李海鵬，陳小平，何 衛(wèi)，吳 昊

隨著競技體育的迅速發(fā)展，國際競爭的日益激烈以及科技助力奧運的迫切需求，運動訓(xùn)練也向新思想、新科技、新器材等方面不斷發(fā)展。在國際上，作為前沿性訓(xùn)練監(jiān)控手段與研究熱點，基于移動互聯(lián)和云平臺并具有無線傳輸和快速實時反饋功能的在競技體育，尤其是足球、籃球、曲棍球等運動方式復(fù)雜、身體負(fù)荷波動大并且不易獲得量化數(shù)據(jù)項目的應(yīng)用與研究日益廣泛和深入[1]，極大促進了競技體育科學(xué)化訓(xùn)練水平的提高[2]。在我國，可穿戴設(shè)備在競技體育，尤其是集體球類項目中同樣應(yīng)用廣泛，但相關(guān)研究報道卻鮮有報道，可穿戴設(shè)備在我國運動訓(xùn)練領(lǐng)域的理論與實踐出現(xiàn)一定程度脫節(jié)，亟待進行理論研究與梳理歸納。

同時，可穿戴設(shè)備在運動訓(xùn)練中的應(yīng)用仍然存在一些不足和問題，其測量精度、交互形式以及運行的穩(wěn)定性和可靠性存在開發(fā)和擴展的空間[3]，教練員和運動員對這一科技產(chǎn)品也需要在理論和應(yīng)用兩個層面加強學(xué)習(xí)和掌握，避免實踐走在理論之前。為此，本文對運動訓(xùn)練中可穿戴設(shè)備的相關(guān)應(yīng)用研究進行梳理和分析，總結(jié)其應(yīng)用情況，討論未來發(fā)展趨勢，為運動訓(xùn)練的實踐和創(chuàng)新做好理論歸納，指導(dǎo)科研人員更合理、高效地使用可穿戴設(shè)備開展運動訓(xùn)練。

1 運動訓(xùn)練中可穿戴設(shè)備的發(fā)展歷程和分類

1983 年，芬蘭奧盧大學(xué)電子系發(fā)明了第一臺無線心率遙測儀——Polar PE -2000[4]，科研人員第一次使用可穿戴概念來監(jiān)控運動訓(xùn)練過程，該設(shè)備為運動強度的評定提供了一種新方法，同時也開啟了訓(xùn)練監(jiān)控方法的變革。隨著科技的不斷發(fā)展，運動訓(xùn)練對可穿戴設(shè)備的需求越來越強烈。20 世紀(jì)90 年代，一種便攜式可穿戴氣體交換分析儀COSMED-K4b2問世，使得以往只能在實驗室環(huán)境下進行的能量代謝實驗搬到訓(xùn)練場，提高了人們對不同專項活動生理特征的了解[5]。2004 年，隨著數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的發(fā)展，澳大利亞Catapult 公司推出了第一款GPS -5 Hz 可穿戴運動訓(xùn)練監(jiān)控設(shè)備，該設(shè)備以黑色背心為主要穿戴方式，并首次集成了加速度計、陀螺儀、GPS 等多個傳感器于一身，穿戴方便安全，測得指標(biāo)豐富，使得運動訓(xùn)練與可穿戴設(shè)備深度融合，運動訓(xùn)練監(jiān)控進入數(shù)字化“黑背心”時代[6]。2019 年，采用超光頻數(shù)據(jù)連接技術(shù)，擺脫了GPS 使用環(huán)境限制的Clear-Sky 運動表現(xiàn)智能評估系統(tǒng)開始廣泛應(yīng)用，運動訓(xùn)練中的可穿戴設(shè)備進入了前所未有的高速發(fā)展時代[7]。

目前，我國學(xué)術(shù)界還沒有關(guān)于可穿戴設(shè)備的統(tǒng)一定義，為了便于國內(nèi)學(xué)者研究，我們根據(jù)可穿戴設(shè)備的技術(shù)和應(yīng)用特征將其定義為:基于計算機技術(shù)、通信技術(shù)以及傳感器技術(shù)的可以佩戴在人體上的高度小型化電子設(shè)備。

按照在運動訓(xùn)練中的使用對象及環(huán)境，可以將可穿戴設(shè)備分為三類(表1):第一類是以運動員的恢復(fù)訓(xùn)練和普通健身需求為導(dǎo)向，產(chǎn)品趨于簡單輕便，具有一定軟件支持以及數(shù)據(jù)交互、云端交互功能，例如運動手環(huán)、運動手表、計步器等；第二類以訓(xùn)練課監(jiān)控需求為導(dǎo)向，設(shè)備專業(yè)屬性強，可根據(jù)訓(xùn)練需要靈活調(diào)整采集指標(biāo)和相關(guān)參數(shù)，設(shè)備佩戴安全性和舒適性高，例如GPS、加速度計、陀螺儀等；第三類以科學(xué)研究為導(dǎo)向，設(shè)備測量精度相對較高，但操作相對復(fù)雜，例如氣體代謝分析儀、血氧儀、生物傳感器等。

上述類型基本滿足了運動訓(xùn)練的不同需求，科研人員選擇使用時，一方面要從專項訓(xùn)練規(guī)律層面進行選擇和分析，重視所得指標(biāo)與監(jiān)控目的之間的關(guān)系；另一方面應(yīng)綜合考慮使用對象和環(huán)境等因素，因地制宜做出選擇。此外，受科技發(fā)展的整體影響，三類設(shè)備在硬件微型化、軟件兼容性等方面也存在共性問題，需要一定過程才能解決，其發(fā)展前景和應(yīng)用空間還較為廣泛，值得深入研究和探索。

表1 運動訓(xùn)練中可穿戴設(shè)備的分類及特點Table 1 The classification and characteristics of wearable devices in sports training

2 運動訓(xùn)練中可穿戴設(shè)備的應(yīng)用

2.1 運動訓(xùn)練基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的提取及處理方法

可穿戴設(shè)備并不是一個獨立存在的個體，而是基于大數(shù)據(jù)背景下的科技產(chǎn)物，通過可穿戴設(shè)備進行運動訓(xùn)練信息采集僅僅是科學(xué)監(jiān)控的外在表現(xiàn)，而后采用科學(xué)的數(shù)據(jù)處理方法對所得的原始數(shù)據(jù)進行提取和計算才是科學(xué)監(jiān)控的核心所在。

運動訓(xùn)練基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的提取及處理方法應(yīng)該追溯到1907 年馬爾科夫模型的提出，其對狀態(tài)的轉(zhuǎn)移概率和狀態(tài)可靠性和靈敏度的計算后來被廣泛應(yīng)用于體育比賽的技戰(zhàn)術(shù)分析中。利用該模型可以將比賽時運動員所表現(xiàn)出的移動距離、速度和時間等變量聯(lián)系起來，有助于教練員和運動員更好地理解比賽以及研究制勝戰(zhàn)術(shù)[8]。

20 世紀(jì)90 年代，日本筑波大學(xué)體育科學(xué)系在研究中經(jīng)常用到BEP 法(Break Even Point)對比賽進行分析和推斷，先計算運動員各項技術(shù)的BEP 點值，再利用各項技術(shù)的點值來分析和評價比賽，可以揭示項目中隱含的規(guī)律與運動員技戰(zhàn)術(shù)的優(yōu)缺點，推斷勝負(fù)率的同時找出優(yōu)勢和不足，以便改進訓(xùn)練提高效果[9]。

隨著時代的發(fā)展，影響運動員技術(shù)表現(xiàn)的因素越來越多，與運動成績的關(guān)系也呈現(xiàn)出明顯的非線性關(guān)系。1990 年開始，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為現(xiàn)代非線性科學(xué)的重要學(xué)科在運動訓(xùn)練領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的發(fā)展?jié)摿Γ饕w現(xiàn)在人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)利用自身的自學(xué)習(xí)能力和模式控制能力對運動成績進行預(yù)測與分析等方面[10]。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以其大樣本和海量數(shù)據(jù)時所具備的自學(xué)習(xí)能力和信息處理能力在運動訓(xùn)練中起到了越來越重要的作用。

科技高速發(fā)展的今天，可穿戴設(shè)備的外觀與性能變化越來越快，包括GPS、加速度計、陀螺儀等在內(nèi)的設(shè)備采集了大量原始數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)也越來越依賴于、支持向量機(SVM)、聚類分析(k -means)、深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(DNN)等方法對數(shù)據(jù)進行深度挖掘和處理[11]。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)能夠把各個數(shù)據(jù)之間的各種因素的相互聯(lián)系做出一個清晰明了的處理和顯示，從而發(fā)現(xiàn)一些具有很大價值的體育運動規(guī)律，達到對運動訓(xùn)練過程的有效控制，不斷促使競技體育內(nèi)部發(fā)生著廣泛而深刻的變化。通過對以上運動訓(xùn)練基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的提取及處理方法的梳理我們可以得出，數(shù)據(jù)在多種運動模式下的運行精確性和計算方法或?qū)⒊蔀榭纱┐髟O(shè)備的未來發(fā)展核心要素。

2.2 不同負(fù)荷監(jiān)控模式下的應(yīng)用

從宏觀角度解釋運動訓(xùn)練負(fù)荷監(jiān)控的應(yīng)用，可以將其分為內(nèi)部負(fù)荷監(jiān)控和外部負(fù)荷監(jiān)控兩種應(yīng)用模式[12]?？纱┐髟O(shè)備在內(nèi)部負(fù)荷監(jiān)控領(lǐng)域中可以分為三類:分別是心肺指標(biāo)、體液指標(biāo)和神經(jīng)肌肉指標(biāo)。心肺指標(biāo)包括:心率、心率變異性、呼吸與能量代謝、攝氧量等測試，其中與心率相關(guān)的可穿戴設(shè)備在實踐中應(yīng)用較多，尤其是在集體球類項目中應(yīng)用較為廣泛[13-14]。其優(yōu)點是能夠較為客觀的反應(yīng)內(nèi)部負(fù)荷情況，同時不受硬件設(shè)施、場地的制約；缺點是多臺設(shè)備信號之間的抗干擾性較差，多臺設(shè)備同時采集時的數(shù)據(jù)通道加密一直以來受到質(zhì)疑[15]。相比之下，呼吸與能量代謝、攝氧量的相關(guān)測試需要一定硬件設(shè)施要求，比如氧氣面罩、跑臺、功率自行車等實驗室環(huán)境，可穿戴設(shè)備在該領(lǐng)域發(fā)展?jié)摿^大。體液指標(biāo)包括血液、汗液、唾液、尿液等生化測試，在訓(xùn)練監(jiān)控中的應(yīng)用頻率不高，且測試費用較高，從測試樣本的采集到后期化驗加工，需要經(jīng)過一套既定標(biāo)準(zhǔn)化測試流程，指標(biāo)的獲得有一定延時性。神經(jīng)肌肉指標(biāo)包括肌電圖、腦電圖、近紅外光譜等測試，測試費用相對昂貴，在運動訓(xùn)練中的使用頻率相對較低，可穿戴設(shè)備在此領(lǐng)域應(yīng)用較少。

可穿戴設(shè)備因為具有便捷、安全、佩戴舒適的特點，所以在外部負(fù)荷監(jiān)控中的應(yīng)用主要在身體活動能力的監(jiān)測上。外部負(fù)荷監(jiān)控通常以GPS、陀螺儀和加速度計三種傳感器為主，對運動員的跑動能力、變向次數(shù)、負(fù)荷累積等相關(guān)指標(biāo)進行分析，以評價運動員的活動能力和損傷預(yù)警。研究顯示，科學(xué)合理的利用可穿戴設(shè)備對外部負(fù)荷進行監(jiān)控可以大大降低運動員的運動損傷風(fēng)險，更好地制定個性化的訓(xùn)練計劃[16]以及保持良好的運動表現(xiàn)[17]。

關(guān)于外部負(fù)荷監(jiān)控的相關(guān)研究多以描述性為主，研究對象在比賽、訓(xùn)練等不同環(huán)境下的外部負(fù)荷變化情況，以及基于不同場上位置、不同比賽周期的數(shù)據(jù)對比[18-19]。這些研究基本圍繞GPS、陀螺儀、加速度計展開，為外部負(fù)荷的量化和分析提供了科學(xué)的方法和途徑，提出了許多新思維、新方法，但受訓(xùn)練或比賽等客觀因素的影響，監(jiān)控的系統(tǒng)性和精度還需進一步完善。

2.3 應(yīng)用與發(fā)展過程中的不足

出于商業(yè)角度考慮，可穿戴設(shè)備制造商往往將研發(fā)精力集中于產(chǎn)品與用戶間的交互體驗，而這種良好交互體驗經(jīng)常建立在對原始數(shù)據(jù)的平滑處理上，犧牲了一些在科研和醫(yī)療領(lǐng)域十分重要的關(guān)鍵原始數(shù)據(jù)來使用戶獲得更好的體驗[20]。此外，同一款可穿戴設(shè)備的不同品牌之間由于數(shù)據(jù)獲取方式、算法、分辨率的不同[21]以及出于商業(yè)壟斷的目的使得其難以統(tǒng)一[22]，所以在運動訓(xùn)練的實際應(yīng)用與發(fā)展過程中還是存在諸多制約因素。具體表現(xiàn)在四個方面:

(1)誤差明顯存在，影響有效性和可靠性。

運動訓(xùn)練是一項有很強計劃性、針對性和目的性的工作，既有一般科研工作所要求的嚴(yán)謹(jǐn)、精確、嚴(yán)格操作的特點，又有隨時根據(jù)訓(xùn)練計劃和運動員狀態(tài)而調(diào)整測試計劃的靈活機動特點，因此要求測量工作要在靈活機動的基礎(chǔ)上確保精確。利用可穿戴設(shè)備對運動訓(xùn)練進行量化評價的有效性和可靠性是一直以來學(xué)術(shù)界爭論的熱點話題，很多學(xué)者對此進行了研究，其中以對GPS 定位、陀螺儀、加速度計三種技術(shù)的應(yīng)用爭論與報道最多[23-25]。

關(guān)于GPS 的有效性和可靠性研究。Adrian、Coutts、Barbero、Edgecomb 等多個國際研究團隊對利用可穿戴設(shè)備(GPS)對跑動能力測量的有效性和可靠性進行了大量研究[26-29]。結(jié)果一致認(rèn)為，雖然可穿戴設(shè)備能夠方便快捷的收集到大量訓(xùn)練監(jiān)控所需數(shù)據(jù)，并通過云端互聯(lián)等嶄新的方式展現(xiàn)出來，但結(jié)果的準(zhǔn)確性有待進一步觀察。受試者在佩戴帶有GPS 功能的可穿戴設(shè)備進行位移時，移動速度與測量準(zhǔn)確度呈現(xiàn)出反比關(guān)系。如圖1 所示，受試者佩戴裝有GPS 的可穿戴設(shè)備進行不同移動速度的非線性運動時，其測量結(jié)果與線性運動相比存在明顯誤差，運動員在奔跑中的多方向變化可能會降低儀器測試的準(zhǔn)確性[26]，隨著移動速度的增加，測量誤差也顯著上升[27]。此外，例如足球、橄欖球等團隊項目人數(shù)較多且運動時身體對抗激烈時，GPS和加速度計的信號可能會相互干擾影響數(shù)據(jù)可靠性[30]。此外，GPS 的有效性和可靠性也受接收器本身信號更新頻率的影響，在集體球類項目中GPS 的采樣頻率至少需要5 Hz 才能保證其測量的準(zhǔn)確性[27，29，31]。

圖1 線性與非線性移動中GPS 測量誤差的關(guān)系(●線性移動，■非線性移動)Figure 1 Plot of mean GPS distance error for each movement intensity during linear and non -linear locomotion.(●Linear，■Non-linear)

關(guān)于陀螺儀的有效性和可靠性研究。陀螺儀是目前運動訓(xùn)練監(jiān)控領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛的一種可穿戴設(shè)備傳感器，它主要對運動員的跳躍、旋轉(zhuǎn)等多方向移動能力進行評價。Vert -JRM 可穿戴慣性測量單元就是基于三個高精度陀螺儀的一種監(jiān)測運動員跳躍能力的代表性設(shè)備[32]。Charlton 等利用Vert 慣性測量單元對排球運動員訓(xùn)練和比賽中的跳躍進行了研究，并將Vert 采集的數(shù)據(jù)結(jié)果與Dartfish視頻分析結(jié)果相比較，發(fā)現(xiàn)Vert 慣性測量單元不但可以準(zhǔn)確而穩(wěn)定地測量排球運動員的跳躍能力各項指標(biāo)(r=0.83～0.97)，而且教練員可以實時看到運動員在訓(xùn)練或比賽中的相關(guān)數(shù)據(jù)反饋。陀螺儀技術(shù)在比賽中運行的穩(wěn)定性和可靠性得到了驗證[33]。

關(guān)于加速度計的有效性和可靠性研究。利用加速度計對運動負(fù)荷進行測量的可靠性研究相對困難較大，但科研人員最終還是完成了實驗室研究和場地研究。Luke 等在實驗室條件下將加速度計放置在有固定振動頻率的液壓機上進行了0.5 g 到3.0 g 的6 組試驗，每組30 s，間歇2 min，實驗結(jié)果顯示加速度計測試結(jié)果高度可靠(CV% 0.91～1.05%)；在場地實驗中，運動員穿戴載有兩臺加速度計的運動背心進行橄欖球比賽，測試結(jié)果也具有很高的可靠性(CV of 1.94%，R2=0.995)[34]。

綜上所述，利用可穿戴設(shè)備對運動訓(xùn)練進行量化評價時陀螺儀和加速度計具有較高的穩(wěn)定性和可靠性，但應(yīng)注意移動速度、非線性移動以及信號干擾等因素對測量結(jié)果的影響。

(2)數(shù)據(jù)缺乏統(tǒng)一規(guī)范，兼容互聯(lián)較少。

Cloe 的研究團隊總結(jié)并綜述了澳式橄欖球聯(lián)賽、英式橄欖球聯(lián)賽、澳超足球聯(lián)賽、曲棍球等30 多支運動隊，總受試者達到1 276 人的研究報道[35]。認(rèn)為可穿戴設(shè)備雖然可以很好地測量運動員的各種身體活動情況，同時也被大多數(shù)集體類項目所使用，但是具體到利用可穿戴設(shè)備對速度分區(qū)進行定義時經(jīng)常相差很大，數(shù)據(jù)缺乏統(tǒng)一規(guī)范。

目前國內(nèi)對于跑動速度的等級劃分也存在爭論，其中，丹麥學(xué)者Bangsbo 提出的基于能量代謝系統(tǒng)6 種分區(qū)理論在學(xué)術(shù)領(lǐng)域具有較高權(quán)威[14]，受到了于少華、劉丹等人的引用[36]，而其余兩種分類在足球領(lǐng)域應(yīng)用較多但關(guān)于其分區(qū)的原理目前還不得而知(表2)。蔡旭旦等利用可穿戴設(shè)備對國內(nèi)、外足球和曲棍球運動員的跑動速度劃分進行了對比和研究，發(fā)現(xiàn)大部分研究者將全場的奔跑速度分為5 級或6 級，分類原則以能量代謝理論為基礎(chǔ)，以單位時間速度為表現(xiàn)形式，將運動員在訓(xùn)練或比賽中的跑動劃分為不同的速度級別，以此作為評價該運動項目運動強度的標(biāo)準(zhǔn)[37]。同時，也有研究者將速度分為2 個級別，該分類的優(yōu)點是比較簡單和直觀，易于教練員的實際操作。事實上，無論是哪一種分類方式，其實質(zhì)都是從能量代謝的角度給出該項目的運動特征，并以此指導(dǎo)運動員的訓(xùn)練。因此，關(guān)于可穿戴設(shè)備所得數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化還有待于更多的實證研究。

表2 對跑動速度的不同界定(km/h)Table 2 Various definitions of running zone(km/h)

(3)集成化有待加強，指標(biāo)采集相對單一。

利用可穿戴設(shè)備對運動訓(xùn)練過程進行監(jiān)控實際是對人體運動信息進行綜合匯總并分析的過程，信息量決定了監(jiān)控質(zhì)量。由于科技發(fā)展、商業(yè)競爭等原因，現(xiàn)階段可穿戴設(shè)備更多針對單一數(shù)據(jù)類型進行采集。而隨著2004 年“黑背心”科技把運動強度和運動量整合使用，將黑背心、模塊、心率帶一同穿戴在運動員身上，此舉很快在全球范圍內(nèi)推廣應(yīng)用[38]。但是，采集更多指標(biāo)時往往需要受試者一次性穿戴多種監(jiān)控設(shè)備，影響運動訓(xùn)練效果的同時一定程度上制約了可穿戴設(shè)備在運動訓(xùn)練中的發(fā)展。因此，如何將現(xiàn)有可穿戴設(shè)備進行高度集成、豐富測試指標(biāo)體系成為可穿戴設(shè)備在運動訓(xùn)練領(lǐng)域應(yīng)用與發(fā)展面臨的重要瓶頸。

(4)過度重視商業(yè)開發(fā)，產(chǎn)業(yè)鏈不夠完整。

盡管目前將可穿戴設(shè)備用于訓(xùn)練負(fù)荷監(jiān)控屬于熱點研究，許多商家也在此領(lǐng)域獲得了一定經(jīng)濟效益。但現(xiàn)實情況是產(chǎn)業(yè)鏈脫節(jié)，制造商更多關(guān)注于什么指標(biāo)更容易測得，并不提供有關(guān)其設(shè)備的準(zhǔn)確性、可靠性的信息，相反會對部分原始數(shù)據(jù)進行平滑處理以換取良好的用戶體驗[20]。輕視產(chǎn)業(yè)鏈的打造，沒有根據(jù)運動訓(xùn)練的具體需求在產(chǎn)業(yè)鏈上游提高研發(fā)水平，中游提供訓(xùn)練監(jiān)控解決方案，下游提高服務(wù)質(zhì)量，而是“為了科技而科技，為了測試而測試”。因此，制造商應(yīng)該進一步明確自身定位，提高其在運動訓(xùn)練領(lǐng)域的核心競爭力，促進可穿戴設(shè)備在該領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展。

3 運動訓(xùn)練中可穿戴設(shè)備的未來發(fā)展趨勢

3.1 傳感器技術(shù)微型集成化，佩戴舒適且安全

由于競技體育的需要，運動員要在高速度、高對抗等極端條件下完成身體活動，任何外界因素都有可能會干擾到其正常發(fā)揮，因此，可穿戴設(shè)備必須在不影響其正常發(fā)揮的前提下進行數(shù)據(jù)采集，傳感器功能的集成化和外觀的微型化顯得尤為重要。

在心率監(jiān)控方面，一種基于重量更輕的腕式可穿戴設(shè)備正在研發(fā)中，它不但可以取代傳統(tǒng)心率帶給運動員帶來的不適感，而且能夠?qū)y試的平均誤差降低至3%[39]。纖維類可穿戴測試儀的研發(fā)也有重大進展，目前科研人員正通過紡織品傳感器等技術(shù)進行可穿戴設(shè)備的研發(fā)，相信很快市場上將出現(xiàn)一種與我們的服裝相同質(zhì)地，卻能夠精確測量人體活動的高科技產(chǎn)品[40]。另外，諸如柔性電子技術(shù)、皮膚式傳感器、動作捕捉、多點觸控、語音識別等技術(shù)目前也在加緊研發(fā)中，這都將大幅提高運動員的舒適性和安全性。

3.2 設(shè)備兼容性進一步提高，云端互聯(lián)更加廣泛

在運動訓(xùn)練實踐中，運動員進行綜合能力測試往往需要佩戴背心、心率帶、面罩等一系列設(shè)備，加重受試者運動負(fù)擔(dān)的同時影響科研人員對數(shù)據(jù)的讀取和分析，這是目前困擾訓(xùn)練監(jiān)控領(lǐng)域的一大難題。除此之外還有不同的計算方法、不同的計量單位、對同一指標(biāo)不同區(qū)間的不同參數(shù)的界定等[41]。隨著科技的發(fā)展和人們對運動訓(xùn)練理念認(rèn)識的不斷更新，未來可穿戴設(shè)備在兼容性和數(shù)據(jù)互聯(lián)方面必將得到進一步提高。

德國的SAP 公司作為大數(shù)據(jù)云端處理商，已經(jīng)率先為德國國家足球隊進行了運動訓(xùn)練監(jiān)控數(shù)據(jù)的云端互聯(lián)和整合，他們利用SAP Match Insights 系統(tǒng)將手表、心率帶等不同訓(xùn)練監(jiān)控系統(tǒng)所得數(shù)據(jù)進行多次整合與云端互聯(lián)，教練、隊醫(yī)、科研人員可以按照各自權(quán)限隨時從中獲得重要信息，此舉最終幫助德國國家隊奪得巴西世界杯冠軍。在未來，數(shù)據(jù)處理技術(shù)、云計算、大數(shù)據(jù)分析等將共同保證所得數(shù)據(jù)的可靠性和真實性，所得數(shù)據(jù)也將更加精簡有效，指標(biāo)相對統(tǒng)一且能夠相互對比；科研人員與教練員之間更加輕松地通過云端互聯(lián)實現(xiàn)訓(xùn)練數(shù)據(jù)的傳輸、分析和共享，最終制定出更加科學(xué)有效的訓(xùn)練計劃。

3.3 產(chǎn)業(yè)鏈整合更加完善，與需求對接更加精準(zhǔn)

體育類可穿戴設(shè)備的產(chǎn)業(yè)鏈涉及環(huán)節(jié)眾多，可以分為上游核心部件研發(fā)、中游智能交互解決方案、下游產(chǎn)品服務(wù)。上游的核心部件研發(fā)是產(chǎn)業(yè)的靈魂所在，包括芯片、傳感器、電池技術(shù)等，要在能夠保證佩戴安全、舒適的前提下監(jiān)測人體各種運動參數(shù)；中游的智能交互解決方案是聯(lián)系用戶的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，包括多樣化指標(biāo)更改、數(shù)據(jù)展現(xiàn)方式、專項訓(xùn)練設(shè)計等，直接決定了訓(xùn)練中可穿戴設(shè)備的應(yīng)用質(zhì)量；下游的產(chǎn)品服務(wù)環(huán)節(jié)是設(shè)備不斷改進的源泉，包括定期培訓(xùn)、專家指導(dǎo)、訓(xùn)練演示等。

作為可穿戴設(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈形成與完善的“無形之手”，對接機制是產(chǎn)業(yè)鏈形成的內(nèi)模式，與運動訓(xùn)練需求端的對接是尤為重要的一環(huán)。集體球類項目對體能訓(xùn)練和大數(shù)據(jù)管理的對接需求、隔網(wǎng)對抗類項目對短距離移動能力的精準(zhǔn)測量需求、冬季項目對特殊環(huán)境下的測量穩(wěn)定性需求等，作為特殊行業(yè)和特殊群體，運動訓(xùn)練的實際需求更加精準(zhǔn)、個性化，如何滿足這類需求是可穿戴設(shè)備在此領(lǐng)域發(fā)展的根本。因此，可穿戴設(shè)備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與運動訓(xùn)練實際需求對接更加精準(zhǔn)是可穿戴設(shè)備的重要發(fā)展趨勢。

3.4 以監(jiān)控頻率帶動訓(xùn)練水平提高，科學(xué)制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

可穿戴設(shè)備的不斷發(fā)展使得訓(xùn)練監(jiān)控可以搬出實驗室，真正落實到每堂訓(xùn)練課中，監(jiān)控頻率的增加可以幫助教練員和運動員更好地對運動訓(xùn)練過程進行有效控制，促進訓(xùn)練的科學(xué)化水平。隨著可穿戴設(shè)備在未來的進一步發(fā)展和革新，新一代的訓(xùn)練監(jiān)控設(shè)備將變得更小、更集約，在運動訓(xùn)練中的使用頻率和監(jiān)控廣度也將變得更加密集而廣闊，可穿戴設(shè)備將在整個運動訓(xùn)練過程中發(fā)揮更加重要的作用?！皼]有數(shù)據(jù)就沒有計劃，沒有測試就沒有訓(xùn)練”將成為未來很長一段時間的訓(xùn)練秘籍。

任何一個行業(yè)都需要建立行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來保障該行業(yè)的健康發(fā)展。2014 年，德國萊茵TUV 集團率先出臺了可穿戴設(shè)備的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)通過對設(shè)備的智能性、安全性和可穿戴性三個維度進行考核以確定可穿戴設(shè)備的品質(zhì)[42]。中國作為制造業(yè)大國，在可穿戴設(shè)備的研發(fā)與制造領(lǐng)域均位居前列，如果能夠抓住機遇，緊密結(jié)合時下我國政府提出的“健康中國”和“體育強國”建設(shè)，與運動訓(xùn)練實際需求緊密結(jié)合，以促進該行業(yè)的健康及可持續(xù)發(fā)展為基本理念，制定出科學(xué)、嚴(yán)格的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，必將制造出世界一流的可穿戴設(shè)備。

4 小結(jié)

將可穿戴設(shè)備廣泛應(yīng)用于運動訓(xùn)練領(lǐng)域是目前世界范圍內(nèi)的主流趨勢，一方面可以更好地對訓(xùn)練進行量化評價，另一方面為探究人體活動的生物學(xué)意義提供了一種更加便捷、科學(xué)的途徑。但我們同時也應(yīng)該認(rèn)識到，任何一種監(jiān)控方法都有其局限性，可穿戴設(shè)備在運動訓(xùn)練領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展任重而道遠。