科技纵横现代体育中的高新技术

作者：徐阳

现代化 1995年02期

　　科技纵横

　　一、体育训练工具

　　目前，国外体育界十分重视高新技术在体育训练工具中的应用。许多国外运动员正在使用能定时给出反馈信息、装有计算机设备的先进机电辅助训练系统来提高竞技能力。科学家们定量地测量及分析，将数据立即反馈给教练员和运动员，并提出自己的改进意见。

　　1.力反应系统

　　这种系统是一种跳远踏足受力系统，主要用来查对每次起踏时能量消耗情况。400米田径跑道上埋有压力板，选手在上面跑过，数据直接进入计算机进行分析，结果显示在显示屏上。

　　2.激光命中靶心

　　在步枪和手枪上安装激光器，跟踪枪支的瞄准器，其大小像拇指，向靶子上射出不可见的红外光束，使用一种专门的摄像机来记录。教练员在枪响之前通过监视器观察射击者的目标瞄准，或用录相在事后观看分析。

　　3.划船测功仪

　　智能化划船测功仪可以有选择地显示出功率、速度、桨频、时间、距离以及热能损耗。在美国，几乎每一划船项目都使用这种设备进行训练或挑选预备队。当连上监视器时，屏幕上可以同时出现几条船。

　　4.自行车训练器

　　用计算机控制的自行车训练器能模拟风的阻力、小山及惯性，可用与室外骑车相同的方法锻炼肌肉。训练器允许运动员使用自己的自行车，将速度、时间、节奏、心率、力输出量及热量损耗等信息迅速反馈给运动员。它的显著特点是模拟比赛，运动员事先计划或设计的路线图在屏幕上显示出来，踩踏板的阻力自动地随着速度、加速度或上坡、下坡而上升或下降。

　　二、体育机器人

　　体育机器人，是现在国际上新的体育用品一族，下面介绍几种应用高新技术研制的体育运动训练用的机器人。

　　网球机器人：这种机器人由日本研制而成，可与世界上最佳的网球运动员对阵。其力气比普通男子网球运动员大5倍，反应速度也比运动员快许多，且每秒击球可达1次。

　　足球机器人：这种机器人由比利时研制而成，高度为1.65米。该机器人可直接将球射向不同的角度和高度，射程达50米，时速达40公里，并且可发射高球、直球和弧形球。

　　乒乓球机器人：这种机器人由日本研制而成，它和乒乓球运动员一样，既能左右开弓，又能前后回击，击球方式变化多端。该机器人是用电传动装置直接控制的。可凭装在操纵器上面的双筒电视摄像机观察球的飞行情况。

　　击剑机器人：国外前不久研制出一种专门来训练击剑运动员的机器人。这种机器人身上安装有一套高级电脑信息系统，它不仅谙熟各种路数的击剑程序，而且还身藏“应急防卫措施”。

　　摔跤机器人：日本开发出一种用于摔跤训练的机器人。这种机器人高1米，直径为50厘米。当运动员抱住机器人做翻滚等动作时，与机器人相连接的装置会显示出力量的数值。

　　拳击机器人：德国研制出一种拳击机器人。它由计算机程序控制，能躲避拳击运动员的攻击，并可以进行快速还击。为使它适应不同运动员的训练需要，机器人身上有升降装置，用以根据拳击者身材高矮来适当调整高度。

　　柔道机器人：日本开发出一种用橡胶制成的柔道机器人。这种机器人身高1.75米，重75公斤。当运动员把它背起来摔倒的时候，它能测出这一动作的速度和力度。

　　三、体育运动服

　　国外体育界十分重视对新型运动衣料及新型运动服的研究和开发，因为体育运动服装的质料和款式直接影响着运动员的成绩，是不可忽视的因素。

　　美国游泳高手本茨穿着的泳衣面料是超细的尼龙纤维和聚氨酯纤维，其平滑程度和伸缩性能均提高1倍，籍以减少水的阻力。由此可见高技术运动服在体育比赛中的特殊作用和重要性。近年来，国外已研制出许多各种体育项目的理想运动衣料及运动服，下面介绍其中的一些。

　　1.会“呼吸”的运动服

　　这种运动服所用材料的特点是，尼龙塔夫绸上涂覆氨基酸系聚合物。这种衣料除了具有高度的防水、防风性能外，它的独到之处是其透气率为一般衣料的2倍。由于该材料采用的氨基酸系聚合物是构成人体皮肤中的蛋白质的成分之一，因而具有类似“皮肤呼吸”的吸湿和排湿功能。这种衣料适合于制作登山服、滑雪衣、航海服和其他高级运动服。

　　2.吸汗除体臭运动服

　　运动员在训练和比赛中大量出汗，衣服贴在身上很不舒服。为了解决这一难题，国外研制出一种吸汗衣料。它利用改变合成纤维单丝的粗细所产生的不同吸水性能，来达到吸汗快、扩散蒸发快的目的。

　　另外，运动员由于大量的运动，身体上会自然地出现体臭现象。历来对付人体体臭的办法，不外乎是用香水或药物，或者双管齐下。但是用香水掺药物解臭，在天冷时尚可，而到夏天大汗淋漓时臭加香的混合味就会更加刺鼻难闻。日本科学家前不久研制出一种消臭纤维，能使臭味物质氧化，变成无臭物质。因此穿上用这种消臭纤维制成的运动服，可以消除任何体臭。据测定，这种纤维的消臭能力要比现用的化学脱臭剂强20-100倍。

　　3.保温运动服

　　过去要提高运动服的保温性服，一般是加厚运动服装的衣料，而理想的运动服要求“轻、薄、柔、暖”，为此，科研人员研制出一种保温衣料。这种衣料就是在布料上蒸镀一层铝膜或钛膜，以提高布料的保温性能。国外最近推出一种可反射太阳光的运动服就属于此种类型。这种运动服是由日本的一家运动衣料厂和美国宇航局的科学家共同研制成功的，其材料的制作方法是，在聚酯、再生纤维的混纺面料上真空蒸镀一层在高温下能熔化的铝。因此，它对太阳光中的红外线，可比一般棉布服装多反射50%，这就为长跑运动员带来了福音。运动员穿上这种新型运动服，可以控制衣服内部温度的升高，而保持舒适感，并且易于用水清洗。

　　4.空调运动服

　　国外服装专家研究出一种冬暖夏凉的空调运动服，其材料是一种新型纤维，主要是由可塑性非常好的晶体构成。这种晶体结构经过特殊处理，就能够随气温变化而有效地贮存或释放热量，当周围的环境温度提高时，晶体会吸收热量；而当气温降低时，晶体则会把热量释放出来。故由这种材料制成的运动服一年四季都可穿用，令运动员感到舒适愉快。这种材料可用来制作体育训练服、田径竞赛服、排球运动服、滑雪服等。

　　5.变色游泳衣

　　美国市场上有一种变色游泳衣。此种游泳衣下水前是白色的，一旦下水游泳，游泳衣便显现彩色图案，像变魔术似的，使人眼花缭乱。原来，这种游泳衣上有隐色墨水画的图案。入水后，与水作用，即可显示出颜色和图案。

　　6.能自动调节温度的运动服

　　日本一家运动品生产厂开发的这种能自动调节温度的运动服，利用一种天气状况记忆聚合物包着尼龙及聚酯纤维的新衣料制成，穿上这种运动服后，天气炎热时，衣料纤维会自动张开，让汗水排出；天气寒冷时，衣料纤维则会紧闭，产生保暖作用。制造该新衣料的秘诀在于那层天气状况记忆聚合物及包覆技术。其聚合物分为晶体和非晶体两部分，当温度降至25摄氏度以下，分子则会收缩，纤维间的距离缩短，从而起到保暖作用。尼龙及聚酯纤维即藏于厚度仅5-10微米的聚合物内。用该新衣料制成运动服，能迅速吸收汗水和帮助汗水蒸发，不会粘着皮肤，运动员的体温可得到自动调节。

　　7.能提高游泳成绩的新型游泳衣

　　为1992年巴塞罗那奥运会设计制造的能提高游泳成绩的新型游泳衣S2000，使用了一种特别开发的经编聚酯高弹性织物，其中包含了高支长丝聚酯微纤纱线，并经过特殊热处理后进行针织和整理。该种经过改进的织物组织，可以抑制对水的吸收，允许水份更自由地进行循环。所织成的游泳衣，具有柔、平滑和均匀的手感，并能显著地减少游泳时的摩擦阻力，使游泳者创造最好的成绩。

　　四、现代体育设施

　　为了让人们在室内也能体会到冲浪运动的感受，英国一家公司运用电磁技术研制出一种称之为“真实运动”的系统，使人们在房间里就可领略到冲浪、滑雪、滑翔运动的乐趣。这种系统是用计算机来控制活塞运动而工作的，它是一排由铜线圈组成的汽缸组，通电后，脉冲电流产生磁场使活塞起伏运动，冲浪板或滑雪板安装在活塞上，上面装有传感器，当人们站在板上，计算机根据人施加于板上的压力指挥活塞的运动。房间装饰上大自然的景色，人们在运动时戴上一个耳机便可以聆听大自然的声响。

　　前不久，一位爱好体育的法国人发明了一种气体式体育看台。这种看台可以是一个整体，也可以由几个组成部分拼装。每一单元由一种柔软但不透气的织物制成的空心囊组成。空心囊借助其内部各种长短不一的尼龙绳拉扯，可使其上部形成阶梯式看台，为使整体结构更加稳定，空心囊的下半部可以充水，而上半部可以充空气。

　　最近，美国研制出一种没有水的游泳池。它是一座直径为6米、高度为7米多的圆柱型建筑物，地板上有一层安全保护网，由一部大功率发动机向顶部吹风，以产生上升的强力气流。游泳者借助于气流的升腾作用，可以升降自如地漂浮在池中。既可在池中进行体育锻炼，又可从事各种娱乐活动，还可以进行宇宙生物仿生飞行的研究。

　　澳大利亚、奥地利以及美国推出了高尔夫球场智能卡。有了这种智能卡，高尔夫球爱好者不出门，也可以在高尔夫球场逍遥挥杆。这种智能卡收录了预先拍摄的高尔夫球场图像，然后通过仪器，在屏幕上投射出真实的高尔夫球场景。高尔夫球运动爱好者在屏幕前对着图像挥杆，就好象在球场打球一样。打球者把球向屏幕击出后，图像所显现的目标球洞会根据击球的实际力道，越显越近，一直到打进洞为止。图像每次也会显示出击球点到球洞的距离，让打球者按照距离判断力道。模拟机的仪器，也能自动记录杆数。整个打球过程，与真实没有两样。模拟的高尔夫球场可以让一个人单打，也可以接受多达6人一起参与。此外，插入不同的智能卡，图像会显示不同高尔夫球场的外景。