理大与拔萃女书院共建人工智能游泳科技实验室 研发生物力学训练方法 提升游泳运动员表现

香港理工大学（理大）体育科技研究院核心成员兼康复治疗科学系助理教授苏俊龙博士带领的团队，致力研究以科技结合生物力学，提升游泳运动员的表现。团队利用先进的可穿戴式感测器及水下拍摄系统，通过捕捉及分析游泳运动员的起跳动作及游泳姿势，包括肢体动作及肌肉运用等数据，辅助教练设计合适的训练方法。目前，团队正协助拔萃女书院（女拔）学生泳队应用有关方法提升训练成效。

为推进体育科学和科技领域的联合研究，理大体育科技研究院更与女拔签署合作谅解备忘录，共建「香港理工大学—拔萃女书院人工智能游泳科技实验室」。根据协议，女拔将提供校内游泳设施，供理大研究人员装设相关器材采集数据，并让学生游泳运动员参与研究。是次合作旨在共同促进精英体育领域研究，助游泳运动员发挥潜能，提升本港学界水平，长远为香港泳坛培育更多生力军，同时于校园推广 STEM 教育和提升创科氛围。

理大副校长（研究及创新）赵汝恒教授表示﹕「港产飞魚近年扬威国际，在训练中有效融合科技应用，有助发挥运动员的潜能，助他们争取佳绩。理大致力将科研成果转化，很高兴能与拔萃女书院合作提升学生运动员的竞赛水平，相信同学亦可通过参与科研工作，获得宝贵的沉浸式学习体验，培養她们对创新科技和数理工程知识的兴趣。」

女拔校长刘靳丽娟女士表示：「建校 160 多年的拔萃女书院，近年积极推动创新科技教育。这次理大科研团队将人工智能和生物力学的研究成果，与女拔的游泳运动员一起进行实践验证，除了让我们的学生运动员在游泳项目方面更上层楼之外，更令大家全面提升对运动科学的实际应用能力和运用人工智能的解难技巧，让同学们在创新科技的广阔天地更好装备自己。」

游泳比赛分秒必争，尤其是短途赛事，每个细节动作都是胜负关键。苏俊龙博士的研究针对游泳运动员的重点训练项目，研发和探讨系统性的生物力学训练方法对提升游泳表现的成效。主要研究项目如下﹕

（一）起跳动作分析

游水起跳讲求时间、速度、起跳和入水角度。团队将水下表面肌电（Surface Electromyography）采集系统置于运动员小腿，实时捕捉起跳的瞬间动作，并配合反应时间测量器和影片分析软件，即时提供起跳反应、入水角度及速度等数据，协助运动员及时改善起跳姿势。团队更邀请了约 30 名女拔泳队学生参与为期六星期，每星期两次，每次 20 分钟之起跳动作训练。利用系统于训练前后比较及分析参与运动员的起跳反应等数据，结果显示参与运动员的平均起跳速度较以往快 0.127 秒。

（二）游泳推进力分析

游泳运动员的游泳推进力源自划手及踢腿动作，而腹腰肌肉的稳定性有助增加划手及踢腿动作时产生的游泳推进力。团队运用水下表面肌电采集系统和游泳推进力测量器（Tethered Swimming Testing System），分析运动员游泳时所产生的推进力，有助教练为运动员调整动作和制定合适的训练方案，提升游泳表现。团队邀请了约 30 名来自理大及本地体育组织的学生运动员参与为期八星期，针对腹腰肌肉稳定性的肌肉训练，并利用表面肌电采集系统和游泳推进力测量器评估运动员于游泳时腹腰肌肉运用的表现，以及游泳时所产生的推进力，结果发现参与运动员游泳时产生的游泳推进力平均提升约 10%；就以 50 米自由泳为例，速度加快了 0.02 米/秒至 0.03 米/秒。

运用水下表面肌电采集系统和游泳推进力测量器，可分析运动员游泳时所产生的推进力，帮助教练为运动员调整动作和制定合适的训练方案，提升游泳表现。

（三）肌肉运用分析

团队采用防水可穿戴式表面肌电感测器和水下拍摄系统，捕捉运动员进行自由泳时起跳、游水及转身的肌肉运用，包括手臂、肩膊、脚及躯干等。系统将于女拔校内游泳池进行测试，并邀请该校精英游泳运动员参与。

另外，团队将与理大电子计算学系合作，结合视频运动分析、可穿戴式动作惯性传感器，利用收集的数据来开发崭新的人工智能模型，进一步提高系统的准确性。

采用防水可穿戴式表面肌电感测器和水下拍摄系统，可捕捉运动员进行自由泳时的肌肉运用。图为系统显示的肌肉表现分析图。