Белорусские ученые создали уникальные технологии для спортсменов

Не секрет, что в рецепте современных спортивных побед есть и научная составляющая. В мире высоких достижений, где речь идет о долях секунды и работе на пределе возможностей, именно внедрение инновационных подходов в работу со спортсменами способно стать тем самым «ключевым ингредиентом», который поможет обойти соперников. Эксклюзивные технологии, разработанные кафедрой спортивной инженерии спортивно–технического факультета БНТУ, специалисты уже называют «нашим конкурентным преимуществом» — ведь они позволяют сделать подготовку национальных команд более эффективной. Каким образом — можно было увидеть на экспозиции, собранной специально к дню открытых дверей в научно–технологическом парке «Политехник».

Диагностика с помощью «умных» стелек

— Вот это весло нашего двукратного чемпиона мира по гребле на каноэ Артема Козыря, которое мы оснастили интеллектуальным беспроводным датчиком для оценки мощности гребковых движений, — демонстрирует одну из самых свежих разработок заведующий кафедрой спортивной инженерии БНТУ Валерий Васюк.


В компактном черном датчике — технологии, без преувеличения, уникальные. С его помощью можно получать информацию об эффективности усилий в подводной части гребка — в мире пока нет таких разработок, позволяющих регистрировать и анализировать онлайн скоростные и силовые параметры. Неудивительно, что наше ноу–хау — закрытая технология, которая в ближайшее время появится только у белорусских гребцов, о масштабировании и коммерциализации речь пока не идет. С помощью новинки планируется вести подготовку к Олимпиаде в Токио. Такой датчик движений крепится к любому веслу, калибруется с учетом роста и веса гребца, и во время тренировки тренер в режиме реального времени получает на планшет данные, насколько эффективны движения спортсмена, видит, какую коррекцию вносить для улучшения результата.

В основе разработки — микромеханические сенсорные системы и программное обеспечение, которое под конкретные задачи разрабатывается резидентом Парка высоких технологий — компанией «Сенсотроника». Осенью опытный образец уже прошел испытания на воде и в гребном бассейне. А в перспективе предполагается синхронизировать регистрацию параметров мощности движений со скоростной видеосъемкой, что позволит анализировать и их кинематику.

— Это фрагмент одной из тренировок Алены Ноздревой, призера чемпионата мира 2017 года в гребле на каноэ, — комментирует снятый таким образом «фильм» Валерий Васюк. — Спортсменка при выполнении упражнения на гребном тренажере смотрит на экран и по вспышкам биоэлектрической активности мышц корректирует свои действия. Таким образом, предложенный нами метод «биологической обратной связи» в реальных, тренировочных условиях позволяет гребцам избирательно прорабатывать ведущие группы мышц, несущих основную нагрузку на соревнованиях.

Этот же метод работает и в тяжелой атлетике. Клипса с беспроводным датчиком крепится на гриф штанги, ловит резонанс и помогает спортсмену совершенствовать сложившийся стереотип движений — он отслеживает свои усилия на экране, связанном через видеопроектор с ноутбуком. Тем временем тренер благодаря умному датчику получает на планшет или смартфон мгновенную информацию о динамических параметрах, характеризующих мощность движений каждой попытки.

— Наши разработки используются сегодня в подготовке высококвалифицированных спортсменов и связаны с оценкой биомеханических и физиологических параметров движений. С их помощью на различных этапах тренировочного процесса можно отслеживать и корректировать уровень технической и специальной физической подготовленности спортсменов. Подобные инновационные цифровые технологии мы можем создавать и для других видов спорта, однако это требует времени, тесного междисциплинарного взаимодействия специалистов и наиболее подготовленных тренеров, — Валерий Васюк не сомневается, что результаты тех спортсменов, в подготовку которых внедрены новые подходы, уже в ближайшем спортивном сезоне выйдут на новый уровень.

Еще одна разработка, представленная технопарком «Политехник», нацелена на улучшение стрельбы у биатлонистов. Чтобы увеличить стрелковые показатели, нужно анализировать ряд явных и четких параметров, для чего и был создан специальный мобильный комплекс. Он состоит из видеокамеры, нескольких датчиков и ноутбука, связанных между собой и применяемых во время тренировок, на стрельбище. В реальном времени он дает информацию о стрелковой сессии спортсмена, сохраняя сведения в базе данных. В конце тренировки выводится график, где отображается информация об ошибках, нюансах по подгонке оружия, инвентарю. Так накапливаются обширные сведения, доступные как для тренера, так и для сотрудников, обеспечивающих научно–методическое сопровождение подготовки спортсменов. После тщательного анализа производятся изменения в тренировочном процессе. Систему можно укомплектовывать многими дополнительными функциями по желанию спортсмена и сделать ее автономной. Ведь биатлонисты высокого уровня могут тренироваться сами и полностью погружаться в работу, возможно, упуская при этом какие–то моменты. Тут разработка будет помощником, который сделает нужную подсказку.

Проблемы со стопами дают отголоски во всем организме — от болей в суставах и позвоночнике до общей усталости и частых головных болей. Диагностировать первопричину и помочь преодолеть неудобства при помощи изготовления индивидуальных «умных» стелек намерены в «Центре адаптивной кинезитерапии», который начал свою работу в качестве резидента научно–технологического парка БНТУ «Политехник». Оказывается, у профессиональных спортсменов подобные стельки уже в ходу, однако до сих пор заказывать их приходилось за рубежом, причем стоимость пары варьировалась от 200 до 500 евро. Благодаря серьезной научной составляющей, собственным разработкам и производству «Центр адаптивной кинезитерапии» готов не только снизить цену в несколько раз, но и предложить свои уникальные решения. Кстати, их уже опробовали белорусские спортсмены, в частности, серебряный призер Олимпийских игр в Рио–де–Жанейро Дарья Наумова и теннисистка Арина Соболенко.

— Мы развиваем это направление с 2015 года, разрабатываем собственные программы, методики, датчики. Сфера сложная, потому что тесно связана с травматологией и ортопедией. Стельки «Кинезио» уже прошли регистрацию как медицинское изделие, завершены клинические испытания, и сейчас мы работаем над получением медицинской лицензии на оказание услуг. Как только это произойдет, на базе нашего центра будет открыт кабинет, где диагностировать состояние биомеханики стоп сможет любой желающий, — делится планами руководитель проекта Денис Жаловский.

Технология такова. После осмотра специалистом происходит замер исходного состояния стоп пациента на специальном сканере — получается трехмерный виртуальный снимок, объемная модель стопы. Идут измерения и в динамике — данные накладываются на исходное изображение. Затем информация обрабатывается особой программой, выводится на монитор. Врач вносит необходимые корректировки — и исправленная модель отправляется во фрезерный центр, где за 12 минут изготавливается пара стелек.

— У нас есть уникальные возможности и методики для оценки эффективности этой стельки при помощи вкрапленных датчиков. Так мы можем получить объективные данные, как стелька перераспределила давление и разгрузила пиковые области. Такого на постсоветском пространстве не делает никто, — удивляет Денис Жаловский.

Кроме того, сейчас идет работа над технологией, предполагающей, что сам пациент в процессе ходьбы сможет собирать определенные параметры при помощи датчиков — эту информацию потом оценивали бы специалисты центра и принимали решение, например, о дальнейшей ортопедической коррекции. Среди своих потенциальных пациентов тут видят и тех, кто будет использовать такие стельки в качестве профилактики, и уже имеющих ортопедические проблемы — начиная от плоскостопия и заканчивая синдромом диабетической стопы.

— Наша методика позволяет очень эффективно работать с язвенными зонами на подошвенной части, что было доказано в процессе сотрудничества с Эндокринологическим научным центром РАМН в Москве. Мы можем определенные участки в стельке заполнять мягким материалом, чтобы при ходьбе эта зона была разгружена.

При работе же с профессиональными спортсменами идет плотная кооперация с кафедрой спортивной инженерии БНТУ. Например, система видеозахвата движений в считаные минуты может выявить степень разновысокости ног — то, что раньше было возможно только при рентгене, или определить исходный стереотип движений и дать ряд рекомендаций, как его оптимизировать, в том числе чтобы избежать будущих проблем со здоровьем.

Реальный пример движения к формату «Университет 3.0», предполагающему внедрение и коммерческое использование научных разработок, о котором много говорилось на молодежной секции II Съезда белорусских ученых.

vasilishina@sb.by