Носимые портативные устройства в спорте.
Носимые устройства и датчики производительности стали очень доступными и активно используются как профессионалами, так и любителями спорта для контроля тренировочных нагрузок, биометрических маркеров и функциональных движения с целью увеличения производительности и снижения риска перетренированности и травм.
К таким устройствам относятся датчики движения, шагомеры, акселерометры/гироскопы, системы локального (LPS) и глобального позиционирования (GPS), физиологические датчики, мониторы сердечного ритма, мониторы сна и датчики температуры.
Главной ценностью внедрения цифровых технологий в процесс спортивной подготовки является контроль тренировочной нагрузки с целью повышения эффективности и безопасности. И не только на уровне спорта высших достижений, но и на этапах подготовки спортивного резерва.
Цифровой контроль тренировочной нагрузки в детском и юношеском спорте является единственным технологическим барьером форсирования подготовки, приводящей к нефункциональным перегрузкам, болезням перетренированности и травмам.
Важно знакомить специалистов и спортсменов с принципиальными возможностями различных типов носимых датчиков, обсуждать их текущее использование и прогнозировать возможности их будущего применения в практике.
Существует два типа устройств:
● Портативные устройства, обеспечивающие мониторинг двигательных параметров в режиме реального времени во время тренировок и соревнований. Эти параметры можно использовать для выявления паттернов движения, разработки более эффективных программ тренировок для конкретных видов спорта и выявления потенциальных причин травм. Последние достижения в области датчиков движения повысили точность обнаружения движений с высоким ускорением во время спортивных соревнований.
● Физиологические мониторы, которые используются в качестве инструментов для измерения интенсивности упражнений. Показатели активности сердца отражают изменения, происходящие в организме спортсмена под влиянием физической нагрузки. По сути, это показатель расходов организма на преодоление тренировочной нагрузки.
Следующим важным шагом в понимании ценности цифровых устройств являются примеры использования в “эффективных программах тренировок для конкретных видов спорта для оптимизации производительности и выявления потенциальных причин травм, таких как сотрясение мозга и усталость”. Или для “амбулаторного наблюдения за пожилыми людьми на предмет падений, разработки программ упражнений для борьбы с детским ожирением”.
В общем, возможности использования мобильных девайсов широки. И, безусловно, мы понимаем, что вместе с ростом технологий будет увеличиваться и количество, и разнообразие этих данных. На сегодняшний день главные перспективы мобильных технологий заключаются в обработке полученных данных.
Снижение стоимости девайсов, развитие облачных технологий, повышающих вычислительные возможности и внедрение методов машинного обучения, обусловило переход от стадии классической оценки данных с помощью статистического анализа и отчетов, к стадии предсказательной аналитики и прогнозирования.
Именно в этом направлении движется компания «Максипульс». Цифровая платформа, создаваемая нами, реализует новую парадигму, в которой данные, получаемые с различных мобильных устройств, являются материалом для аналитики и прогнозирования.
Ценности, которые принесет новая идеология:
● Понимание вероятности тенденций в изменении функциональных возможностей спортсмена - выявление тренировочных трендов
● Определение наиболее вероятных факторов, которые стимулирую положительные тенденции и развитие спортсмена
● Предсказание рискованных событий и сценариев, приводящих к адаптационным срывам и травмам
Предикторы, паттерны, скоринг и другие результаты предсказательной аналитики создаются для специалистов спорта, принимающих решения, и представляются им посредством информационных панелей, отражающих тенденции и направления процесса спортивной подготовки.
В заключении хочется отметить, что любая новаторская область знаний порождает много споров и вопросов. Но перспективы новых возможностей в управлении процессом спортивной подготовки, намного превосходят сложности, которые возникают на этом пути.
Носимые устройства, применяемые в процессе спортивной подготовке
| Девайс | Принцип действия |
| Датчики, построенные на сенсорах движений | |
| Шагомер | Определяет шаги по величине вертикального колебания. Изолированное использование дает довольно приблизительные результаты. Но в сочетании с другими методами позволяет оценить физическую активность достаточно точно для, например, расчета метаболической нагрузки или потерь калорий. |
| Акселерометр Гироскоп | При движении элементы устройства перемещаются относительно друг друга, что вызывает изменение емкости конденсатора. Так акселерометр преобразовывает механическую энергию в электрическую, по которой легко измерить параметры движения. Акселерометр определяет линейные движения, а гироскоп - вращение и наклоны |
| GPS | По данным, полученным от спутников всемирной системы координат (Глобальная позиционирующая система) датчики рассчитывают расстояние и время перемещения. Дальше математика средней школы |
| Датчики, регистрирующие физиологические параметры | |
| Датчики частоты сердечных сокращений, использующие метод регистрации электрической активности сердца | Устройство располагается на контактном ремне, который надевается на грудную клетку, и регистрирует электрические сигналы, возникающие при сокращении сердечной мышцы. Все как во время записи ЭКГ, только 1 канал регистрации. Поэтому эти датчики нельзя использовать для медицинского обследования Хотя, Apple Watch, начиная с 5 серии использует 1-канальную ЭКГ для анализа сердечной аритмии. |
| Датчики частоты сердечных сокращений, использующие метод оптической денситометрии | Датчик считает частоту ударов сердца с помощью оптических сенсоров, которые улавливают изменения плотности ткани, связанные с кровенаполнение самых мелких сосудов - капилляров. Пульсовая волна, приносящая дополнительную порцию крови, лучше всего определяется при плотном контакте с открытым, сухим, чистым участком кожи без волос и пигментации. Вот вам и ограничения метода. Учтите, что при охлаждении капилляры почти непроходимы и поэтому датчик начинает чудить. Но точность метода по сравнению с электрокардиографическим достигает 97%, что позволяет использовать фотоплетизмографические датчики даже для анализа вариабельности ритма сердца. И последнее, они дешевы и становятся лучше и лучше! |
| Датчики сахара | Устройства могут работать на основе различных принципов. С помощью спектроскопии ткани или химического анализа пота. В любом случае, анализ уровня сахара при физической нагрузке является сейчас единственным мобильным методом биохимического анализа крови, применяемом в спорте. Олимпийский чемпион и Рекордсмен мира в длинном триатлоне Кристиан Блюменфельд использовал сенсор во время установления феноменального рекорда на дистанции 226 км. |
| Датчик температуры | Первое, и самое главное. Даже, если датчик точно определяет температуру участка тела, то нельзя сравнивать ее с нормой - 36.6С. Нужно использовать нормированные значения, полученные индивидуально и в стандартных условиях. Поэтому, даже при существующих точных датчиках, то, что они измеряют, мы достоверно не понимаем. |
| Интегрированные датчики | Наиболее перспективная группа устройств, сочетающих в себе описанные выше технологии. Главным достоинством является взаимная проверка данных. Например, отсутствие увеличения ЧСС не позволяет оценивать вертикальные колебания как шаги. Использование различных технологических методов способствует более точному и полному анализу физической нагрузки |
| Датчик “мечты” Датчик молочной кислоты | Лактат - наш друг, и наш враг. Все дело в количество. Если организм перестает утилизировать молочную кислоту, возвращая ее в цикл энергообразования, то процесс становиться однонаправленным и лавинообразным. Кислота заливает мышцы и блокирует контроль движений. Это знакомо всем. Поэтому оперативный контроль лактата является заветной мечтой спортсменов и тренеров. Но, к сожалению, пока эта возможность реализована только в виде компактных приборов, работающих на тест-полосках. А это тема для отдельного разговора |
| Разрушение легенд о датчиках сна | Конечно же, это хорошая аналитическая работа с данными ЧСС. Основной принцип прост - в покое, и соответственно во сне, сердце отдыхает и бьется реже. А в сочетании с датчиками движения, алгоритмы почти идеально определяют фазы сна, время засыпания и пробуждения. |
Перевод и комментарии: Дмитрий Власкин.
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/...616917.pdf
Нам доверяют
