2018年起，由清華大學(xué)機(jī)械工程系教授季林紅擔(dān)任負(fù)責(zé)人的“科技冬奧”重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)“冬殘奧運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)提升的關(guān)鍵技術(shù)”項(xiàng)目正式啟動(dòng)。
“陸續(xù)升起3面五星紅旗！”3月5日，北京冬殘奧會(huì)首場(chǎng)頒獎(jiǎng)典禮上，歷史上從未有過(guò)的一幕發(fā)生。截至當(dāng)日比賽結(jié)束，中國(guó)運(yùn)動(dòng)員們摘得2金1銀2銅。3月6日，中國(guó)選手梁景怡在高山滑雪男子超級(jí)大回轉(zhuǎn)（站姿組）比賽中奪得金牌，這已是中國(guó)代表團(tuán)第六金。
北京冬殘奧會(huì)開(kāi)幕以來(lái)，中國(guó)殘疾人越野滑雪和冬季兩項(xiàng)隊(duì)工作人員、清華大學(xué)機(jī)械工程系教授、清華大學(xué)無(wú)障礙發(fā)展研究院兼職教授季林紅忙碌地穿梭于各個(gè)賽場(chǎng)之間。取得這樣的成績(jī)讓他“超乎意料”。
在運(yùn)動(dòng)員奮力拼搏、教練員有效指導(dǎo)和各種支持之外，取得這樣的好成績(jī)還有一個(gè)因素不容忽視，那就是科技的力量。
2018年起，由清華大學(xué)機(jī)械工程系教授季林紅擔(dān)任負(fù)責(zé)人的“科技冬奧”重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)“冬殘奧運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)提升的關(guān)鍵技術(shù)”項(xiàng)目正式啟動(dòng)。該項(xiàng)目由中國(guó)殘聯(lián)推薦，中國(guó)殘疾人體育運(yùn)動(dòng)管理中心牽頭組織實(shí)施。該項(xiàng)目在運(yùn)動(dòng)員的分級(jí)選材、訓(xùn)練監(jiān)控、技術(shù)動(dòng)作優(yōu)化、專(zhuān)項(xiàng)輔助器具裝備、傷病預(yù)防和康復(fù)等方面形成全方位科技保障，綜合保證訓(xùn)練過(guò)程和比賽過(guò)程能夠發(fā)揮運(yùn)動(dòng)員的潛力。
“超越太多啦！”至此，季林紅教授團(tuán)隊(duì)4年前為此次冬殘奧會(huì)定下的目標(biāo)，已經(jīng)全部實(shí)現(xiàn)突破。
3月6日，北京2022年冬殘奧會(huì)殘奧越野滑雪女子長(zhǎng)距離（坐姿）比賽在國(guó)家冬季兩項(xiàng)中心舉行，中國(guó)選手楊洪瓊在比賽中。新華社記者 楊冠宇 攝
“沒(méi)有任何滑雪架是一模一樣的”
距離比賽還有不足1個(gè)月，運(yùn)動(dòng)員的滑雪架仍然在反復(fù)調(diào)整迭代。測(cè)試賽中，就有運(yùn)動(dòng)員的滑雪架“摔瓢了”；還有運(yùn)動(dòng)員的滑雪架使用起來(lái)覺(jué)得不夠舒適，怎么辦？“我們趕緊再重新設(shè)計(jì)、重新制作，不計(jì)成本?！奔玖旨t表示。
殘奧運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行比賽及訓(xùn)練中需要用到專(zhuān)用器械及設(shè)備，包括假肢、滑雪架、雪橇、頭盔、穿戴、護(hù)甲等。這部分工作由季林紅親自負(fù)責(zé)。
季林紅告訴記者，冬殘奧會(huì)很多項(xiàng)目所使用的賽道和冬奧會(huì)的賽道和運(yùn)動(dòng)形式是相同的。最大的不同在于，殘疾人運(yùn)動(dòng)員的殘疾類(lèi)型不同，下肢截肢、下肢肌體萎縮、上肢截肢，還有其他損傷情況?！懊總€(gè)人情況都不一樣是最大的問(wèn)題?！?/p>
“沒(méi)有哪位運(yùn)動(dòng)員的滑雪架和別人是一模一樣的?！奔玖旨t告訴記者，不少殘疾人運(yùn)動(dòng)員滑雪都需要借助滑雪架，而運(yùn)動(dòng)員各自情況不同，腿長(zhǎng)、體重、發(fā)力習(xí)慣等都不一樣，因此他們所需的滑雪架的尺寸、重心位置等也不可能一致，因此，每個(gè)運(yùn)動(dòng)員的滑雪架都需要根據(jù)每位運(yùn)動(dòng)員情況量身定制。
滑雪架看起來(lái)很簡(jiǎn)單，但是，如果是截肢的運(yùn)動(dòng)員，坐在上面重心很有可能是偏的，要想在左右拐彎時(shí)保持平衡，重心放在哪兒？往前傾還是往后傾？材料強(qiáng)度大就會(huì)重，要是想在保持強(qiáng)度的同時(shí)還能輕一點(diǎn)，要用什么材料？有的運(yùn)動(dòng)員使用滑雪架是坐姿，有的是跪姿，運(yùn)動(dòng)員與滑雪架分別如何固定？……這些細(xì)節(jié)問(wèn)題都對(duì)滑雪架的設(shè)計(jì)提出了要求。
季林紅說(shuō)，對(duì)于器械的設(shè)計(jì)及使用效果，團(tuán)隊(duì)曾做過(guò)量化評(píng)估，但最終還是要根據(jù)運(yùn)動(dòng)員的使用感受和偏好來(lái)進(jìn)行調(diào)整，要讓運(yùn)動(dòng)員感覺(jué)舒適，并且能把力量發(fā)揮出來(lái)。
殘疾人運(yùn)動(dòng)員比賽及訓(xùn)練所使用的假肢也有特別之處。例如，單板滑雪的動(dòng)作中，膝蓋要彎曲，有點(diǎn)類(lèi)似“蹲馬步”，運(yùn)動(dòng)員用到的滑雪假肢中，膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)在發(fā)力時(shí)比較關(guān)鍵，不但要有彈性，強(qiáng)度還要高，還要能夠很好地感應(yīng)運(yùn)動(dòng)員肌肉如何發(fā)力，“相當(dāng)于要替代人體關(guān)節(jié)?！奔玖旨t說(shuō)。
而國(guó)內(nèi)沒(méi)有能夠滿(mǎn)足要求的滑雪假肢，相關(guān)研究幾乎處于空白。同時(shí)，由于國(guó)內(nèi)運(yùn)動(dòng)員的體重、力量和西方國(guó)家運(yùn)動(dòng)員不同，所用器械中需要設(shè)置的阻力系數(shù)就不同，因此，國(guó)外廠(chǎng)商生產(chǎn)的器械對(duì)我們的運(yùn)動(dòng)員來(lái)說(shuō)不適合。于是，季林紅帶著團(tuán)隊(duì)從頭研發(fā)?！半m然設(shè)計(jì)原理很清楚，但是具體如何調(diào)整阻力、剛度、響應(yīng)的性能，就需要再做研究?！?/p>
改善肌力不對(duì)稱(chēng)，為運(yùn)動(dòng)員補(bǔ)“短板”
“為基礎(chǔ)能力較差的運(yùn)動(dòng)員補(bǔ)齊短板，他的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)力會(huì)怎樣？”訓(xùn)練過(guò)程中，季林紅和團(tuán)隊(duì)提出了設(shè)想。
季林紅告訴記者，這一假設(shè)背后的邏輯是：高水平運(yùn)動(dòng)員在訓(xùn)練中往往更加側(cè)重提高心肺功能、提升運(yùn)動(dòng)技巧，而要想讓普通運(yùn)動(dòng)員達(dá)到高水平的狀態(tài)，就要先針對(duì)性地解決他們矛盾最為突出的“短板”問(wèn)題。
據(jù)悉，團(tuán)隊(duì)專(zhuān)門(mén)研發(fā)了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，通過(guò)傳感器收集運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練時(shí)的數(shù)據(jù)，并在系統(tǒng)中進(jìn)行監(jiān)測(cè)，包括身體參數(shù)、代謝情況、肌肉發(fā)力情況、用力效果等，通過(guò)量化測(cè)試來(lái)優(yōu)化運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作、發(fā)力情況。
在訓(xùn)練過(guò)程中，季林紅發(fā)現(xiàn)，有些運(yùn)動(dòng)員會(huì)出現(xiàn)腰疼、肩疼的情況，經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，這種現(xiàn)象并不僅僅是運(yùn)動(dòng)損傷，有可能是因?yàn)闅埣矊?dǎo)致了運(yùn)動(dòng)員某些肌肉力量不夠。后來(lái)，團(tuán)隊(duì)給運(yùn)動(dòng)員們做了普查，看他們有沒(méi)有骨盆前傾、肩胛不穩(wěn)的情況。
“比如單腿截肢，常常一條腿走路，這條腿上的肌肉特別強(qiáng)，而另一側(cè)肌肉就很弱，這就是肌力不對(duì)稱(chēng)?！奔玖旨t解釋稱(chēng)，在日常情況下這沒(méi)有問(wèn)題，但在運(yùn)動(dòng)中、能力極端輸出的情況下，就會(huì)表現(xiàn)出很大的問(wèn)題。
為了補(bǔ)齊運(yùn)動(dòng)員核心肌力不對(duì)稱(chēng)的短板，團(tuán)隊(duì)開(kāi)始有針對(duì)性地訓(xùn)練運(yùn)動(dòng)員。對(duì)于缺一側(cè)上肢的運(yùn)動(dòng)員，為其接上假肢，讓他做俯臥撐，來(lái)訓(xùn)練這一側(cè)的肌肉；如果缺少下肢，只用一條腿發(fā)力，則接上假肢訓(xùn)練其用兩側(cè)同時(shí)發(fā)力，這樣，兩側(cè)的肌肉都能均勻地發(fā)展起來(lái)。
“肌力不對(duì)稱(chēng)的問(wèn)題得到解決，運(yùn)動(dòng)員的整體運(yùn)動(dòng)能力就更強(qiáng)了。這幾年來(lái)，我們做了一些針對(duì)性的訓(xùn)練，效果很好?！庇浾吡私獾?，這項(xiàng)研究目前是我們國(guó)家獨(dú)有的成果。
此外，患有小兒麻痹癥或者高位截癱的運(yùn)動(dòng)員中，有些存在外周神經(jīng)異?；蜓貉h(huán)不好，導(dǎo)致感知遲鈍的情況?！八麄兏杏X(jué)不到冷，等他感覺(jué)到的時(shí)候，已經(jīng)被凍傷了?！奔玖旨t說(shuō)。
輪椅冰壺項(xiàng)目中，每次比賽要持續(xù)兩三個(gè)小時(shí)?！斑\(yùn)動(dòng)員坐在輪椅上肯定很冷，但是衣服穿太多，又會(huì)影響動(dòng)作。這是一個(gè)矛盾?！奔玖旨t開(kāi)始想，怎么能讓運(yùn)動(dòng)員不用穿太厚，又不會(huì)被凍傷？推冰壺需要運(yùn)動(dòng)員感覺(jué)很靈敏，如果凍傷了，或者身體其他部位感覺(jué)不舒服，都會(huì)影響發(fā)揮。
“我們希望運(yùn)動(dòng)員身體的任何一部分都能保持舒適和穩(wěn)定狀態(tài)?！奔玖旨t說(shuō)，針對(duì)這種情況，就需要給運(yùn)動(dòng)員加溫。團(tuán)隊(duì)為此選用了加熱及保溫材料加入運(yùn)動(dòng)員的衣服和鞋子中，運(yùn)用石墨烯材料、紅外反射技術(shù)等，提高加溫效率和保溫性能。
參賽人數(shù)、獎(jiǎng)牌數(shù)量全部實(shí)現(xiàn)突破
“競(jìng)技體育是一件很殘酷的事兒。要找到合適的運(yùn)動(dòng)員，用合適的方法把他的能力激發(fā)到合適的程度?！奔玖旨t說(shuō)道。
相比而言，健全運(yùn)動(dòng)員不少是從小時(shí)候開(kāi)始訓(xùn)練，一直成長(zhǎng)到參加國(guó)際大賽，運(yùn)動(dòng)員本身對(duì)訓(xùn)練方法非常了解。而殘奧運(yùn)動(dòng)員絕大部分都沒(méi)滑過(guò)雪，對(duì)體育的基本認(rèn)知水平是不夠的。因此，季林紅指出，課題的最大難度就是把業(yè)余運(yùn)動(dòng)員變成運(yùn)動(dòng)員，把運(yùn)動(dòng)員變成專(zhuān)業(yè)運(yùn)動(dòng)員，再把專(zhuān)業(yè)運(yùn)動(dòng)員變成有競(jìng)爭(zhēng)力的高水平運(yùn)動(dòng)員。
而殘疾人運(yùn)動(dòng)員需要器械輔助才能實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)，為了讓運(yùn)動(dòng)員的能力和器械性能之間達(dá)到高度匹配，團(tuán)隊(duì)在這一點(diǎn)上下了很大的功夫?！鞍哑餍底兂扇说囊徊糠帧！?/p>
據(jù)悉，為了保證比賽的公平公正，國(guó)際奧委會(huì)對(duì)冬殘奧運(yùn)動(dòng)員使用的輔助器械有著嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，包括規(guī)格、重量等，“有彈簧或者電機(jī)等動(dòng)力肯定是不允許的?！币虼?，器械雖然重要，但最終只是輔助作用，核心還是靠運(yùn)動(dòng)員自身能力，以及與器械之間的匹配，使?jié)撃茏畲蠡l(fā)揮。
記者了解到，以往歷屆冬殘奧會(huì)中，中國(guó)代表隊(duì)參賽人數(shù)往往只有一二十人，參與項(xiàng)目也較少，迄今為止，只拿過(guò)一塊輪椅冰壺的金牌，曾進(jìn)入前八名的僅12人次。
因此，2018年項(xiàng)目啟動(dòng)之初，季林紅團(tuán)隊(duì)提出了對(duì)2022年北京冬殘奧會(huì)的兩個(gè)目標(biāo)：第一，希望爭(zhēng)取拿到殘奧運(yùn)入場(chǎng)資格的運(yùn)動(dòng)員數(shù)量能增加50%，超過(guò)40人；第二，成績(jī)上，能夠?qū)崿F(xiàn)在頒獎(jiǎng)典禮上“升國(guó)旗”、“奏國(guó)歌”就是歷史性突破了。
而目前，中國(guó)體育代表團(tuán)參賽人數(shù)方面已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了翻倍。公開(kāi)數(shù)據(jù)顯示，本屆冬殘奧會(huì)我國(guó)共有96名運(yùn)動(dòng)員參賽，其中，85名運(yùn)動(dòng)員首次參加冬殘奧會(huì)，這是我國(guó)參加冬殘奧會(huì)以來(lái)，代表團(tuán)規(guī)模最大、運(yùn)動(dòng)員人數(shù)最多、參賽項(xiàng)目最全的一屆。
成績(jī)方面，截至3月6日，中國(guó)體育代表團(tuán)在越野滑雪和高山滑雪兩個(gè)大項(xiàng)中發(fā)揮出色，開(kāi)賽兩日已經(jīng)取得6金4銀6銅，暫列獎(jiǎng)牌榜第一。
至此，兩個(gè)目標(biāo)都已實(shí)現(xiàn)。
季林紅還有另外一個(gè)心愿，就是把這些運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)規(guī)律總結(jié)出來(lái)，把適合殘疾人運(yùn)動(dòng)員在訓(xùn)練、比賽中使用的國(guó)產(chǎn)器械制造出來(lái)，服務(wù)于后續(xù)殘障人士冰雪運(yùn)動(dòng)的可持續(xù)發(fā)展?！斑@些以前在國(guó)內(nèi)都是空白?！?/p>
編輯：李華山
