 Baigėsi olimpiada, kurioje triumfavo kinai. Gerai pasirodė ir
amerikiečiai. Nors konkurencija sporte aštresnė negu bet kada, ką savo
kailiu patyrė mūsiškis Virgilijus Alekna, ir šįkart žaidynėse išsiskyrė
keletas unikalių sportininkų. Tai amerikietis plaukikas Maiklas
Felpsas, laimėjęs aštuonis aukso medalius. Sprinteris iš Jamaikos
Usainas Boltas fantastiškai lengvai laimėjo 100 metrų bėgimą ir pasiekė
naują pasaulio rekordą. Kuo šie du sportininkai skiriasi nuo daugelio
kitų profesionalų? Pirmiausia kūno sudėjimu, kuris idealiai tinka jų
kultivuojamai sporto šakai. Kita vertus, tuos fizinius duomenis reikia
mokėti efektyviai panaudoti. Ir čia be mokslo jau neįmanoma išsiversti.
Treneriai naudoja naujausias sportininkų stebėsenos technologijas, o
biomechanikos principai padeda iki tobulybės nušlifuoti judesius.
Naujos biomechanikos technologijos keičia treniruočių metodikas ir ugdo
naujus čempionus.
Biomechanika sporte
Sporto biomechanika pradėjo formuotis praėjusio amžiaus viduryje. Lietuvoje ji atsirado palyginti neseniai, kadangi šios technologijos gan brangios. Be to, užtruko parengti specialistus. Prieš aštuoniolika metų tuometinio Kūno kultūros instituto Kaune mokslininkai pirmuosius pradėjo tirti plaukikus, analizuoti jų techniką. Sporto judesių analizei taikomi įvairūs metodai. Jais siekiama nustatyti, moksliškai kalbant, varžybinės veiklos parametrus. Jų techniką, reakciją, kūno atsaką į krūvius. Pavyzdžiui, sportininkai filmuojami per varžybas, kadangi negalima klijuoti ant jų jokių jutiklių. Po to tie duomenys apdorojami, kaip įprasta, kompiuteriais.
Sportininkams tai reali pagalba, nes jie mato savo judesius ir gali juos koreguoti. Treneris stebi kitus parametrus ir gali įvertinti, kaip technikos pakeitimas paveikė sportininko judėjimo greitį.
Be abejo, ir šioje srityje yra niuansų. Mokslininkų patarimų ne visada klausoma. Sportininkai ir jų treneriai nuogąstauja, kad, pradėjus tobulinti techniką, ją lengva išderinti. O pakeisti geresne sunku. Todėl reikia įtikinti ir trenerius, ir sportininkus šių tyrimų nauda. Bet geri pavyzdžiai užkrečia. Pavyzdžiui, Lietuvos kūno kultūros akademijos specialistai padirbėjo su vienu ieties metiku. Ne tik pagerėjo jo rezultatai. Svarbu tai, kad, pakoregavus judesius, sportininko nebekamuoja traumos. Taigi, sporto biomechanika irgi evoliucionuoja, veikiama technologijų pažangos.
Būsimieji ar esami sportininkai tampa bandomaisiais triušiais (gerąja šio žodžio prasme) Lietuvos kūno kultūros akademijoje Kaune. Čia atliekami įvairūs sportininkų būsenos tyrimai, kompiuterinė įvairių fiziologinių rodiklių analizė. Specialiomis kameromis biomechanikos specialistai filmuoja plaukikus baseine, judančiu takeliu bėgančius bėgikus arba stebi irkluotojų judesius. Viskas vardan geresnio žmogaus kūno pažinimo ir būsimųjų rekordų.
Siekiant pagerinti Lietuvos sportininkų rezultatus, jų techniką, mokslininkams reikia turėti tų sporto šakų elitinių sportininkų duomenis. Kad turėtų su kuo palyginti. Pavyzdžiui, kodėl M. Felpsas yra unikalus sportininkas? Pasirodo, ne vien tik dėl savo unikalių fizinių duomenų. Maiklas Felpsas treniruojasi šešiskart per savaitę po šešias valandas. Jo plaučių tūris – 12 litrų, t. y. du su puse karto didesnis už vidutinio vyro. Ūgis – 194 cm. Maiklas nešioja 49 numerio avalynę, o vaikystėje jam buvo diagnozuotas hiperaktyvumo sindromas. Plaukimo metu jo raumenyse pieno rūgštis kaupiasi perpus lėčiau negu varžovams. Todėl Felpso organizmas greičiau atsigauna. Unikali kūno struktūra, darbštumas ir biomechanikos metodų naudojimas treniruotėse – štai sėkmės receptas.
Žmogus – dinaminė, nuolat kintanti sistema. Sportininkų technika irgi nuolat kinta. Standartizuoti ją būtų sudėtinga. To ir nereikia daryti. Tačiau svarbu rasti bendrus dėsningumus, padėti sportininkams kuo efektyviau panaudoti kūno galimybes. Ir išsklaidyti kai kuriuos mitus. Geriau vieną kartą pamatyti negu šimtą kartų išgirsti. Ši auksinė taisyklė praverčia daugelio sporto šakų atstovams ir jų treneriams.
Prakaitas kaip įrodymas
Įsivaizduokime įvairių jūsų kūno skysčių, pavyzdžiui, prakaito analizę realiu laiku. Bet kuriuo metu, dieną ar naktį. Tai padėtų medikams laiku pastebėti pirmuosius kokios nors klastingos ligos simptomus. Beveik neabejotina, kad kada nors išauš diena, kai nereikės eiti į polikliniką, kur seselė it koks mandagus vampyras švirkštu trauks iš jūsų kraują analizei. Pakaks namuose apsivilkti specialius marškinėlius su jutikliais, ir informacija apie jūsų prakaito sudėtį bei jo pokyčius akimirksniu pasieks šeimos gydytoją. Šią ateitį kuria įvairių šalių mokslininkai. Be abejo, šiuo metu tokios technologijos privalumais jau naudojasi sporto specialistai, vertindami sportininko būseną treniruočių ar varžybų metu.
Žmogaus prakaitas gali daug pasakyti apie jo sveikatos būklę. Štai kodėl biotechnologijų projekto Dubline dalyviai kuria prakaito analizės metodus. Naujausias prototipas turi biocheminius jutiklius, kurie fiksuoja tokius parametrus kaip prakaito sūrumas, rūgštingumas ir temperatūra. Be abejo, duomenys iš karto persiunčiami į kompiuterį bevieliu būdu.
Biochemikė inžinierė iš Dublino miesto universiteto Deirdrė Moris sako: „Mes paimame audinio atraižą. Tame audinyje suformuojame kapiliarinį kanalą. Palei tą kanalą priklijuojame rūgštingumo ir šarmingumo (pH) jutiklį, laidumo jutiklį, natrio jonų jutiklį ir temperatūros jutiklius.
Laikui bėgant prakaito sudėtis kinta. Todėl svarbu įvertinti jo savybes, kai kūnas jį išskiria. Tai gana sunku. Todėl nuolat renkame ir analizuojame šviežią prakaitą, kuris išsiskiria asmeniui atliekant pratimus. Anksčiau to nebuvo įmanoma padaryti“.
Sporto pramonė viena pirmųjų pasinaudos šios dėvimos technologijos teikiamais privalumais. Gudriais sportbačiais arba marškinėliais, kuriuose įmontuoti jutikliai. Prakaito analizė nepakeis tokių tradicinių metodų kaip kraujo tyrimai, bet juos papildys. Tai kur kas draugiškesnė žmogui sistema. Juk mes nelabai mėgstame atlikti kraujo tyrimus. Kai kuriuos žmones tokia procedūra labai sujaudina, jie netgi gali nualpti. Planuojama, kad ateityje ši sistema bus integruota marškinėliuose. Juose bus ir kitokių jutiklių. Vadinasi, turėsime visapusišką fiziologinį besitreniruojančio asmens vaizdą. Ši technologija netrukus taps ginklu prieš dopingo vartojimą sporte. Arba priemone, kurią fizikai ir treneriai naudos be paliovos stebėdami atleto būseną. Bet kuriuo atveju sportui tai bus naudinga.
Sporto mokslų profesorė Nial Moyna iš Dublino universiteto sako: „Jau turime pirmosios kartos jutiklių. Tai turėtų sukelti revoliuciją sportininkų ruošimo, jų treniruočių planavimo srityse. Galėsime stebėti kiekvieną sportininką. Nustatyti, kurių žaidėjų kondicija susilpnėjo. Nustatysime jų tonuso sumažėjimą operatyviai ir laiku atliksime pakeitimus. Taip pat tiksliau parinksime kiekvieno žaidėjo poziciją, kad jis optimaliai panaudotų savo stipriąsias puses. Visai tai leidžia stebėjimai realiu laiku“.
Tokios pačios technologijos bus pradėtos naudoti ir medicinos srityje. Pavyzdžiui, nuo diabeto ar cistinės fibrozės kenčiantys žmonės savo namuose bus nuolat stebimi gydytojų. Galimybės dar labiau išaugs, kai tyrėjams pavyks įveikti kai kurias kliūtis.
Chemijos mokslų daktaras Kim Lau teigia: „Tekstiliniai audiniai yra minkšti. Elektronika – kieta. Cheminės medžiagos nelabai stabilios. Įterpti sistemos komponentus į drabužius ar avalynę itin sunku. Tačiau situacija kinta. Jau įmanoma sumažinti komponentų dydį. Geriausia būtų, kad pats audinys veiktų kaip jutiklis, užuot įterpus jutiklį į audinį. Manau, kad per artimiausius dešimt metų rinkoje pasirodys produktai, kuriais bus galima matuoti biometrinius parametrus, analizuoti prakaitą, seiles ir galbūt ašaras“.
Dėvimi kompiuteriai
Per kelerius metus dėvimų kompiuterių srityje daug kas pasikeitė. Įvairūs jutikliai drabužiuose ir kitur plinta žaibišku greičiu. Jie vis mažesni ir vis protingesni. Juos naudoja treneriai, medikai ir kitų sričių atstovai. Ar tokios technologijos reiškia totalitarinio pasaulio viziją, kur valdžia žinos viską? Net ir tai, kaip ir kada jūs prakaituojate. O gal minimos technologijos bus pritaikytos tik mūsų saugumui padidinti?
Dėvimų gaminių technologijų plėtros centre Brėmene mokslininkai kuria prietaisus, skirtus keliems uždaviniams atlikti. Vartotojai gali dirbti fizinį darbą, tuo pačiu metu naudodamiesi kompiuteriu. Projekto „wearIT@work“ vadovas aiškina, kad pagrindinė mintis – sukurti įvairius prietaisus, pritaikytus konkrečiam darbui. Tai vadinama dėvimu kompiuteriu. „Naudojant dėvimą kompiuterį, informacija gaunama judant. Tai skiriasi nuo mobiliosios kompiuterijos, kadangi pastaruoju atveju informacija gaunama iš aplinkos. Programa nustato aplinkos, kurioje esate, savybes, ir pritaiko tas, kurių reikia jūsų specifinėje darbo aplinkoje“.
Ekstremalių situacijų ir gelbėjimo tarnybos – viena iš tyrimo sričių. Įvairių jutiklių yra gaisrininko aprangoje – pavyzdžiui, jo batuose. Gaisrininkų brigados bevieliu būdu iš kompiuterio galėtų gauti vaizdus tos vietos, kur prastas matomumas. Galbūt ši sistema galėtų nustatyti ir nuodingų dūmų sudėtį. Kelios komandos Europoje jau dalyvavo tokiuose bandymuose.
Mokslininkams reikėjo suprasti, ką vartotojai iš tiesų jaučia darbo metu. Kokius sunkumus jie patiria ir kokias problemas turi spręsti. Todėl teko dalyvauti treniruotėse, pavyzdžiui, Paryžiaus gaisrininkų brigados pratybose, ir stebėti, ką daro gaisrininkai ir kaip jie ruošiasi gesinti gaisrus.
Kita naudojimo sritis – chirurgija. Ant riešo užsisegęs elektroninę apyrankę ir apsijuosęs specialiu diržu, gydytojas naudojasi savo kompiuteriu ir perduoda duomenis nuotoliniu būdu. Bandymų metu šios sistemos kūrėjai patobulino gaminį, atsižvelgdami į įvairius faktorius. Įskaitant psichologinius, kadangi kai kuriuos pacientus ši technologija šiek tiek gąsdina.
Šia apyranke galima naudotis gestikuliuojant. Atlikus bandymus, kai ką teko pakeisti. Jeigu taip bus elgiamasi prie paciento lovos, ranka judinama vertikaliai ir horizontaliai, žmonės pagalvos, kad šis kryžiaus ženklas reiškia visai ką kita. Todėl buvo surastas naujas būdas. Jis pagrįstas mikrojudesiais. Į tokius judesius pacientai reaguoja kur kas ramiau, negu naudotus projekto pradžioje.
Naujoji žmogaus sąveika su kompiuteriu neturėtų komplikuoti kasdieniškų užduočių. Jos tikslas – pateikti reikalingus duomenis ir įspėti apie kylančias arba gresiančias problemas. Technologijos kūrėjai mėgina be paliovos tobulinti šiuos ateities prietaisus.
Riudigeris Leibrantas iš Brėmeno universiteto sako: „Ant atspausdintos elektroninės schemos sumontuotas Bluetooth modulis, nedidelis energijos šaltinis ir sąsajos, sujungtos su jutiklių moduliais ir su identifikavimo radijo dažniu (RFID) skaitytuvu. Šis modulis kaupia informaciją iš RFID skaitytuvo, jutiklių ir per Bluetooth bevielį ryšį perduoda į asmeninį kompiuterį. Prietaiso dizainas neriboja judesių. Juo bus galima manipuliuoti norimu greičiu bet kuriuo laiku. Papildoma informacija turi padėti dirbančiam įvykio vietoje atlikti pradinę užduotį“.
Taigi, darbas su kompiuteriu nenaudojant klaviatūros ar pelės atveria puikias galimybes. Technologija jau egzistuoja laboratorijose. Netrukus galėsime ja naudotis darbe ir netgi namie.
Dr. Rolandas Maskoliūnas
|
