从数据到产品,揭秘耐克实验室的人体量化工程

摘要

世界级运动员在赛场上星光熠熠,他们的一举一动产生的数据都汇集在远在美国的耐克运动研究实验室,神秘的实验室是如何助力运动员?

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。

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