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5日,中国运动员刘子旭在北京冬残奥会冬季两项男子短距离(坐姿)比赛中夺冠

5日,中国运动员刘子旭在北京冬残奥会冬季两项男子短距离(坐姿)比赛中夺冠。这是中国在残奥雪上项目中获得的首枚金牌,也是我国残疾人冬季体育科研领域获得的“金牌”。从2018年10月,清华大学智能与生物机械研究室主任季林红带领科研团队,承担了国家重点研发计划“科技冬奥”重点专项“冬残奥运动员运动表现提升关键技术”的攻关任务。团队帮助残疾运动员制定“一人一策”训练计划,研发了国内首款可用于单板滑雪运动的滑雪假肢,为寒冷感知不敏感的截瘫运动员开发保暖护具。团队还将越野滑雪项目的训练“搬”到室内,通过试验系统监测残疾人运动员运杆、滑行过程发力和动作姿态,在训练中发挥了重要作用。

3月5日,刘子旭在比赛中。当日,北京2022年冬残奥会残奥冬季两项男子短距离(坐姿)比赛在国家冬季两项中心举行,中国选手刘子旭夺冠,这是中国代表团在本届冬残奥会的首枚金牌。新华社记者 胡超 摄

在美国盐湖城冬残奥会上,中国体育代表团首次参赛,运动员仅有4名。在北京2022年冬残奥会上,共有96名中国残奥运动员拿到了“入场券”,参与到全部六个大项的竞技中。这是我国参加冬残奥会以来,代表团规模最大、运动员人数最多、参赛项目最全的一次。作为既承担过残疾人辅助器具研究,又有运动科学项目科研经验的专家,季林红坦言,我国体育科技近年来取得了迅猛发展,但与残疾人冬季体育相关的研究方向,科研基础薄弱,“这次项目确定了,目标和方向是明确的,至于推进过程中遇到的困难,我们就在做中学。”

不少残疾运动员是“半路出家”,对人体结构、运动基本规律等问题缺乏科学认知,存在不良的训练习惯,训练后常常出现腰疼、背疼等不适症状。

起初,科研团队认为这是放松拉伸不足或医疗问题所致。但经过详细研究,季林红发现,有肢体残疾的,特别是单侧截肢的运动员习惯于单侧发力,很容易出现核心肌肉力量不对称。如果长时间得不到纠正,会导致骨盆、肩胛不稳等二次损伤,甚至加重残疾程度。“这个问题让我们清醒地认识到,我们所承担的任务和服务的对象究竟有多特殊。”所以,团队联合国家体育总局体育科学研究所、上海体育学院等多家单位,以健全人及夏季残奥会的体育科研成果为基础,逐步完善适合冬残奥会运动员的科学训练体系。

残疾人运动员即使同在一个项目,训练时也要根据运动员的残疾程度量身定制训练方案。“道理很简单,你没法让一位左臂截肢的运动员做俯卧撑。”季林红说,制定个性化的训练方式,并配备合适的辅助器具,才能帮助运动员有效提升成绩。

辅助器具几乎是每位残疾运动员参赛的必需品,根据参与的竞技项目不同和残疾程度差异,运动员所需辅具的结构、用途也都不尽相同。比如越野滑雪时,下肢截肢的运动员通常选择跪在滑雪架上,患有小儿麻痹的运动员则大多使用坐姿。由于存在姿态、发力方式等差异,每位运动员的雪架自然要进行个性化设计。大到雪架整体的材料、结构,小到一处踝关节、膝关节假肢接口的舒适度,每处细节都会直接影响运动员的竞技水平,都要根据运动力学规律进行调整。

项目任务紧迫,样品反复生产迭代再实地测试,在时间上不允许。于是,团队把对滑雪过程的训练、测试“搬”到了室内,建立起一套能监测滑雪运动员运杆、滑行过程发力和动作姿态的试验系统。运用航空母舰上飞机起飞所用的弹射技术,运动员用力滑出后,装有传感器的雪板快速归位,在原地即可实现“滑行”,真实模拟运动员在雪场上的运杆动作和身体姿态。通过传感器,训练系统能实时监测和记录运杆的力度、角度,评判坐姿运动员的滑雪架参数与设计细节是否符合竞技需求,动作、技能是否需进一步优化。

“科学化,首先是要量化。”季林红说,在三年多的科研过程中,团队建设起一套数字化监控系统平台,每日记录运动员的生理参数、训练强度、技术动作等信息,建立科学的数据模型,并据此调整训练方案,让运动员在发挥自身潜力的同时,避免疲劳甚至损伤的发生。

其实,早在上世纪80年代,季林红就参与到残疾人假肢设计和康复辅具等领域的研发中。1992年巴塞罗那残奥会上,中国运动员孙长亭正是穿着季林红所在研究室研发的运动假肢夺金。“我们都希望在赛场上升起国旗、奏响国歌,但冬残奥会的竞技更多的是在于精神层面,残奥运动员展现的是超越身体障碍的风采。”季林红说,科研人员并不是单方面地为残奥运动员提供帮助,而是与他们共同前行,科技的助力固然是竞技体育的重要一环,但更关键的是运动员、教练员和保障团队上下一心,汗水与技巧相容,才能实现成绩的快速提升。“我们团队的所有人都希望尽最大的努力,来帮助运动员超越自我、实现梦想。”

有些截瘫运动员腿部对冷的知觉不敏感,在冬季户外竞技中容易冻伤而不自知,团队便针对性地开发保暖护具,为运动员维持身体感觉,保持舒适恒定的温度。单板滑雪项目速度快,截肢运动员需装配滑雪假肢实现灵活自如的动作和竞技姿态,团队便设计出国内第一款满足单板滑雪运动需求的滑雪假肢,还研制出提升专项能力的多个训练装置,综合提升截肢运动员的竞技成绩。

季林红表示,在为残疾人运动员提供科技服务时,必须要聚焦群体的实际困难和需求,“比如单侧肢体缺失导致的发力不对称,对核心力量会产生负面影响,在此之前,或许残疾人朋友自己都没有意识到这是个问题”。“科技助残”工作要形成为残疾人服务的认知和设计理念,用科技更好地实现功能的代偿,帮助残疾人群体更好地融入社会。