智能化设备助力科学训练，户外划船运动的生物力学研究

在物联网技术迅猛发展的大环境下，对人体行为或状态进行数字化，特别是人体运动学和力学方面的研究，提出了新的技术要求。要能更好地理解及分析人体运动状态，需要对其建立正确的数字模型，掌握运动参数和力学参数之间的关系，互为转换、补偿及验证。

上海逢友生物力学实验室的技术人员，运用TeaCaptiv可穿戴人体运动捕捉与人机工效分析系统、SPI手部握力测试系统和SPI坐垫式压力分布测试系统，记录受试者在户外完成充气艇组装充气及划船运动时的生物力学数据。

使用充气筒对橡皮艇充气是一种急速和高消耗的体力活动，我们运用TeaCaptiv的各项传感器来监测身体角度、呼吸、表面肌电、心电等数据。

充气时腰部长时间处于大角度弯曲状态（下图红色区域），长时间大弯曲状态会产生腰背部不适及疲劳感增加。

使用打气筒进行充气时急促的体力活动使平均心率从121.9BPM增加至136.0BPM(如下图所示)

划船运动作为一种专业性较高的运动，需要参与该项运动的普通人员掌握一定的技巧，受试者需要在水中完成启动、停泊、前行等动作。

在划船过程中手部的压力集中于拇短屈肌、食指远端指节、食指近端指节、小拇指近端指节，通过SPI数据采集分析软件可导出每个传感点的压力变化曲线图，进而可以对比各部位在整个划船过程中的压强变化。

我们可以将手分为5部分，对应各区域以及相关点位，绘制各区域各点随时间变化的压力曲线分布示意图。

我们以食指数据为例，可以看出食指近测指节，中间指节，远测指节有着极大的关联性。

对比手掌的近指掌关节处可以看出，食指与无名指近指掌关节处、中指与小拇指近指掌关节处有极大的关联性。造成这两种压力分布状况为划船过程中拉桨与提桨两个过程中所施力的部位不同导致的。

在臀部压力分布数据中可以看到，散点图压心密集度更偏向于x：9.0-9.4；y：14-16（下图左上）这个区域，对应人体的臀部右侧的位置，这可能与受试者的运动习惯有关。

在启动或停泊时，肘部屈曲幅度明显减小。在心率检测中，后半程受试者心率明显波动。这可能与受试者体力消耗相关，体力的消耗使受试疲劳感增加，需要频繁调整运动节奏等来完成相关运动任务。

我们可以根据SPI压力分布测试系统测得的手部及臀部压力数据，对划船姿势的调整给予指导，也可以对船身座位以及桨的设计提供改善建议。

通过TeaCaptiv可穿戴人体运动捕捉与人机工效分析系统，对运动训练进行及时、准确、有效地评判，对训练计划进行调整，修改提高运动训练的有效性、科学性，进而提高运动员的比赛成绩，预防可能出现的运动损伤。

TeaCaptiv可穿戴人体运动捕捉与人机工效分析系统中，包含的表面肌电、惯性单元、心率检测、呼吸检测等多种传感器，可全方位地对人体进行检测，其中表面肌电在运动训练的监控中，能及时的反映运动员训练时局部肌肉状态，能监测肌肉的发力顺序、收缩速度、力量、肌纤维的类型、疲劳程度等。心率检测能够反应人体的运动强度。

此外，在竞技体育中，后勤保障与运动员的成绩息息相关，TeaCaptiv可穿戴人体运动捕捉与人机工效分析系统可通过相关的人因功效学研究，提升比赛的后勤保障水平，为运动员赛出好成绩保驾护航！

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