Hologramy wyjdą na boisko, a roboty je wygwiżdżą
Rewolucje technologiczne towarzyszyły sportowi od zarania. Jedną z największych było wprowadzenie... sztucznego oświetlenia na stadionach i boiskach. Dzięki temu robotnicy mogli uganiać się za piłką również w dni robocze, po pracy, a nie tylko w dni wolne. Stałemu doskonaleniu podlegał sprzęt do rywalizacji, np. piłki, kije, tyczki, rakiety, a także sprzęt poprawiający komfort zawodników, czyli odzież, obuwie czy ochraniacze, wreszcie technologie sędziowania - kiedyś było to związane z rewolucyjnym wprowadzeniem fotokomórki, dziś stosuje się wszechobecne kamery i sensory, podpatrywane na bieżąco przez media internetowe. Wszystko to sprawiło, że sport nie tylko cieszy się coraz większym zainteresowaniem, ale również jest czymś, co w jakiś sposób dotyczy nieomal każdego.
Mamy więc rakiety tenisowe z dodatkiem grafenu, nanotechnologie w podeszwach, membranowe materiały na ubraniach i w obuwiu, supersprężyny do skakania po wertepach i ponad autami, nowe materiały na żagle i deski, nowe konstrukcje do spadania, latania, podskakiwania i jeżdżenia. W sportach wyczynowych i zawodowych rola technologii w ogromnym tempie rośnie. Nawet Międzynarodowy Komitet Olimpijski zatrudnia na stałe poważny zespół inżynierski, który pracuje nad usprawnianiem urządzeń stosowanych w sporcie.
W ostatnich latach zwiększa się przede wszystkim popyt na czujniki i minisensory, czyli zwykle układy typu RFID, które wspomagają wyczynowców w trakcie treningów i zawodów sportowych (1). 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.
Sokole oko pilnuje autów i bramek
Na sensorach oparta jest zdobywająca popularność technologia Hawk-Eye (znana także pod nazwami Challenge, sokole oko, jastrzębie oko). Jest to elektroniczny system umożliwiający rozstrzygnięcie kontrowersyjnych zagrań w sporcie, wykorzystywany m.in. w krykiecie, tenisie (2), badmintonie, szermierce, siatkówce, piłce nożnej i snookerze. Wynalazcą Hawk-Eye jest John Hawkins. Jego firma została przejęta w 2011 r. przez Sony.
Działanie systemu umożliwiają kamery i czujniki przesyłające do komputera zarejestrowany bądź animowany obraz. W tenisie dziesięć kamer HD o dużej szybkości nagrywania zainstalowanych jest ponad placem gry, a czujniki umieszczone są na korcie. 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 na pamięci flash, a następnie przeglądać na laptopie. To idealne narzędzie do przeprowadzania analiz meczów i treningów. Koszt montażu sokolego oka na jednym korcie wynosi ok. 100 tys. dolarów.
Debiut sokolego oka w profesjonalnym turnieju tenisowym nastąpił podczas drużynowego Pucharu Hopmana w 2006 r., w meczu Holandii z Chinami. Pierwszym uczestnikiem zawodów, który skorzystał wówczas z tego systemu, okazała się Holenderka Michaëlla Krajicek. Challenge wykonywany jest na prośbę gracza. W każdym secie tenisiście przysługują trzy szanse na nieudane sprawdzenie zagrania plus jedna dodatkowa w tie-breaku. Jeśli sportowiec nie popełni pomyłki, kwestionując za pomocą sokolego oka przyznany komuś punkt, próba nie zostaje mu odebrana, tak więc liczba poprawnych sprawdzeń nie jest ograniczona.
Hawk-Eye w siatkówce nazwano Challenge System Volleyball. System wykorzystany został podczas meczu finałowego polskiej 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. Koszt montażu jednego zestawu wynosi ok. 350 tys. zł. System był też wykorzystywany z powodzeniem podczas wszystkich meczów pamiętnych Mistrzostw Świata w Siatkówce Mężczyzn, które odbyły się w 2014 roku w Polsce.
W piłce nożnej system dostarcza sędziemu informacji w momencie przekroczenia przez piłkę linii bramkowej. Wykorzystywane do tego są: pole magnetyczne, kamery i specjalne czujniki (3). Od sezonu 2013/2014 system siedmiu kamer kontrolował bramki w rozgrywkach angielskiej Premier League, czyli najwyższej tamtejszej lidze. Międzynarodowa Federacja Piłki Nożnej FIFA przyjęła te eksperymenty pozytywnie. Jednak na pełne zastosowanie tej technologii w rozgrywkach przyjdzie jeszcze zaczekać.
Często krytykowane za tę opieszałość władze piłkarskie mogą mimo wszystko mieć sporo racji, powstrzymując entuzjastów techniki. Wskazują, że po pierwsze, przedłużający się czas decyzji sędziego może tylko zwiększać, a nie zmniejszać kontrowersje i niejasności, podważając przy okazji autorytet arbitra. Po drugie, nie wszystkich stać na wprowadzanie takich kosztownych rozwiązań, a założeniem rozgrywek piłkarskich była i jest ich dostępność dla każdego oraz jednakowe zasady, panujące niezależnie od poziomu i miejsca świata, w którym odbywają się mecze.
Mimo tych obiekcji Sepp Blatter, szef FIFA, należy jednak do orędowników nowatorskiej technologii. Przekonał się do niej po znanej kibicom futbolu historii bramki strzelonej przez Brytyjczyka Franka Lamparda Niemcom podczas mistrzostw świata w 2010 r., nieuznanej przez sędziego. Niechętnie natomiast do sokolego oka podchodzi europejska federacja, UEFA, i jej szef Michel Platini. Nie chcą jej w elitarnych klubowych rozgrywkach Ligi Mistrzów. Z drugiej strony, być może zostanie jednak dopuszczona do użycia w trakcie mistrzostw Europy we Francji, które odbędą się już w 2016 r.
System, który pracował na arenach ubiegłorocznych piłkarskich mistrzostw świata w Brazylii, stworzony przez niemiecką firmę GoalControl (4), pracuje na takich samych zasadach jak sokole oko. GoalControl to układ obrazowania, działający dzięki czternastu kamerom zamocowanym na dachu stadionu, od wysokości linii połowy boiska do miejsc za linią bramkową. Każda z kamer rejestruje przebieg wydarzeń z szybkością 500 klatek na sekundę. Kamery podłączone są do systemu odfiltrowującego wszelkie zakłócenia, np. deszcz czy widok zawodników na boisku. Opiera się na triangulacji położenia piłki, na podstawie całości otrzymywanych danych.
Gdy piłka przekracza linię bramkową, sędziowie i inne osoby kontrolujące przebieg meczu otrzymują wibracyjny sygnał na zegarki naręczne. GoalControl wyposażony jest w funkcję powtórki, która odtwarza obraz 3D lotu piłki. Widzowie mogą to obejrzeć na wielkich LED-owych ekranach. Jednak ostateczna decyzja o uznaniu gola należy i tak do sędziego.
Inną nowinką mundialu w Brazylii była możliwość nagrywania tego, co sędziowie mówili do piłkarzy podczas meczów. System ten już od pewnego czasu jest stosowany przez UEFA, aby sprawdzić, jak arbitrzy komunikują się z zawodnikami. Rozmowy z piłkarzami rejestrowane są regularnie od 1/16 finału tegorocznych edycji Ligi Mistrzów i Ligi Europy. Rozwiązanie to było również testowane w polskiej ekstraklasie.
A jednak najszybsza i najodważniejsza w przyjęciu Hawk-Eye była światowa federacja rugby, która po raz pierwszy wykorzystała tę technikę w oficjalnym meczu już w 2001 r.! Podczas odbywających się w tym roku w Anglii mistrzostw w rugby wyników strzec będzie właśnie ta technologia. W 2016 r. czekają nas również igrzyska olimpijskie w Brazylii. Raczej na pewno zobaczymy na nich Hawk-Eye, w rozgrywkach tenisowych i na boisku siatkówki.
Przewidywalna piłka i buty robione na drutach
Piłka Brazuca, znana z ubiegłorocznych futbolowych mistrzostw świata w Brazylii, zaprojektowana została tak, aby zachowywać mniej więcej tę samą wagę i zdolność odbijania się niezależnie od warunków klimatycznych i pogodowych. Składa się z sześciu jednakowych kawałków poliuretanu, materiału elastycznego i wytrzymałego. Połączone są one termicznie, co zmniejsza przepuszczalność wilgoci zaledwie do 2% - to znacznie mniej niż wymaga FIFA. Powierzchnia piłki pokryta jest 50 tys. drobnych guzków (5), które zaprojektowane zostały tak, aby rozwiązać największy problem, jaki producent, firma Adidas, miał z poprzednim mundialowym modelem zgrzewanej termicznie piłki. Kontrowersyjny model Jabulani przelatywał oto bowiem przez powietrze z nieprzewidywalną lekkością, choć był stosunkowo ciężki jak na piłkę futbolową. Powodem okazała się... zbyt dokładna kulistość! Brak jakichkolwiek rowków na powierzchni przyczyniał się do przypadkowych odchyleń w locie. Stąd rowki w nowym modelu, które nadały Brazuce bardziej przewidywalne ścieżki lotu.
Gdy piłka lata już w miarę przewidywalnie, warto pomyśleć o obuwiu. Obecnie dąży się do osiągnięcia w nim elastyczności podobnej do tej, którą ma skarpeta, przy zachowaniu wytrzymałości buta. Na stopach sportowców zobaczyć więc można dziś bardzo ciekawe rzeczy. W nieustającym dążeniu do pogodzenia wygody z trwałością, firma Nike już kilka lat temu zaproponowała "buty na drutach", czyli obuwie z dzianiny, które wydaje się bardziej skarpetą niż butem. W piłkarskich butach Nike - linii Magista - wykorzystano do nowych celów dawniejszą technologię stosowaną przez tę firmę, o nazwie FlyKnit (6). 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 tkane są w elastyczną warstwę, przypominającą drugą skórę. Za wytrzymałość odpowiadają biegnące wzdłuż materiału włókna lekkiego vectranu, sztucznego włókna otrzymywanego z ciekłokrystalicznego polimeru, wynalezione przez Celanese Acetate LLC.
Gra w piłkę charakteryzuje się m.in. tym, że obciąża inne części stopy, niż to się dzieje w trakcie samego biegania. Dlatego też w konstrukcji butów Magista wprowadzono szereg istotnych zmian w stosunku do poprzednich rozwiązań. Materiał rozciąga się w nich od łuku stopy aż po piętę i przedstopie. Ponadto warstwa zewnętrzna pokryta jest chropowatym materiałem, aby zwiększyć tarcie o piłkę, co pomaga w dryblingu i w strzałach. Przed wodą chroni je z kolei warstwa miękkiej, oddychającej siatki poliuretanowej o grubości mniejszej niż 0,1 mm. Do butów trafiła też nanotechnologia - materiały, z których szyte jest obuwie, uszlachetniono nanocząsteczkami "odrzucającymi" zanieczyszczenia.
Koszulki z mikromasażem
Pasy, które pamiętamy z muskularnego ciała Maria Balotellego na Euro 2012 (7), czy też te widywane często na ramionach Agnieszki Radwańskiej, to terapeutyczne taśmy stosowane od dekad w celu wsparcia mięśni i stawów przez sportowców dochodzących do siebie po naciągnięciach i urazach. Tradycyjne napinające lepy często przeszkadzają sportowcom, ograniczając ich ruchy. Mogą też pogłębić urazy, gdyż zapobiegając przepływom płynów zapalnych, prowadzą do opuchlizn. Współczesne taśmy, wykonane z wysokiej jakości bawełny, są znacznie bardziej elastyczne, niemal na tym samym poziomie, jak ludzkie mięśnie. Poza tym unoszą skórę, pozwalając przypływać płynom w ciele i nie dopuszczając do puchnięcia. Uważa się, że prowadzi to do mniejszego ciśnienia na receptory bólowe w organizmie.
Prawdę mówiąc, ostatecznych naukowych dowodów na skuteczność tych pasów nie ma... Nawet jednak jeśli to tylko placebo, stało się niezwykle popularne wśród sportowców. Taśmy były szeroko stosowane podczas igrzysk olimpijskich 2012 r., a obecnie firma Puma rozwija podobną do taśm technologię wszytą w ubrania piłkarzy. Z okazji ubiegłorocznego mundialu w piłce nożnej odpowiednie koszulki zostały już zaprojektowane dla reprezentacji Włoch, Szwajcarii, Algierii, Kamerunu, Chile, Ghany, Urugwaju i Wybrzeża Kości Słoniowej. Taśmę wkomponowano w nich w wewnętrzną część tkaniny, w strategicznych miejscach, w których skóra sportowca masowana jest podczas biegu. Jak się uważa, dostarcza to mięśniom energii.
Bezpieczeństwo najważniejsze
Sporty kontaktowe zawsze wiążą się z pewnym ryzykiem. Co więcej, w ferworze walki rywale często lekceważą urazy i nie wiedzą, co w rzeczywistości im grozi. Aby zmniejszyć wiążące się z tym niebezpieczeństwo, projektuje się takie rozwiązania, jak FITGuard, powiązane z mobilnymi aplikacjami (8). To inteligentny ochraniacz na zęby, który według projektantów jest o wiele lepszym konceptem niż sensory zainstalowane w kasku. A wszystko dzięki akcelerometrom mierzącym przyspieszenie liniowe i kątowe.
Czujniki mają za zadanie monitorowanie i wykrywanie niebezpieczeństw, które czyhają na zawodnika w czasie pojedynku. Warto zwrócić uwagę, że próg bezpieczeństwa dla każdego sportowca jest zależny od wielu indywidualnych kryteriów, takich jak: wiek, masa ciała czy płeć. Oczywiście, istnieje również możliwość skorzystania z ustawień domyślnych. Kiedy dochodzi do poważnego zderzenia lub faulu, czujniki natychmiast wychwytują, czy uraz jest na tyle groźny, że zawodnik musi opuścić pole walki. Diody LED zainstalowane na nakładce informują samego zainteresowanego i wszystkich wokół o sytuacji, świecąc na zielono (jeśli wszystko jest w porządku) lub na czerwono (kiedy doszło do wstrząśnienia mózgu lub poważnego urazu). Za pomocą Bluetooth do aplikacji wysyłane są wszelkie informacje dotyczące stanu zdrowia. Mogą z niej korzystać trenerzy, fizjoterapeuci i rodzice.
Wiele ekstremalnych lub kontaktowych sportów wymaga specjalnych zabezpieczeń, ochrony dla ciała, a przede wszystkim dla najważniejszej jego części - głowy. Warto chwilę zatrzymać się przy kaskach i tym, co współczesna technologia, nie tylko materiałowa, proponuje w tej dziedzinie.
Obecnie na powłoki zewnętrzne kasków najczęściej używa się tworzyw aramidowych (do tej grupy należy słynny kewlar), tworzywa ABS lub poliwęglanów. Na powłoki wewnętrzne stosuje się z reguły pianki SPX, EVA, EPS. Kask powinien składać się z połączeń wyżej wymienionych materiałów, powłok zewnętrznych z wewnętrznymi. Kaski mają zróżnicowane konstrukcje, zależnie od dyscypliny, ale również od sposobu jej uprawiania. Np. modele dla osób jeżdżących na rowerze na długich dystansach mają większe otwory wentylacyjne na swojej powierzchni. Z kolei kaski do typowych sportów ekstremalnych lepiej zasłaniają tył czaszki. Kaski do sportów zimowych mają odmiennie skonstruowane otwory wentylacyjne, żeby zapobiegać wpadaniu śniegu itd.
Dobrze dobrany kask zabezpiecza przed wstrząśnieniem mózgu, uszkodzeniem głowy i pęknięciem czaszki. Warto powtórzyć, że kasku nie kupuje się dla ozdoby, po to, aby był piękny, modny i jak najdłużej zachował swoje estetyczne walory. Kask jest po to, aby to on uległ zniszczeniu w razie wypadku, a nie drogocenne jego wnętrze, czyli głowa.
Gdy więc już zadbaliśmy o głowę, warto pomyśleć o kończynach, które w trakcie uprawiania sportów ciężko pracują, aby wykonać wszystko to, co pomyśli głowa. Np. o nogach, stopach i butach, które je chronią. Wszystkich nowości w tej dziedzinie nie sposób wymienić. Można hasłowo wspomnieć o kilku ciekawszych. Takich jak AHAR (9), czyli stosowane w podeszwach tworzywo sztuczne - guma o doskonałych parametrach, np. odporności na uszkodzenia mechaniczne i na ścieranie, lub Wet Grip Rubber - tworzywo zabezpieczające przed poślizgami. W butach przy piętach stosuje się specjalne pianki dostosowujące się do kształtu tylnej części stopy i zapobiegające poślizgom.
Maszyny z klubu kibica
Na koniec o zupełnie o innej formie postępu technologicznego, związanej ze sportem. Okazuje się, że dziennikarstwem sportowym i kibicowaniem z powodzeniem mogą zająć się maszyny…
Oto renomowana amerykańska agencja informacyjna Associated Press chce wykorzystywać roboty do generowania depesz dotyczących wydarzeń sportowych. Przedstawiciele AP poinformowali, że wiosną br. roboty mają opracowywać doniesienia dotyczące akademickich rozgrywek NCAA. Wiadomości o wynikach ligi koszykarskiej, bejsbolowej i futbolowej będą generowane automatycznie.
Agencja już w lipcu 2014 r. zaczęła korzystać z opartej na algorytmach technologii opracowanej przez firmę Automated Insights, której jest udziałowcem, wykorzystywanej do przygotowywania części depesz finansowych. Kilka tygodni temu AP zapowiedziała poszerzenie zakresu wykorzystywania robotów, podkreślając jednocześnie, że w związku z ich wprowadzaniem nie zostali i nie zostaną zwolnieni żadni dziennikarze. Cóż, szacuje się, że w 2030 r. aż 90% tekstów newsowych będą pisać roboty.
A kibicowanie? Jednym z problemów nękających współczesny sport, zwłaszcza piłkę nożną, są niesforni kibice-chuligani. Akurat to nie Korea najbardziej znana jest z awantur kibolskich, ale właśnie tam skonstruowano pierwsze chyba w świecie kibicujące roboty, które żadnych burd nie wywołają na pewno. Maszynowi kibice baseballowej drużyny Hanwha Eagles (10) zostali zresztą wymyśleni w nieco innym celu niż kwestie bezpieczeństwa. Mają zastąpić tych fanów, którzy nie mogą być na trybunach. Roboty potrafią zagrzewać do boju, śpiewać i nawet robić "meksykańską falę", a ludzie mogą sterować nimi zdalnie przez Internet.
Nie wiemy, czy krzyczą "Sędzia kalosz!". Może zamiast tego wołają "Hawk-Eye kalosz!"?
Przykłady nowoczesnych gadżetów, które ułatwiają trening i zawody
TomTom Golfer GPS (11) - mapy i dokładne opisy 34 tys. pól golfowych na świecie.
Sony Smart Tennis Sensor (12) - mały czujnik, który można przyłączyć do kompatybilnej rakiety i dzięki sprzężeniu z aplikacją w smartfonie otrzymujemy natychmiastową wizualizację tenisowych uderzeń, informacje o ich sile, rotacji i wiele innych statystyk.
Adidas miCoach (13) - inteligentna piłka z sensorem, który spełnia funkcje podobne do powyższego rozwiązania Sony.
Armour39 (14) - opaska firmy Under Armour na klatkę piersiową sportowca, rejestrująca bicie jego serca, intensywność treningu a nawet ilość wydalanego potu.
