urazach.
Była linia! – woła system
Rewolucje technologiczne towarzyszyły sportowi od zarania. Stałemu doskonaleniu podlegał przecież sprzęt, np. piłki, kije, tyczki, rakiety, a także ten poprawiający komfort rozgrywki, czyli odzież, obuwie czy ochraniacze. Ewoluowały też technologie sędziowania – kiedyś poprzez rewolucję fotokomórki, a dziś poprzez wszechobecne kamery i sensory, jak również media, w tym, ostatnio, media internetowe.
Mamy teraz np. rakiety tenisowe z dodatkiem grafenu, nanotechnologie w podeszwach, membranowe materiały na ubrania i w obuwiu, super-sprężyny do skakania po wertepach i ponad autami, nowe materiały na żagle i deski, wreszcie nowe konstrukcje do spadania, latania, podskakiwania i jeżdżenia. Rola technologii w ogromnym tempie rośnie w sportach wyczynowych i zawodowych. Międzynarodowy Komitet Olimpijski zatrudnia nawet na stałe liczny zespół inżynierski, który pracuje nad usprawnianiem urządzeń stosowanych w sporcie.
W ostatnich latach rośnie przede wszystkim popyt na czujniki i minisensory, zwykle układy typu RFID, które wspomagają wyczynowców w trakcie treningów i zawodów sportowych. Są już wszędzie – w butach biegaczy, w starterach na basenach pływackich, na liniach kortów tenisowych i nawet w piłeczkach, w kostiumach łyżwiarzy szybkich oraz narciarzy. Do pomiarów prędkości piłek stosuje się radary dopplerowskie, które mierzą prędkość obiektów poprzez porównywanie częstotliwości fal nadawanych i odbitych od piłki oraz czasu od odbicia. W rowerach i innych wehikułach do wyścigów instaluje się bezprzewodowe przekaźniki, które śledzą pozycję i ruchy sportowców.
Na sensorach oparta jest zdobywająca popularność technologia Hawk-Eye. To elektroniczny system umożliwiający rozstrzygnięcie kontrowersyjnych punktów, wykorzystywany m.in. w krykiecie, tenisie, badmintonie, szermierce, siatkówce, piłce nożnej i snookerze. Działanie systemu umożliwiają kamery i czujniki przesyłające do komputera zarejestrowany bądź animowany obraz. Kamery (w tenisie jest to dziesięć kamer HD o dużej szybkości nagrywania) zainstalowane są ponad placem gry, a na nim umieszczone są czujniki. Urządzenia rejestrują tor lotu piłki, a następnie przesyłają dane do komputera, który tworzy trójwymiarowy animowany obraz lotu wraz z miejscem odbicia. Dokładność odwzorowania punktu odbicia piłki wynosi ok. 3,6 mm. Wszelkie obrazy i dane pochodzące z wielu spotkań lub nawet całego turnieju można zapisać w pamięci flash, a następnie przeglądać na laptopie. System ten jest więc idealny do przeprowadzania analiz meczów i treningów. Koszt montażu sokolego oka na jednym korcie tenisowym wynosi ok. 100 tys. dolarów.
Hawk-Eye w siatkówce nazwano Challenge System Volleyball. Rozwiązanie wykorzystane zostało podczas meczu finałowego PlusLigi w sezonie 2010/2011. Na układ składało się piętnaście kamer – osiem skierowanych w stronę linii boiska, trzy zwrócone na siatkę i antenkę oraz cztery przekazujące podgląd tablicy wyników i boiska. Kamery rejestrowały klatki filmowe co 0,008 sekundy. System sokolego oka był wykorzystywany podczas wszystkich meczów pamiętnych Mistrzostw Świata w Piłce Siatkowej Mężczyzn 2014, rozgrywanych w Polsce.
Samolot dla sportowca
Ubranie i sprzęt jest. Ruszamy więc na zawody. Sportowcy do Rio mają dość daleko. Okazuje się jednak, że technologia może pomóc zawodnikom nawet na etapie samej podróży do aren olimpijskich. Projektanci z amerykańskiej firmy designerskiej Teague opracowali wstępny projekt wnętrza kilkudziesięcioosobowych samolotów, które służyłyby sportowcom, przemierzającym tysiące kilometrów, by wziąć udział w zawodach. Do współpracy zaprosili Nike, firmę, która od lat zasila sportowy świat nowoczesnymi rozwiązaniami. W efekcie powstał projekt, który – wedle jego pomysłodawców – zredukuje do minimum negatywny wpływ podróży na pułapie ponad 10 tys. m. Wnętrze samolotów będzie wyposażone w siłownię oraz pokładowe laboratorium, zdolne do przeprowadzenia dość skomplikowanych badań, dzięki którym da się w powietrzu wykryć np. kontuzję sportowca. Nie bez wpływu na samopoczucie – a więc na wyniki sportowe – będzie mieć również stworzenie warunków do idealnego snu w naturalnej pozycji.
Tradycjonaliści uważają oczywiście, że wszystkie gadżety i nowinki technologiczne i tak nie są ważniejsze od człowieka, jego talentu i woli walki. Skoro jednak już istnieją, to na pewno warto chociaż ich spróbować. A nuż, przypadkiem, okaże się, że trochę pomagają.
