引言
田径运动一直是人类探索体育极限的重要方式之一，同时作为奥运会的热门项目，随着科技的飞速发展和人类对田径运动的投入力度不断增大，高科技辅助介入田径运动训练已经成为了一个不可或缺的研究方向。本文旨在探究田径运动训练中的高科技辅助介入对于该项目的影响，分析其实际应用的现状和未来发展方向。此外，本文还将借鉴其他国家的相关研究成果，探讨如何将高科技辅助介入与田径运动训练紧密结合，为现代田径运动的发展注入新的动力。
1 训练监测
训练监测是现代运动训练中不可忽视的一环。通过对运动员的一系列监测数据及其变化的观察分析，判断运动员达到计划性训练水平的时间点和运动员在各项运动能力方面的状况等，提供科学、合理、高效的训练方案和有效的训练调整手段。传统的训练监测主要采用人工测定和手动记录，存在误差大、效率低等问题，而使用高科技手段进行训练监测，则能够实现精准、全方位的运动员监测并得出更加准确的分析结果。
田径运动包括众多项目，每个项目都有其特定的体能要求和技能要求，训练监测则需要通过不同的科技手段对运动员的各项能力指标进行监测和分析。
对于田径运动的短跑项目，训练监测主要采用高速摄影技术、传感器技术和计时系统。高速摄影技术可实时记录运动员的各个动作关键点，如起跑姿态、加速度、步频等，从而提供详尽的运动分析和优化建议。传感器技术则可记录运动员的心率、步频、速度、步幅、起跑时间等多个指标，评估运动员的身体状况和运动能力。而计时系统则可记录运动员的成绩，用于评估和监测运动员的成绩进展。如表1，是我国优秀短跑运动员、亚洲男子一百米跑纪录保持者苏炳添在训练中常用的高科技仪器和设备[1]。
在田径运动的长跑项目中，训练监测可通过生物识别技术、GPS定位技术和传感器技术等手段实现。生物识别技术可通过生理生化的监测，如心率、血乳酸、血压和呼吸等，了解运动员身体状况和负荷情况。GPS定位技术能够记录运动员的运动轨迹、速度和距离等指标，评估运动员的及时性和路线的合理性。传感器技术则可以监测运动员的步频、步幅、脚板着地部位等指标，评价运动员的高效性和正确性。
表1 苏炳添训练中常用的高科技仪器和设备
田径运动中其他项目的训练监测，则可根据其各自的特点和运动要求，采用适宜的高科技手段进行监测和分析。目前国际上出现的许多智能化的三维运动技术实时采集和反馈系统已开始运用于网球（鹰眼Hawk Eye系统）、足球（AMISCO系统）和个体运动（SIMI Shape 3D系统）[2]，未来田径运动中也将涌现出更加智能化的三维运动技术实时采集和反馈系统。科技手段的不断创新和发展为田径运动中的训练监测提供了更加丰富、科学、有效和精准的手段，有助于提升田径运动员的训练质量和竞技水平，并且能够通过规避错误姿势和辨别身体状态降低运动训练中受伤的风险。
2 环境模拟
环境模拟是田径训练中使用高科技技术的一种方法，也就是利用虚拟现实技术或者人为创造特殊条件帮助运动员在模拟环境中进行训练和准备比赛，它可以提高训练的真实性和可控性，这样可以更好地帮助运动员提高训练效果，改善比赛表现。
2.1 高原模拟
高原训练是长跑运动员常用的训练方式，这是因为在高海拔条件下，空气中氧气含量较低，这可以刺激体内产生更多的红细胞数量，从而增加机体对氧气运输和利用的能力。根据目前的研究结果，现在一些高科技设备已经可以实现高原模拟训练，主要通过低压低氧舱和缺氧面罩的形式完成[3]，也可以通过分子膜或分子筛技术“过滤”掉一部分氧分子，形成低氧空气[4]，这样无需去往高海拔进行训练，运动员就可以获得相似的训练效果，减少训练的不确定性。模拟高原训练是传统高原训练的一种更为优越的替代方案。相较于传统高原训练，模拟高原训练不仅可以节约训练经费和解决高原环境的寻找问题，而且还可以将多种低氧训练方法进行灵活组合，以扩大高原训练的效益和功能[5]。
2.2 气候条件模拟
田径运动中的气候条件对训练和比赛的影响非常大。例如，在炎热的环境中进行长跑会增加运动员的心率和身体消耗的物质，影响训练的效果；在严寒的条件下进行高强度训练会增加运动员肌肉拉伤的风险。现在一些高科技气候模拟设备已经可以实现在训练过程中模拟不同的气候条件。依赖于这些高科技设备介入，教练员可以控制训练环境，获取最适宜训练的环境，还可以帮助运动员逐步适应不同的气候条件，预先准备好不同的比赛气候条件。
2.3 比赛场馆模拟
田径比赛的环境和场地条件不同，例如室内场馆和户外场地之间，田赛和径赛之间的条件也有所不同。一些高科技训练设备可以采取VR技术帮助运动员在更加接近比赛场地的环境下进行训练，以更好地适应比赛环境和场地，提高比赛表现。
3 高科技装备
随着材料科学的不断发展及其与体育运动的融合，高科技训练装备不断被研发和定制，利用高科技训练装备参与到运动员的训练中，从而提高运动训练的表现。例如，在美国科罗拉多大学Rodger Kram教授团队研发的技术基础上设计出的高科技跑鞋帮助马拉松世界纪录保持者基普乔格于2019年10月12日以1:59:40的成绩突破人类极限，成功“破2”，研究证实了该跑鞋能够在跑动中释放更大的弹性势能，节省运动员的能耗，使得运动更加经济化、节省化[6]。如图1是基普乔格所穿着的NEXT%跑鞋升级款的加厚的ZoomX鞋底结构设计，中底泡沫结构和碳纤维板是其优良性能的关键。
图1 NEXT%跑鞋升级款ZoomX中底结构示意图
（注：资料来源于耐克“Stacked cushioning arrangement for sole structure”专利。）
对于短跑跨栏运动员来说，比赛服装的风阻也会直接影响到成绩，使用莱克拉弹性纤维纱和绸子制成的低风阻比赛服可以有效减少空气阻力，并且贴身舒适，能够帮助运动员提高成绩[7]。
此外，各类田径运动高科技训练装备正不断出现在市面中，逐渐满足不同项目、不同层次的运动员的需要。
4 训练场地及器材
在高科技田径场地使用一些特殊设计的训练器材从而达到提升训练效果的目的。如Mondo公司铺设的高科技塑胶跑道具有极高的摩擦因素μ，使得其具有更大的抓地力，减少了短跑运动员途中跑的支撑触地时间，此外其蜂窝状的设计结构还具有良好的减震效果，可获得最大化的能量反馈[8]。以及特殊的一些投掷辅助器械、碳纤维起跳台、玻璃纤维撑竿[9]和各式的力量训练器械等都将使得田径运动训练朝着更加科学化、专项化和有效化的方向发展。
5 营养监测
高科技辅助介入可以帮助运动员控制其营养摄入，以便在比赛中保持最佳状态。例如，电子秤可以准确测量食物的重量和热量，并提供有关饮食建议的数据。同时各类运动补剂的研发也提升了运动员的营养状况，迄今为止所研究的众多化合物中，2-tart樱桃素和ω-3脂肪酸得到了大量研究证据的支持，有可能加快运动训练后的恢复[10]。
6 结论
高科技辅助介入在田径运动训练中的应用可以帮助运动员更好地了解自己的表现和提高自己的技能水平。通过实时监测、数据分析和反馈、录像等技术手段，可以让运动员更加准确地评估自己的表现指标，同时以多种高科技手段更加精准和科学化地进行训练和调整，为运动员在接下来的赛季获得更好的表现储备有利条件。
7 不足与建议
7.1 不足
7.1.1 费用高昂
实施高科技辅助介入需要高昂的费用。这让一些运动员难以享受到这些资源。尤其是在发展中国家，供应商和产品的数量和质量较少，这进一步限制范围。
7.1.2 技术使用门槛高
高科技业务通常更偏向专业化，其复杂的设备和软件以及管理配件等，需要进行专业化和系统性的培训和实践。
7.1.3 不够普及
田径运动高科技辅助介入并不是每个运动员都能够轻松获得的资源，可能只有那些优秀的运动员或一些高校运动队才能实施。
7.1.4 国内发展滞后
我国田径运动领域的高科技辅助介入明显落后于发达国家，许多的高科技设施依赖从国外进口。
7.2 建议
（1）通过更多平等的方式让更多的人可以接触和使用高科技辅助介入，例如提供更多的设备或为他们提供其他支持。
（2）让高科技辅助介入更加简单易用，例如同时增加简单的文档或指导手册，从而帮助不熟悉技术或经验差的教练员和运动员更好地使用这些设备。
（3）加强推广增加高科技辅助介入的宣传和推广，从而引起大众对于更普遍使用高科技辅助介入运动项目的关注和认可。
（4）大力发展自主创新和高科技研发，提高国内科技创新的整体水平，采用“引进来、走出去”策略，借鉴国外的先进经验，同时加强政策倾斜，促进高科技向田径运动领域的运用和转化。
参考文献：
[1] 苏炳添,邓民威,徐泽,等.新时代中国男子100m短跑:回顾与展望[J].体育科学,2019,39(02):22-28.
[2] 苑廷刚,陈骐,王国杰,等.科技助力国家田径队智能化训练场馆建设需求和功能设计研究[J].北京体育大学学报,2020,43(07):105-115.
[3] 李林霞,杜衡.模拟高原训练装置助力奥运[J].科技传播,2012,4(19):101-102.
[4] 邓树勋,王健,乔德才.运动生理学[M].高等教育出版社,2009:135.
[5] 亓丰学.模拟高原训练方法与应用的研究进展[J].体育科技文献通报,2009,17(07):129-131.
[6] 傅维杰,刘宇.马拉松“破2”背后的生物力学贡献[J].体育科学,2020,40(06):96-97.
[7] 钮凤秋.高科技在竞技体育运动服装设计中的应用[J].内江科技,2020,41(05):58+13.
[8] 揭秘伦敦奥运会径赛高科技:鞋钉无需刺透跑道[J].科技传播,2012,4(16):30-31.
[9] 罗娜,潘素平.论科技与现代奥运会田径运动[J].体育成人教育学刊,2008,No.101(01):46-48.
[10] O’Connor Emma,Mündel Toby,Barnes Matthew J.. Nutritional Compounds to Improve Post-Exercise Recovery[J]. Nutrients,2022,14(23):5069.
作者简介：但垂禄（2000—），男，汉族，江西上饶人，学历：硕士研究生在读，研究方向：体育教育训练学，单位：华南师范大学体育科学学院