摘要：隨著時代發(fā)展，科技不斷進步，運動訓(xùn)練的方式也融入了新觀念、新科技、新器材等。在運動訓(xùn)練中運用“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)，應(yīng)用可穿戴設(shè)備，將訓(xùn)練中的身體情況通過無線傳輸進行快速實時的反饋，為運動訓(xùn)練提供了更加科學(xué)、更加合理的途徑。雖然在現(xiàn)階段可穿戴運動設(shè)備的應(yīng)用中依然存在測量誤差，會影響到運動中數(shù)據(jù)的有效性和可靠性。應(yīng)用中數(shù)據(jù)缺乏規(guī)范性，沒有統(tǒng)一性，集成化依然需要加強，指標(biāo)采集的方式單一性，還重視商業(yè)性開發(fā)，生產(chǎn)鏈也并不完善等。所以，可穿戴設(shè)備在接下來的運動訓(xùn)練中的發(fā)展可以從監(jiān)控頻率帶動訓(xùn)練水平等方面有突破，對行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也要科學(xué)制定；產(chǎn)業(yè)鏈也需要進行整合；讓可穿戴設(shè)備檢查的數(shù)據(jù)精準(zhǔn)可靠；設(shè)備的兼容性也需要進一步提高，利用云端和網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)的融入更加廣泛，傳感技術(shù)也需要集成化，可以讓運動員在使用中能更加舒適安全。

關(guān)鍵詞：競技體育" 可穿戴設(shè)備" 運動訓(xùn)練

隨著競技體育不斷地發(fā)展進步，科技助力奧運的口號下，運動訓(xùn)練也在不斷融入新技術(shù)、新器材等，在這樣的環(huán)境下科學(xué)力量在體育領(lǐng)域當(dāng)中的應(yīng)用與發(fā)展也將成為接下來的主流趨勢。目前，最前沿性的可穿戴設(shè)備都是基于“互聯(lián)網(wǎng)+”和云平臺等對運動員身體具體情況進行監(jiān)控和實時反饋，尤其是在足球、籃球等運動方式復(fù)雜、對于身體負(fù)荷波動比較大的運動項目或者是不太容易獲得量化數(shù)據(jù)的項目中進行廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。通過可穿戴設(shè)備在運動訓(xùn)練中的應(yīng)用極大地促進了科學(xué)化訓(xùn)練水平的提高。目前，我國可穿戴設(shè)備在集體球類的運動項目中得到廣泛應(yīng)用，但是在相關(guān)應(yīng)用中，還是可以發(fā)現(xiàn)相關(guān)的理論知識和實際運用中依然存在脫節(jié)，需要進一步對相關(guān)理論和實踐情況進行歸納整合。

雖然科學(xué)技術(shù)在運動訓(xùn)練中得到應(yīng)用，可穿戴設(shè)備技術(shù)也在不斷提升，但是在訓(xùn)練應(yīng)用中依然存在不足和問題，尤其是在測量精度和交互形式上需要優(yōu)化，在運行的穩(wěn)定性和可靠性的開發(fā)和擴展上有較大的空間。所以在可穿戴設(shè)備的選擇上教練要對其產(chǎn)品的基礎(chǔ)理論知識和相關(guān)應(yīng)用情況有一定的了解，避免在實踐中出現(xiàn)偏差。為此本文主要圍繞運動訓(xùn)練中可穿戴設(shè)備的應(yīng)用與發(fā)展進行深入討論，為運動訓(xùn)練中的實踐和創(chuàng)新做好相關(guān)的整理和歸納，希望能夠提高可穿戴設(shè)備在運動訓(xùn)練中的合理性和高效性。

1、可穿戴設(shè)備的發(fā)展及特征

1.1、可穿戴設(shè)備的發(fā)展

可穿戴設(shè)備就是指能夠在運動訓(xùn)練時穿戴到人體的設(shè)備，在當(dāng)前的學(xué)術(shù)界中并沒有對可穿戴設(shè)備進行明確的定義。其實可穿戴設(shè)備在20世紀(jì)就已經(jīng)出現(xiàn)了雛形，在1983年的時候芬蘭奧盧大學(xué)電子系就發(fā)明了第一臺無線測試心率的設(shè)備，這也是第一次將可穿戴設(shè)備應(yīng)用到運動訓(xùn)練中。該設(shè)備的應(yīng)用，讓運動強度的測評有了新方式，提供了更多選擇，這也開啟了運動訓(xùn)練中監(jiān)控方式的變革。隨著新時代的到來，科技不斷發(fā)展，運動訓(xùn)練中可穿戴設(shè)備也在不斷更新，通過各種形式的設(shè)備，讓人們更加了解自己的運動狀態(tài)，為科學(xué)訓(xùn)練提供了可靠的依據(jù)。其實可穿戴設(shè)備在國外已經(jīng)增加了動作識別功能，這個功能在球類運動中運動員可以在訓(xùn)練中捕捉到自己的動作，可以根據(jù)捕捉到的數(shù)據(jù)對訓(xùn)練內(nèi)容進行完善。國內(nèi)可穿戴設(shè)備主要是使用小型化電子設(shè)備佩戴在人體上，記錄日常生活中的運動數(shù)據(jù)，包括跑步里程、卡路里消耗等，除了這些基本的數(shù)據(jù)以外，還增加了專業(yè)數(shù)據(jù)記錄，讓人們能夠在運動訓(xùn)練中及時調(diào)整動作規(guī)范性，有利于降低在運動訓(xùn)練中的損傷，促進運動訓(xùn)練項目科學(xué)合理地進行。

1.2、可穿戴設(shè)備的特征

（1）可視化。

可穿戴設(shè)備應(yīng)用到運動訓(xùn)練中，運動員可以通過設(shè)備反饋數(shù)據(jù)了解當(dāng)前運動情況，運用圖表、數(shù)字等直觀的方式呈現(xiàn)出運動訓(xùn)練的情況，讓運動訓(xùn)練有更可靠的數(shù)據(jù)依靠。在運動訓(xùn)練中并不是簡單重復(fù)動作，需要有合理的訓(xùn)練方式、健康的思維理念，可視化在訓(xùn)練中能夠幫助運動員規(guī)范動作，還能通過對其的反復(fù)觀看，找尋運動員在訓(xùn)練中的問題，并進行改善。教練在可視化的情況下，可以根據(jù)訓(xùn)練中的實際情況，優(yōu)化訓(xùn)練方案，對訓(xùn)練方式進行創(chuàng)新，讓其更符合運動員的實際情況，幫助運動員在訓(xùn)練中突破。

（2）個性化。

由于可穿戴設(shè)備是個人佩戴，通過設(shè)備在運動中的應(yīng)用可以直接反映出每個人之間的個體差異性，因為運動訓(xùn)練中的強度、心率等都是在運動員運動結(jié)束后真實的數(shù)據(jù)，這樣的檢測也能夠體現(xiàn)出在同一個運動項目中，運動員之間的不同情況，有利于教練及時給運動員調(diào)整相關(guān)訓(xùn)練方式，為個性化訓(xùn)練方案提供了可靠依據(jù)，通過這樣的方式能夠彌補傳統(tǒng)訓(xùn)練中的不足，對于個體訓(xùn)練更有針對性。

2、可穿戴設(shè)備的分類

在當(dāng)前運動訓(xùn)練中，通過對使用對象和環(huán)境可以將可穿戴設(shè)備分為以下幾類（表1），一是滿足運動員平時訓(xùn)練需求和恢復(fù)訓(xùn)練的設(shè)備，這類設(shè)備主打輕便，能夠進行數(shù)據(jù)交換和云端交互功能，以運動手環(huán)和手表等為主；二是以訓(xùn)練課監(jiān)控為主，這類設(shè)備的專業(yè)性更強，可以根據(jù)訓(xùn)練需求調(diào)整數(shù)據(jù)，佩戴的舒適性更高，如GPS、陀螺儀等；三是以科學(xué)研究為主，這類設(shè)備測量相對于其他兩類來說是很高的，但是它的操作比較復(fù)雜，例如氣體代謝分析儀和血氧儀等。多樣化可穿戴設(shè)備類型能夠滿足不同運動訓(xùn)練的需求，在選擇時，可以從專項訓(xùn)練這個層面進行整理分析，重視所得數(shù)據(jù)與監(jiān)控目的之間的關(guān)系；另一方面就是需要考慮使用對象和環(huán)境因素對數(shù)據(jù)的影響，因地制宜地作出相應(yīng)的判斷。此外，因受到科技發(fā)展的影響，三種類型的可穿戴設(shè)備在一定程度上都存在兼容性問題，需要花一定的時間去解決，其發(fā)展的前景和利用空間比較廣泛深入，值得學(xué)者進行深入研究。

可穿戴設(shè)備是最能體現(xiàn)出體育科技含量的實踐應(yīng)用。它主要是以生物識別以及無線傳感等技術(shù)進行的，這也是可穿戴設(shè)備的核心技術(shù)。在實際的運動訓(xùn)練中，運動員穿戴設(shè)備可以通過與軟件的連接，對人體機能進行實時監(jiān)測，以便觀察運動員的訓(xùn)練效果，一定程度上有輔助效果，預(yù)防在訓(xùn)練中出現(xiàn)運動量超過負(fù)荷或者是受傷的情況。例如在足球訓(xùn)練中，可以讓運動員穿戴連身衣或者壓縮短褲，通過肌電測量設(shè)備檢查運動員在訓(xùn)練中肌肉的疲憊狀況，以及運動員在訓(xùn)練過程中與地面的壓力測量等。這樣獲得的數(shù)據(jù)可以根據(jù)運動員的實際情況進行整合分析，達到對整體訓(xùn)練過程的實時把控，掌握整體進程，提高訓(xùn)練效率。

3、可穿戴設(shè)備在競技體育訓(xùn)練中的應(yīng)用優(yōu)勢

3.1、激發(fā)人員訓(xùn)練熱情

可穿戴電子設(shè)備可以通過人體的數(shù)據(jù)分析準(zhǔn)確反映出當(dāng)前佩戴者在運動過程中的情況，讓運動者在訓(xùn)練過程中清楚地了解自己的運動負(fù)荷，了解自己的優(yōu)勢和劣勢，并制定符合自己實際情況的訓(xùn)練計劃。例如，在跑步運動中，運動員就可以根據(jù)自己跑步的距離、時間和高強度沖刺次數(shù)與其他訓(xùn)練者進行對比，合理看待自己的身體素質(zhì)，從而科學(xué)地制定自己的訓(xùn)練計劃，對自己的弱項制定針對性訓(xùn)練，同時提高自己的優(yōu)勢項目。從而刺激運動員在訓(xùn)練過程中的積極性，有效提高訓(xùn)練效率。此外，可穿戴電子設(shè)備還可以激發(fā)運動員在訓(xùn)練過程中的熱情，當(dāng)代很多年輕人對于智能電子產(chǎn)品的熱情只限于娛樂影視和游戲等，對于運動方面的興趣并不高。所以，在訓(xùn)練過程中可以從運動員感興趣的電子產(chǎn)品入手，充分展示可穿戴設(shè)備強大的智能化效果，激發(fā)運動員的興趣，讓他們主動參與到運動訓(xùn)練中，同時還能改善枯燥乏味的訓(xùn)練氛圍，提高訓(xùn)練質(zhì)量。

3.2、及時調(diào)整訓(xùn)練內(nèi)容

組訓(xùn)者和運動員可以根據(jù)可穿戴電子設(shè)備反饋的數(shù)據(jù)，及時調(diào)整訓(xùn)練內(nèi)容，為制定科學(xué)有效合理的訓(xùn)練計劃提供科學(xué)依據(jù)。在以往的訓(xùn)練中，訓(xùn)練中更強調(diào)運動員的技能技巧，對運動員的運動狀態(tài)只能根據(jù)主觀感受，并沒有科學(xué)依據(jù)。而可穿戴設(shè)備就能夠彌補這點，通過對運動員身體各項數(shù)據(jù)的反饋，捕捉運動中的動作標(biāo)準(zhǔn)和肌肉等進行監(jiān)測，并對反饋數(shù)據(jù)進行整合，對當(dāng)前運動員的訓(xùn)練狀態(tài)給出一個綜合評價，通過實時數(shù)據(jù)的反饋，讓組訓(xùn)者準(zhǔn)確掌握運動員的訓(xùn)練狀態(tài)，針對運動員的狀態(tài)及時調(diào)整訓(xùn)練進度和內(nèi)容，科學(xué)有效地提高訓(xùn)練質(zhì)量。

4、可穿戴設(shè)備在競技體育訓(xùn)練中的應(yīng)用

科技發(fā)展與應(yīng)用在運動訓(xùn)練中的實現(xiàn)主要從競技與訓(xùn)練領(lǐng)域中體現(xiàn)出來。推動體育領(lǐng)域科技進步的主要因素是運動訓(xùn)練中融入了大數(shù)據(jù)、可穿戴設(shè)備以及人工智能?？纱┐髟O(shè)備在運動訓(xùn)練中對運動員生理情況進行實時監(jiān)測，將反饋的數(shù)據(jù)及時進行整理分析，以便在接下來的訓(xùn)練過程中調(diào)整計劃，能夠科學(xué)有效地提高運動成績并降低運動員在訓(xùn)練中受傷的概率。

4.1、可穿戴設(shè)備在挑戰(zhàn)功能主導(dǎo)類項目中的應(yīng)用

運動訓(xùn)練中挑戰(zhàn)功能主導(dǎo)類項目主要是球類運動，比如羽毛球、網(wǎng)球等隔網(wǎng)對抗性運動，又或者是籃球、足球、曲棍等同場對抗性運動，還包含了棒球、壘球以及高爾夫等輪換攻防性運動。例如在羽毛球訓(xùn)練中，可以通過可穿戴設(shè)備記錄運動員在訓(xùn)練中的揮拍次數(shù)、速度、力量等指標(biāo)，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)制定符合運動員實際情況的訓(xùn)練計劃，提供運動員正手高遠球、發(fā)球等基礎(chǔ)技術(shù)。此外，在可穿戴設(shè)備中有手部監(jiān)視的功能，羽毛球運動員也可以通過這種方式，來檢測拇指不同彎曲度下不同類型的握力，可以掌握不同情況下的手部發(fā)力。又如足球訓(xùn)練中，采用壓敏感器矩陣來識別腳上的“最佳位置”，通過這種測試幫助運動員在任意球中找到最適合射門的位置。該傳感器讓足球運動員對射門數(shù)據(jù)進行分析，通過對腳的力度、角度等數(shù)據(jù)進行分析完善他們的技術(shù)特點，同時在設(shè)備中增加了GPS等定位系統(tǒng)配合整個團隊運動訓(xùn)練進行監(jiān)控。該可穿戴設(shè)備也可以檢測到運動員在足球訓(xùn)練中射門的直線速度和角度以及他們小腿、大腿的加速度，還有在射門時腳步運動的角度，對運動訓(xùn)練過程進行實時記錄?？纱┐髟O(shè)備在運動訓(xùn)練中對運動員的生物力學(xué)指標(biāo)進行監(jiān)控，通過反饋數(shù)據(jù)可以對運動員在訓(xùn)練中的動作技巧進行分析，增強運動員在運動中的表現(xiàn)力有重要作用。

4.2、運動訓(xùn)練基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的提取以及處理方法

可穿戴設(shè)備在運動訓(xùn)練中的應(yīng)用并不是獨立存在的，而是需要大數(shù)據(jù)在背后支持，是新時代下科技發(fā)展的產(chǎn)物，通過可穿戴設(shè)備對運動訓(xùn)練中的信息進行采集，是科學(xué)監(jiān)控中的外在表現(xiàn)，然后使用科學(xué)的信息處理方式，對設(shè)備反饋的數(shù)據(jù)進行處理，這也是可穿戴設(shè)備在運動過程中進行科學(xué)監(jiān)控的核心所在。運動訓(xùn)練基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的提取以及處理方式最早是馬爾科夫模型，在1907年提出，主要是對狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率以及數(shù)據(jù)可靠性和設(shè)備的靈敏度用于運動訓(xùn)練中的技術(shù)、戰(zhàn)術(shù)分析。利用該模式可以將運動員在賽場中運動表現(xiàn)出來的距離、速度等方面的變量進行整合分析，這樣就有利于教練和運動員在接下來的運動訓(xùn)練中通過數(shù)據(jù)分析制定好技術(shù)訓(xùn)練計劃以及戰(zhàn)術(shù)。這是最早出現(xiàn)的可穿戴設(shè)備，隨著科技的高速發(fā)展，可穿戴設(shè)備的功能性和實用性也越來越好，其中有大量的科技融入幫助設(shè)備采集原始數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)就是要將各個數(shù)據(jù)之間的關(guān)系串聯(lián)起來，做一個清晰明了的處理，讓數(shù)據(jù)可視化，從這些數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)運動的規(guī)律，實現(xiàn)有效的運動訓(xùn)練，從而促進競技體育內(nèi)部發(fā)生較大的變化。將運動基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行提取和處理，我們可以看出，可穿戴設(shè)備在未來發(fā)展中要將數(shù)據(jù)的精確性作為核心要素。

4.3、不同負(fù)荷監(jiān)控模式下的應(yīng)用

可穿戴設(shè)備在運動訓(xùn)練中對負(fù)荷的監(jiān)控可以分為兩種，一種是內(nèi)部負(fù)荷監(jiān)控，另一種是外部負(fù)荷監(jiān)控。內(nèi)部負(fù)荷監(jiān)控領(lǐng)域就可以從心肺指標(biāo)、體液指標(biāo)、神經(jīng)肌肉指標(biāo)三個方面進行監(jiān)控。心肺指標(biāo)就是心率、呼吸與能力代謝等方面的測試，其中可穿戴設(shè)備中對于心率的測試在實踐中有較多地使用，特別是在球類項目中。主要特點就是能夠反映出在運動過程中運動員內(nèi)部負(fù)荷情況，這個過程是不受運動場地和運動設(shè)施影響的；其缺點就是如果出現(xiàn)多臺設(shè)備，信號之間就會出現(xiàn)相互干擾的情況，多設(shè)備時得出的數(shù)據(jù)是沒有參考價值的。與心率不同的是呼吸與能量代謝需要相關(guān)的設(shè)施才能進行，如功率自行車等，需要在實驗環(huán)境下進行，但可穿戴設(shè)備在這項測試中有較大的發(fā)展前景，能夠廣泛深入地發(fā)展。體液指標(biāo)就是血液、汗液和尿液等深化測試，在普通訓(xùn)練過程中并不常用，而且這項測試費用較高，流程較多，測試結(jié)果有一定的延時性。外部負(fù)荷監(jiān)控相關(guān)的研究主要就是描述性，通過研究運動員在比賽和日常訓(xùn)練中的狀態(tài)，對外部環(huán)境進行對比，根據(jù)不同位置以及比賽時間的數(shù)據(jù)進行對比。這些可以通過可穿戴設(shè)備對外部負(fù)荷的量化和分析途徑提供更多的選擇。但是因為受外部因素影響，有更多不確定因素，在監(jiān)控過程中設(shè)備反饋的信息精度需要進一步完善。

4.4、應(yīng)用和發(fā)展過程中的不足

出于對可穿戴設(shè)備商業(yè)價值角度的考慮，在研發(fā)過程中更注重與用戶之間的互動性，而這種互動性體驗都是建立在對原始數(shù)據(jù)的處理上，在一定程度上就犧牲了對于科研和醫(yī)療有關(guān)鍵性作用的原始數(shù)據(jù)提升用戶的好感度。除此之外，就算是一個品牌的可穿戴設(shè)備也會因為獲取數(shù)據(jù)的方法不同、計算方式不同，出現(xiàn)數(shù)據(jù)差異的情況，所以在實際使用中還是會因為數(shù)據(jù)之間有明顯的誤差，影響到可穿戴設(shè)備數(shù)據(jù)的可靠性；而設(shè)備反饋的數(shù)據(jù)并沒有進行統(tǒng)一規(guī)范，無法實現(xiàn)兼容；需要加強集成性，采集的方式也可以多樣化；其次就是過多地注重可穿戴設(shè)備的商業(yè)價值，生產(chǎn)鏈并不完善，無法促進可穿戴設(shè)備在運動訓(xùn)練領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展。

5、運動訓(xùn)練中可穿戴設(shè)備的未來發(fā)展趨勢

5.1、提升運動員的隱私保護

在運動訓(xùn)練中應(yīng)用可穿戴設(shè)備，運動員不論是在日常訓(xùn)練中還是組織進行的模擬訓(xùn)練中都有可能會穿戴設(shè)備，其設(shè)備在運行中將相關(guān)數(shù)據(jù)進行反饋，對于實時共享數(shù)據(jù)是否安全都是不得而知的，甚至在處理或者是儲存相關(guān)數(shù)據(jù)時會運用到第三方軟件，這對于運動員的隱私性是不可把控的。這對于參加奧運會備戰(zhàn)的運動員來說是致命的，他們身體的各項數(shù)據(jù)都需要得到密切的保護，所以在可穿戴設(shè)備技術(shù)提高的同時，需要保護運動員的隱私性。為達成這一目的就需要大力發(fā)展本土科技，使可穿戴設(shè)備以及云端處理技術(shù)能夠共同進步。

5.2、提高設(shè)備便攜性，讓佩戴舒適且安全

在運動訓(xùn)練中，運動員都是在極端的速度和難度下進行的，外界因素對于運動訓(xùn)練效果都會產(chǎn)生影響，因此可穿戴設(shè)備必須要在不影響運動員訓(xùn)練的情況下進行數(shù)據(jù)采集，傳感器的外形設(shè)計必須要小型，這樣才不影響運動員正常的發(fā)揮。所以在科技研發(fā)中也出現(xiàn)了柔性電子科技以及多點觸控、語音識別等技術(shù)，這能夠提高設(shè)備的便捷性，讓運動員在佩戴時能更加舒適、安全。隨著科技發(fā)展，現(xiàn)在正在開發(fā)一種腕式可穿戴設(shè)備，通過心率監(jiān)控，來了解運動員在訓(xùn)練中的情況，也可以減少在訓(xùn)練中給運動員帶來的不適感，同時能夠降低測試的平均誤差。纖維類的可穿戴設(shè)備研發(fā)也取得了重大進展，目前科研人主要是根據(jù)紡織品傳感器的研發(fā)，想必最后應(yīng)該和普通衣物質(zhì)地一樣，穿上就能夠測試出人體活動，并反饋相關(guān)信息。其次柔性電子技術(shù)，提高可穿戴設(shè)備的精準(zhǔn)度、舒適度，增加動作捕捉、多點觸控以及語音識別等功能，這些很大程度上都能提高運動員在使用中的舒適性和安全性。

5.3、設(shè)備兼容性進一步提高，云端互聯(lián)更加廣泛

將可穿戴設(shè)備運用到實際訓(xùn)練中，想要對運動員綜合能力進行測試，一般是需要運動員穿戴背心或是心率帶，但這種設(shè)備并不能幫助運動員提升訓(xùn)練效率，甚至還加重運動員的負(fù)擔(dān)影響數(shù)據(jù)讀取，這也是當(dāng)前可穿戴設(shè)備在運動訓(xùn)練中最大的難題。隨著人們對運動訓(xùn)練理解的變化，觀念的更新，科學(xué)的進步，可穿戴設(shè)備的兼容性在未來的發(fā)展中能夠進一步得到提高。

6、結(jié)束語

目前可穿戴設(shè)備在運動訓(xùn)練中的應(yīng)用是體育領(lǐng)域中的主流趨勢，一方面是可以通過可穿戴設(shè)備對運動員在訓(xùn)練過程中檢測進行數(shù)據(jù)分析，對運動訓(xùn)練進行量化評價，另一方面就是可以通過對生物力學(xué)指標(biāo)進行分析，為探究人體活動中生物學(xué)意義提供了更多的途徑。未來可穿戴設(shè)備在運動訓(xùn)練中應(yīng)當(dāng)提升數(shù)據(jù)的隱私性、設(shè)備的便攜性和設(shè)備的兼容性等幾個方面的問題。當(dāng)然通過以上的研究發(fā)現(xiàn)，我們也應(yīng)該清楚地認(rèn)識到任何監(jiān)測方式都有局限性，運動訓(xùn)練中可穿戴設(shè)備的應(yīng)用和發(fā)展任重而道遠。

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