На основе полученных данных ученые разрабатывают персонализированные математические модели, описывающие движения суставов спортсменов.

Ученые Института гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН исследовали биомеханику движения спортсменов-лыжников для выбора оптимальной техники прохождения дистанции и улучшения показателей. Модель, описывающую движение суставов спортсмена, отдадут тренерскому штабу спортивной школы олимпийского резерва по лыжному спорту Новосибирской области, рассказал ТАСС научный сотрудник лаборатории биомеханики и механики сложных систем института Даниил Паршин.

«На основе видеозаписи соревнований мы проанализировали экспериментальные данные спортсменов элитного уровня для разработки персонализированной математической модели, описывающей движения суставов таких спортсменов. Это позволит формировать оптимальные двигательные навыки у спортсменов и совершенствовать технику и, как следствие, повышать показатели на соревнованиях», – рассказал Паршин, уточнив, что такая работа впервые проводится в России.

Он добавил, что модель, описывающая перемещения суставов спортсменов на различном рельефе, уже проходит апробацию на реальных данных, снятых с дрона. Исследование поддержано грантом Российского научного фонда.

По словам Паршина, ученые проанализировали повторяемость циклов движения лыжников относительно углов в суставах. Анализ проводился с учетом их антропометрических особенностей, а также особенностей строения мышечного каркаса. В дальнейшем ученые планируют построить модель цифрового двойника лыжника-гонщика с учетом движения суставов, работы мышц и полного энергетического баланса движений спортсмена. Виртуальная модель будет «проходить» гоночные трассы оптимальным образом, что поможет человеку, по образу которого она создана, достичь высоких спортивных результатов.

«Чтобы реализовать свое преимущество в технике или в скольжении, необходимо прибегать к моделированию, ведь наш организм – очень сложная система, каждое наше движение состоит из напряжения и релаксации десятков мышц, о работе которых мы даже не задумываемся. В ходе гонки спортсмен совершает тысячи движений и поэтому, если помочь ему экономить силы хоть на 0,1 %, в конечном счете мы получаем существенную цифру в секунды или десятки секунд, которые позволят выигрывать практически любую гонку», – пояснил ученый.

Исследование выполнено для спортсменов, использующих технику одновременного бесшажного хода (дабл полинг) – самого быстрого из всех классических ходов, техника дабл полинга характеризуется скачкообразным движением ног во время одновременного интенсивного отталкивания руками. Анализ положения тела в каждый момент времени позволяет скорректировать нагрузку на вышеперечисленные мышцы и достичь наилучших результатов.

«Важную роль при этом имеют фундаментальные проблемы многомасштабной механики сложных сред, а именно взаимодействие скользящей поверхности лыжи со снежной поверхностью. Скольжение существенно зависит как от кристаллической структуры снега, которая имеет много типов, так и от микронасечки на скользящей поверхности лыжи, так называемой структуры. Так фундаментальная наука механика помогает спортсменам улучшить свои результаты», – рассказал в свою очередь руководитель проекта, заведующий лабораторией биомеханики и механики сложных систем Института гидродинамики СО РАН Александр Чупахин.

Источник: ТАСС.