田径是欧美国家的传统项目，有着相当明显的优势。我国在女子中长跑和竞走等小项上具有一定的基础，多次在奥运会和世界田径锦标赛上取得过优良成绩。但即便是在这些小项目上，我国也谈不上有多大优势，只能说具有世界先进水平。

 

提高我国田径运动的整体水平，使用科学的训练手段是一个有效途径。但目前我国田径科学化训练手段比较单一，除了常规的生理生化指标的监控、专项能力锻炼与提高外，主要靠高速影像解析系统来获得训练过程的运动学信息，以此评价分析运动技术。这种分析工作量巨大，需要离线实施，无法做到实时便捷，而且受场景变化和标定系统的约束，只能采用单点离散的办法获取局部过程信息。

 

对田径项目训练的动力学信息获取，国内外此前都没有找到特别有效的方法。而动力学信息对分析、评价运动员的技战术能力，找到改进技术缺陷的方法十分重要。因此，为保持我国在部分小项上的先进水平、全面提高其他田径项目的竞争能力，几年前中科院合肥智能所研究员孙怡宁，开始研制基于柔性阵列传感器的数字跑道和数字跑鞋，意在实时检测、获取运动员进行田径项目训练时，其脚底与跑道接触的形状、时间、蹬地力和支撑力等信息，从而获得运动员的步长、步频、动作时序等技术指标。

 

数字跑道自2007年10月28日开始进行场地施工，11月2日竣工，12月3日国家田径队的冬训中正式使用于跳远、跳高和400米栏等项目的训练中。从表面上看，数字跑道与普通跑道没什么区别，只是在沙坑边的座椅上多了一台电脑，这个电脑就是用来测试与分析运动员在助跑时的数据。

 

国家体育总局田径运动管理中心主任罗超毅评价说：“数字跑道的功能与刘翔训练时用的高速影像分析技术有些类似。”

 

高速影像分析技术是目前国际上普遍应用的科学化训练手段，可以获得每次跑动过程中的步频、步长等技术参数，从而帮助教练更好地了解运动员的训练状态，为发现运动员训练中的缺陷提供科学依据。

 

然而，高速影像分析技术，一般需要1天以上的时间才能得出分析结果，而合肥智能所研制的数字跑道能在一次跑、跳完成后立即分析出相关参数。“这就能让运动员对自己每一次技术动作的完成情况心中有数，有不足马上可以进行改正。”罗超毅说。

 

“感觉它就像台纠错机。”跳远运动员张晓一说，“在数字跑道上跳完之后，马上就可以知道自己在哪些环节上没有处理好。”

 

在竞走项目中，“双脚腾空”是一个非常普遍而且难以避免的犯规动作。在2000年雅典奥运会女子20公里竞走比赛中，排在我国选手王丽萍前面的3名选手，都由于犯规而相继被罚下场，从而使她幸运地拿到了金牌。

 

我国在女子竞走项目上具有一定优势，但在很多国际大赛上我国选手往往在处于领先的时候，因犯规而被罚下。对此，运动学家解释说，运动员为了走得更快，必须缩短双脚支撑时间，于是就有可能双脚同时离地。并且，运动员的“双脚腾空”犯规也有一定的规律性，在比赛的后半程，当运动员体力下降、身体松懈时容易发生动作走形，从而犯规。

 

与数字跑道一样利用传感技术制成的数字跑鞋，则为运动员避免这样的犯规动作提供有效的帮助。数字跑鞋的外型与普通运动鞋相似，所不同的是两只鞋的外侧，各伸出来一个型似U盘接口的“信号采集器”。孙怡宁说，这是用来采集传感器的信息、分析后向运动员的特制腕表发送信号的装置。而穿上数字跑鞋后，运动员的步伐、步频、节奏便都实时反映到教练员的腕表上去，使教练在运动员训练中就能对其进行实时纠正，并对研究运动员的最佳体力分配也有巨大的指导意义。

 

在数字跑鞋正式用于竞走训练后不久，今年1月21日，孙怡宁等人又为马拉松种子选手周春秀、朱晓琳进行实地测试，验证了数字跑鞋系统应用于马拉松项目的可行性。此后，国家马拉松队主教练梁松利向田管中心提出申请，要求数字跑鞋系统全面应用到马拉松项目。2008年3月初，针对马拉松项目的修改完成后，数字跑鞋开始交付国家马拉松队使用。

 

孙怡宁说，数字跑道与跑鞋，不仅仅是世界首创的训练仪器或系统，更是一个研究人体工程的科技平台，既可以采集田径运动大多数项目的训练信息，也可以用于跆拳道、拳击、武术、乒乓球、羽毛球等项目的步伐和灵敏性训练，甚至可以用于体操落地稳定性研究，以及其他需要测试跑步速度、步态模式特征的领域，并可以在人机工程科学研究和体育教学中发挥作用。

 

《科学时报》 (2008-8-20 要闻)