冰雪世界裡的“最強大腦”

霍波團隊在準備相關科研裝置。受訪者供圖

在冰火兩重天裡做科研是一種什麼體驗？

“不是冰天雪地就是豔陽高照”“常常揹著泡麵上雪山”“防曬霜常備”“裁判臺充當實驗室”“雪地裡一蹲就是幾小時”……北京理工大學宇航學院副院長霍波團隊用近三年時間給出了答案。

距2022年北京冬季奧運會開幕已不足百日。北京理工大學承擔了科技部“科技冬奧”專項“國家科學化訓練基地建設關鍵技術研究與示範”專案。專案負責人霍波和其團隊在過去三年裡，深度參與了冰雪運動生物力學研究以及訓練裝備等的研製，並將研究成果應用於相關運動專案的國家隊備戰訓練。

摸著石頭過河

霍波辦公室書架上新添的一份聘書格外顯眼——今年7月由國家體育總局冬季運動管理中心為其頒發的“中國冰雪科學家”聘書。

“這份榮譽來之不易。”霍波的主要研究領域包括運動生物力學、骨力學等，雖與運動息息相關，但在科技冬奧領域做系統、全面的研究，對他而言還是“首次”。

其實，國家體育總局幾年前就在論證“科技冬奧”專項的可行性。霍波發現，在我國，老教練憑藉經驗“傳幫帶”是培養新運動員的主要方式。經驗的確很重要，但若能讓科技成果幫助運動員更好地訓練、參賽，各類運動將更具“科技範”。

2018年底，霍波團隊的“科技冬奧”專項落地。“此前國內對冬季運動的研究很少，遠落後於加拿大、德國等冬季運動強國。”在這種情況下，他們只能摸著石頭過河，但這絕非易事。

“過彎速度、跳躍姿勢、發力點等這些運動員認為很簡單的‘常識’，我們這些‘門外漢’要花些時間理解，特別是要將教練和運動員的專業術語和經驗總結轉化為定量化的測試和分析指標。”霍波說，讓團隊壓力倍增的是，專案立項後運動隊希望在幾個月內就拿到一些研究成果以提高訓練效率。

為了儘快摸透運動員的需求，霍波團隊決定跟隨運動員訓練隊伍為其服務。2019 年 6 月，中國國家跳臺滑雪國家隊（男隊）在日本秋田縣及長野縣開展夏季跳臺滑雪訓練，包括霍波團隊在內的3所我國高校組成聯合研究小組，隨隊開展運動員生理學引數和運動學引數測量等科研工作。

“這讓我們明確了運動員訓練的大部分需求，摸著石頭過河心裡有了底。”霍波說，回國後，團隊終於在數月後突破運動員狀態測量和識別、人體動力學分析、空氣動力學實驗和模擬、生理引數監測和分析等關鍵技術，形成適用於冬季運動專案的智慧訓練管理系統，可應用於運動員的訓練效果評估和指導。

隨隊科研是常態

“科研環境差異最大，不是冰天雪地就是豔陽高照。在滑雪場監測資料時，雪地裡一蹲就是幾小時；戶外搞科研時不時就曬得臉脫皮，防曬霜是必備品。”被問及“科技冬奧”專項與其他科研工作有何不同時，霍波團隊成員、北京理工大學宇航學院博士生陳雪脫口而出。今年25歲的她是團隊中唯一一名女性，也是最早加入團隊的成員之一。

搞科研的人要坐得住冷板凳才行。但霍波團隊的這項科研，不僅要坐得住冷板凳，還要頂得住豔陽天、扛得住嚴寒、搬得動各類笨重裝置……

“當時很多訓練基地都剛建好，相關設施裝置未配齊，所以近3年來我們所有的戶外科研幾乎都沒有現成的實驗室。”霍波說，到一個新的訓練基地，團隊首先要做的就是尋找合適的實驗場所，“我們去北京延慶區的國家雪車雪橇中心隨隊服務時，就把裁判臺當作實驗室”。

好不容易在冰天雪地裡找到科研場所後，團隊成員便開始迎著寒風尋找合適的地方架設相機、計算機等相關監測裝置。很多時候，戶外的科研場所沒有固定電源，相關裝置電池耗電快、測量過程中下雪或起霧等因素，都會影響科研進展。

延慶隨隊科研的日子讓霍波印象深刻。“國家雪車雪橇中心海拔2000多米，彼時那裡既沒科研場所，也沒休息和就餐點，運動員也是帶著盒飯來訓練。”霍波說，為了更好地開展科研工作，團隊專門租了車，每天早上7點就帶著泡麵和各類乾糧上山，中午就地休息，晚上9點多下山回到旅館後，還要繼續整理相關資料當天報給教練員。

“這都是常態，隨著運動員的各項需求逐漸明晰，我們最忙的時候一天要跟著4個國家隊隨隊服務。”團隊成員、北京理工大學宇航學院博士生蔣量說，“2019 年 6 月，團隊赴日本隨跳臺滑雪國家隊開展科研工作。那是日本最熱的時候，在戶外待一會兒就汗流浹背，幾天下來大家都曬黑了不少。”

也正是在日本期間，陳雪在搬科研裝置時，不慎傷到膝蓋。“現在膝蓋還有積液。”陳雪說，去年年底，團隊成員考慮到年後運動員將封閉訓練，無法繼續為其提供科技服務，便都堅守基地沒回家過年。“運動員天天訓練那麼艱辛，我們暫時遇到的這點苦不算什麼。這將是我科研生涯中濃墨重彩的一筆。”

第一次全體鼓掌

對霍波團隊而言，科研環境差等外部因素不是最難克服的。他們最擔憂的是，專案成果最終能不能派上用場、為運動員服務。“大家埋頭苦幹克服了諸多困難，最期待的就是成果能被認可。”蔣量說。

“我們剛開始隨隊科研時，教練和運動員還是以他們已有的經驗為主。”霍波說，運動員起初並沒對我們抱太大希望，畢竟此前並沒有這樣的專項研究。

“我們能做什麼、國家隊需要什麼，這要反覆溝通才有結果。”霍波說，今年團隊分別赴吉林、四川、河北等地開展了5次隨隊服務，主要是測試和應用科研成果。“基本上大半年在外地。”

構建單板及自由式滑雪運動員人體運動學及動力學引數測量及分析系統；將日常訓練及測試賽資料進行視覺化處理；完成對數十名運動員在測試賽規定動作以及自選動作的資料採集；將騰空高度、騰空時間、抓板時間和抓板質量四個引數納入單板及自由式滑雪大跳臺評分體系並被教練採納……隨著研發成果越來越多，教練和運動員對團隊的態度也逐漸改變。

今年5月至8月，霍波團隊隨隊到成都尖峰旱雪四季滑雪場開展科研服務。“正是在這裡，我們贏得了教練和運動員的全面首肯。”蔣量回憶道，“在一次交流會上，我代表團隊把隨隊科研進展作了全面介紹，聽完我的講解，國家隊全體教練和運動員主動站起來為我們鼓掌。這是本次專案中的第一次。”

“蔣量等學生打影片電話和我分享了這一訊息後，大家都非常激動。”霍波說，這一天團隊等了近三年。

如今，霍波團隊的“科技冬奧”專項的主要研究內容已基本完成。“但是，我們對科技運動的研究不會停止。‘科技冬奧’的意義遠不止為冬奧健兒插上科技的翅膀。隨著研究不斷深入，這些成果將不斷降低高難度體育專案門檻，促進全民健身運動和大眾健康。” 霍波說。王昊昊

來源： 《中國科學報》