理大與拔萃女書院共建人工智能游泳科技實驗室 研發生物力學訓練方法 提升游泳運動員表現

香港理工大學（理大）體育科技研究院核心成員兼康復治療科學系助理教授蘇俊龍博士帶領的團隊，致力研究以科技結合生物力學，提升游泳運動員的表現。團隊利用先進的可穿戴式感測器及水下拍攝系統，通過捕捉及分析游泳運動員的起跳動作及游泳姿勢，包括肢體動作及肌肉運用等數據，輔助教練設計合適的訓練方法。目前，團隊正協助拔萃女書院（女拔）學生泳隊應用有關方法提升訓練成效。

為推進體育科學和科技領域的聯合研究，理大體育科技研究院更與女拔簽署合作諒解備忘錄，共建「香港理工大學—拔萃女書院人工智能游泳科技實驗室」。根據協議，女拔將提供校內游泳設施，供理大研究人員裝設相關器材採集數據，並讓學生游泳運動員參與研究。是次合作旨在共同促進精英體育領域研究，助游泳運動員發揮潛能，提升本港學界水平，長遠為香港泳壇培育更多生力軍，同時於校園推廣 STEM 教育和提升創科氛圍。

理大副校長（研究及創新）趙汝恒教授表示﹕「港產飛魚近年揚威國際，在訓練中有效融合科技應用，有助發揮運動員的潛能，助他們爭取佳績。理大致力將科研成果轉化，很高興能與拔萃女書院合作提升學生運動員的競賽水平，相信同學亦可通過參與科研工作，獲得寶貴的沉浸式學習體驗，培養她們對創新科技和數理工程知識的興趣。」

女拔校長劉靳麗娟女士表示：「建校 160 多年的拔萃女書院，近年積極推動創新科技教育。這次理大科研團隊將人工智能和生物力學的研究成果，與女拔的游泳運動員一起進行實踐驗證，除了讓我們的學生運動員在游泳項目方面更上層樓之外，更令大家全面提升對運動科學的實際應用能力和運用人工智能的解難技巧，讓同學們在創新科技的廣闊天地更好裝備自己。」

游泳比賽分秒必爭，尤其是短途賽事，每個細節動作都是勝負關鍵。蘇俊龍博士的研究針對游泳運動員的重點訓練項目，研發和探討系統性的生物力學訓練方法對提升游泳表現的成效。主要研究項目如下﹕

（一）起跳動作分析

游水起跳講求時間、速度、起跳和入水角度。團隊將水下表面肌電（Surface Electromyography）採集系統置於運動員小腿，實時捕捉起跳的瞬間動作，並配合反應時間測量器和影片分析軟件，即時提供起跳反應、入水角度及速度等數據，協助運動員及時改善起跳姿勢。團隊更邀請了約 30 名女拔泳隊學生參與為期六星期，每星期兩次，每次 20 分鐘之起跳動作訓練。利用系統於訓練前後比較及分析參與運動員的起跳反應等數據，結果顯示參與運動員的平均起跳速度較以往快 0.127 秒。

（二）游泳推進力分析

游泳運動員的游泳推進力源自划手及踢腿動作，而腹腰肌肉的穩定性有助增加划手及踢腿動作時產生的游泳推進力。團隊運用水下表面肌電採集系統和游泳推進力測量器（Tethered Swimming Testing System），分析運動員游泳時所產生的推進力，有助教練為運動員調整動作和制定合適的訓練方案，提升游泳表現。團隊邀請了約 30 名來自理大及本地體育組織的學生運動員參與為期八星期，針對腹腰肌肉穩定性的肌肉訓練，並利用表面肌電採集系統和游泳推進力測量器評估運動員於游泳時腹腰肌肉運用的表現，以及游泳時所產生的推進力，結果發現參與運動員游泳時產生的游泳推進力平均提升約 10%；就以 50 米自由泳為例，速度加快了 0.02 米/秒至 0.03 米/秒。

運用水下表面肌電採集系統和游泳推進力測量器，可分析運動員游泳時所產生的推進力，幫助教練為運動員調整動作和制定合適的訓練方案，提升游泳表現。

（三）肌肉運用分析

團隊採用防水可穿戴式表面肌電感測器和水下拍攝系統，捕捉運動員進行自由泳時起跳、游水及轉身的肌肉運用，包括手臂、肩膊、腳及軀幹等。系統將於女拔校內游泳池進行測試，並邀請該校精英游泳運動員參與。

另外，團隊將與理大電子計算學系合作，結合視頻運動分析、可穿戴式動作慣性傳感器，利用收集的數據來開發嶄新的人工智能模型，進一步提高系統的準確性。

採用防水可穿戴式表面肌電感測器和水下拍攝系統，可捕捉運動員進行自由泳時的肌肉運用。圖為系統顯示的肌肉表現分析圖。