从数据到产品,揭秘耐克实验室的人体量化工程

从数据到产品,揭秘耐克实验室的人体量化工程

10 届 NBA 全明星运动员勒布朗詹姆斯,每场比赛需要在赛场上奔跑 5 公里,在此期间,将做1000 次左右的变向运动,此时膝盖和脚踝将受到巨大的冲击力和扭转。

作为詹姆斯签约的商业公司,耐克开始考虑如何让这位世界级的运动员保持优秀的竞技水平,在詹姆斯最新的 12 代战靴上,运用了动态飞线技术为其提供了速度和力量锁定支撑。而可视化的六边形 Zoom 气垫在提升爆发性的同时还起到了出色的避震效果。

为了向技术表达致敬,这款篮球鞋的主打配色被命名为 NSRL,代表着 Nike Sport Research Lab(耐克运动研究实验室),该神秘的实验室正为全球的运动员提供数据和技术支持。

耐克运动研究实验室位于俄勒冈州比佛顿市米亚·哈姆大厦,占地面积 1161.25 平方米,24 位研究人员,其中 8 位具有博士学位,他们先量化出运动员的运动环境以及使用的产品,对其进行分析,为产品工程师提出产品规格,再由这些工程师制造出模型。

实验室中准确地控制着温度和湿度,可以分析出产品在巴西高温等环境中的表现,湿冷的比佛顿市并不会影响实验室对世界各种不同环境的测试。

专业运动员将被邀请到实验室中,通过测试采集运动员不同部位在运动时产生的力矩,最新产品提前 18 个月开始采集数据,一些长远项目甚至将持续 10 年之久。

1980 年成立的实验室,已经获取了海量的数据,这些数据反应了运动员的竞技状态,疲劳值,但耐克研发团队运动研究实验室高级总监 Matthew Nurse 深知,如果不将这些数据转化为具体指导方案,数据则毫无价值,他们需要将其转化为体现在产品上的柔韧度、抓地力和缓冲效果。

数字化的动作捕捉

运动员与产品之间的互相作用十分复杂,在动作捕捉中,运动员身上放置的标识器每秒至少能收集 200 帧画面,这 200 条信息中包含了运动员的三维坐标,通过特定研究,两只不同鞋子和不同动作(跑、跳)的 10 组数据将得出上百万新数据,进而运用到产品研发中。

为了继续提供经证实的科学观点,实验室内添置一台顶级动作捕捉设备。高速摄像机的视频捕捉频率高达 30000 赫兹,是普通摄像机的 1000 倍。研究人员可通过地板上的 4 块测力板观察运动员如何施力,以及身体中的力量来自何处。

测力板每秒能进行几千次测量,还能测量三维空间的力量——垂直力量,前后力量与侧面力量,从而通过数据准确了解力量的来源以及与其他关节的关系,测量跳跃着地时的冲击力等内容。

动作捕捉与测力板搭配使用,这从本质上构成了一台奇妙的 3D 测量仪。组合使用这两项技术时,便能够确定能量来自何处、在什么地方衰减以及内部关节载荷是多少。

科技将成为运动的助推器


在运动领域,灵活性指的是运动员快速、轻松地移动,无论是面对对手做出的反应,还是预先计划的进攻或者防守动作。它是一项十分重要且复杂的技能,对身体力量和快速反应能力具有一定要求。

事实证明:球鞋也可以显著提升灵活性。

具有适当抓地力的球鞋能够让运动员在不滑倒的情况下施加侧向力。提高脚跟与脚趾之间的纵向偏移仍需进行更多研究与测试,但这可能也是可以提高灵活性的另外一个因素。

另一项具有前瞻性的发现是球鞋外底的创新设计,可以增加足部内外侧的支撑,提高切入效果。配合球鞋的鞋楔,能够提高脚踝力矩与曲线跑动速度。

数据经过分析转化为指导建议的耗时较长,实验室做出了不少产品原型,但结果往往事与愿违,不过新的经验将成为实验室宝贵的经验。

如果观看足球比赛时看到球员滑倒,第二天早晨实验室里大家彼此就会问「嘿,你看到那个球员滑倒了吗?」接着开始反思为什么会发生这样的事,究竟哪里做错了,以及如何提升产品。

耐克动作捕捉
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