體育運動中的科學技術和各種提高成績的裝備是專業(yè)運動員們在奧運會賽事中摘金奪銀的重要組成部分，但批評人士表示這可能等同于“技術興奮劑”。

來自世界各地的11,000多名運動員齊聚東京，在奧運會備戰(zhàn)前夕，教練、科學家和分析師們就開始了一場尋找最前沿科學技術助力運動員提高獲得獎牌機會的競賽。

從追蹤游泳者劃水次數(shù)的傳感器，到能夠顯示騎自行車者心率和其他信息的增強現(xiàn)實眼鏡等等。

“體育運動中的科學科技是奧運會運動員備戰(zhàn)的重要組成部分，”英國拉夫堡大學體育技術學院講師艾米·米爾斯博士說：“大多數(shù)國家和體育管理機構都會對其做出規(guī)定，并將其納入到奧運會運動員的支持中?！?/p>

#人工智能教練

愛爾蘭跳水運動員奧利弗·丁利在備戰(zhàn)2020東京奧運會的過去一年中大部分時間都在健身房進行力量訓練。

這位2016年里約熱內盧奧運會的決賽選手在蹦床上投入數(shù)小時練習翻筋斗確保能夠充分發(fā)揮跳板的力量。當他在游泳池訓練時得到了額外幫助。

分析人員正使用視頻分析系統(tǒng)重復播放跳水動作，教練員逐幀進行觀察并隨時叫停并調整他的動作。

研究人員通過生物力學和數(shù)據(jù)分析對運動員在接受教練干預后或從受傷中恢復時的技術進行量化檢驗。

比如游泳比賽中，裝有儀表的起跳臺和高速攝像機就能夠測量游泳者在起跳過程中的力量和動作。

#可穿戴技術

同過往的每屆奧運會一樣，突如其來的新冠肺炎疫情使得科學技術不斷發(fā)展。

加拿大里賈納大學生物力學教授約翰·巴登表示可穿戴技術尤其成為“奧運會兵工廠”最尖端的一項高科技。

“當訓練場因新冠肺炎疫情被迫關閉時，可穿戴技術在追蹤運動員方面發(fā)揮了巨大作用，”巴登說：“而且可穿戴技術具有的一個明顯優(yōu)勢是它能夠提供以前無法獲得的信息。比如放置在鞋子、滑雪靴或自行車踏板內部的力感應電阻器能夠為運動員的整個訓練課程提供不間斷的數(shù)據(jù)流?！?/p>

肯尼亞女排就使用了可穿戴技術。她們佩戴的GPS設備將每位排球運動員的力量、心率和其他重要數(shù)據(jù)提供給教練，通過這些信息教練能夠預防隊員意外受傷情況發(fā)生并為每位隊員量身定制訓練方案。

丹麥體育科技公司TrackMan也正在使用其基于雷達技術的設備，幫助日本棒球隊分析投球或擊球情況并評估球員表現(xiàn)。

#量身定制3D打印鞋、鯊魚皮泳衣和競速跑鞋

在東京，中國科技巨頭阿里巴巴集團和美國芯片制造商英特爾合作研發(fā)出一套3D運動員追蹤系統(tǒng)，教練員通過這套系統(tǒng)能夠深入研究運動員們的每一幀精細動作。

該系統(tǒng)依靠人工智能來理解攝像機捕捉到的運動員運動的生物力學，并評估身體關鍵關節(jié)的位置，因此教練員能夠根據(jù)運動員狀態(tài)的實時信息調整訓練方法。

英特爾的“3D數(shù)字孿生”技術還創(chuàng)造了一座虛擬體育場，能夠幫助運動員為比賽做好準備，該模型還支持超快速訪問5G網(wǎng)絡。

各運動品牌也競相推出采用最新創(chuàng)新技術的新服裝和裝備以提高運動員的表現(xiàn)。

中國國家代表隊的運動服合作伙伴中國安踏體育為拳擊隊打造了能夠提供更好保護和貼合性的3D打印鞋子。緊身衣也經(jīng)過3D量身定制適應中國體操運動員的體型。

而Speedo公司則在奧運會前夕在其Fastskin泳衣系列中推出了兩款全新的“科技競賽”泳衣，這些泳衣從鯊魚皮中汲取靈感，能夠減少游泳者在水中的阻力。

耐克公司于2017 年發(fā)布Vaporfly 4%競速跑鞋后迅速成為運動員的最愛。耐克和相關獨立研究都發(fā)現(xiàn)這款跑鞋能夠將跑步的能量成本降低4%。

技術及其產生的數(shù)據(jù)能夠幫助更好的洞悉并量化運動員的表現(xiàn)。除監(jiān)測表現(xiàn)的技術，還能監(jiān)測如睡眠質量等運動員健康狀況。

#內部溫度檢測藥丸

美國鐵人三項賽高級訓練經(jīng)理約翰·法拉為備戰(zhàn)東京奧運會的運動員提供了一種訓練“藥丸”。運動員服用后這種藥物不會消除疼痛，而是會進行追蹤。

藥丸內部是微型電池、石英晶體制成的溫度傳感器、微型電路板和遙測系統(tǒng)。這些系統(tǒng)讀取運動員的體內熱量并根據(jù)模型讀取心率和呼吸頻率，然后將信息傳輸至計算機。

教練員、團隊生理學家或運動員自己都能夠在計算機上查看這些信息。隨后一、兩天內，藥丸會良性地排出體外。

這聽起來像是未來科技，這種“內部溫度藥丸”的確是NASA在二十世紀八十年代發(fā)明出來監(jiān)測宇航服內宇航員的體溫。

現(xiàn)在它能夠幫助備戰(zhàn)東京奧運會的運動員擊敗可能東京最大的克星：極高的熱量和濕度。

東京每年這個時候的平均高溫是90攝氏度，雖然很熱但是可以忍受。然而加上該地區(qū)80% 的濕度，空氣會變得更加令人窒息。

由于高溫，2019年的鐵人三項測試賽實際上不得不縮短，而且組織者不排除奧運會鐵人三項比賽再次出現(xiàn)這樣的情況。

所有這些技術都能夠助力運動員獲得一點點優(yōu)勢。

“奧運會這樣激烈的賽事中贏得獎牌和獲得第四名之間的界限非常狹窄，”法拉說，“正是這樣的‘一點點’優(yōu)勢和數(shù)據(jù)分析都可能讓運動員斬獲獎牌?！?/p>

#無人駕駛電動汽車在東京奧運會的應用

在奧運會籌備階段，豐田將e-Palette電動自動駕駛汽車部署在奧運村和場館之間接送運動員和官員。

2018年公布后，無人駕駛e-Palette電動汽車一直被設計用來在不久的將來能夠投入實際運用。隨著東京奧運會賽事拉開帷幕，雖然現(xiàn)階段仍需一位操作人員，但這輛無人駕駛汽車有了用武之地。

每輛e-Palette能夠容納20人或坐輪椅的4人，充電鋰離子電池組能夠提供動力，可行駛里程約150公里。

奧運會主要贊助商之一的豐田將在奧運期間投入3,700輛汽車用來運送運動員，其中90%是電動車。

各種形狀和大小的機器人也被部署在各個奧運場館，從在東京機場接待抵達的奧運代表團，到比賽期間回收標槍等，各個機器人都被賦予了截然不同的使命。

官方吉祥物的遠程遙控版本將出現(xiàn)在各場館，但疫情限制了它們與觀眾互動的計劃。這些機器人配備有攝像頭，可以進行面部表情識別并通過點頭、握手和眨眼做出回應。

豐田的T-TR1虛擬移動和遠程機器人看起來就像一個高高的垂直屏幕，它頂部配備有攝像頭。

在導航奧運場館并與運動員互動時，操作人員可以選擇一名海外觀眾，并在屏幕上投射出觀眾的近似真人大小圖像，然后機器人可以在場館周圍走動，讓他們與運動員交談。

在這場受全球衛(wèi)生危機影響的事件中，這是人們最能夠近距離產生互動的時刻。

配送支援機器人將提供食物和飲料配送服務，雖然它們的數(shù)量很少，但人力支援機器人將引導需要移動輔助的人到座位上并提供其他信息。

同時，田徑賽事中支援機器人將自動收集選手投擲的標槍或鉛球，它由豐田公司和國際田徑聯(lián)合會聯(lián)合開發(fā)，預計將有助于加快比賽速度。

#面部識別

對于乘坐全日空、瑞士國際航空公司和漢莎航空公司航班的運動員和官員而言，NEC研發(fā)的面部識別技術將加快人員登機和安檢程序。該系統(tǒng)使用生物識別認證，乘客無需出示護照或機票即可登機。

這項技術非常先進，乘客佩戴遮住臉半部的口罩時識別準確率甚至可達到99.9%。

國家選舉管理委員會一位發(fā)言人表示，除了方便之外，這種技術也有助于防止疾病的傳播，因為用戶在進入辦公室、機場或體育場等設施時無需摘下口罩。

要使用該系統(tǒng)，旅客需要在數(shù)據(jù)庫中登記自己的面部圖像，并在準備登機時查看屏幕。

該系統(tǒng)利用面部可見部分（主要是眼睛）周圍的生物識別標記來確認其身份。據(jù)NEC稱，整個識別過程僅需要一秒鐘。

該系統(tǒng)還在東京總部的一家無人便利店進行了測試，并計劃在未來幾個月在世界各地更多的機場推廣。

安保是組織者最關心的問題之一，一個裝有高性能監(jiān)控攝像頭的氣球已經(jīng)在東京海濱地區(qū)上空盤旋，這里將舉辦一系列活動。

它由警方運營，負責監(jiān)控交通流量，同時留意事故或任何不良活動的跡象。

同樣，Alsok公司也一直致力于研究無人機技術以減少人類保安的工作量。無人機將在50-70米的高度飛行，可在空中停留8小時，并具有監(jiān)測半徑3公里的能力。

#科學技術興奮劑？

體育賽事引入最前沿科學新技術并非沒有惹來爭議。反對一方表示科學技術賦予運動員高水準表現(xiàn)的同時，也好像使用了科學技術的“興奮劑”。

國際管理機構世界田聯(lián)于去年7月禁止耐克公司的Vaporfly競速跑鞋在東京奧運會比賽中使用。因為這雙鞋嵌入了超壓縮泡沫中的三層碳纖維板，這增加了跑者施加推動自身前進的力。

世界田聯(lián)表示此項新規(guī)定的頒布是希望只允許使用帶有或不帶有碳纖維剛性板的無釘比賽鞋，旨在“維持運動員比賽的完整性”。

該組織還表示，這樣的規(guī)則有助于維持技術發(fā)展現(xiàn)狀，直至東京奧運會為訓練運動員提供確定性。

美國生物倫理學研究所黑斯廷斯中心名譽主席托馬斯·穆雷博士表示，科學技術的進步不應剝奪一門學科的價值觀和意義。

雖然對于某些體育運動科學技術的可接受性沒有統(tǒng)一答案，體育管理，更具體地說是體育規(guī)則一定是持續(xù)不斷變化的。

運動員們來來往往，裝備不斷更新?lián)Q代，人們的期望也在不斷變化當中。但誠實的態(tài)度和真實的參與對奧運會而言是永恒不變的。

世界田徑賽事運動鞋禁令讓人不禁聯(lián)想到國際泳聯(lián)2008年規(guī)則的改變，該規(guī)則禁止使用Speedo的鯊魚皮LZR泳裝，這種全身套裝能夠顯著減少阻力，讓游泳者更具浮力。Speedo當時表示，這套裝備助力參與北京奧運會的運動員創(chuàng)造了25項世界紀錄中的23項。