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科技面前,没有公平的奥运

卡卡 发表于 2016-08-11 15:36:05
“科技兴奋剂 (technology doping)”的概念近年来激发了很多讨论。运动员通过科技手段提高成绩,是否是不公平竞争?为了公平而统一服装器材标准又是否会阻碍运动领域的创新?纯粹的“公平”竞争,是否永远无法达到?

里约奥运会之际,我们不妨通过一些赛场上的科技创新 (尤其是数字制造)实例来重新审视这个问题。


田径

短跑是一个高科技向来青睐的奥运竞技项目,知名运动品牌与顶级短跑运动员合作定制跑鞋也有很多先例。今年里约奥运会的女子100米夺金热门,来自牙买加的短跑运动员Shelly-Ann Fraser-Pryce,就与Nike的运动研究实验室 (Sport Research Lab)合作设计了一款钉鞋,Nike称其为目前世界上最先进的田径用鞋,并将提供给Nike赞助的100多名运动员使用。通过对Fraser-Pryce跑步速度等数据特别是起跑瞬间的捕捉,并且针对她跑100米过程中在70-80米段频繁出现的疲劳症状,Nike为她量身设计了钉鞋上的钉子和鞋底,使得她能更容易地“挺过”疲劳阶段,快速反弹至最佳竞技状态。



这款钉鞋的设计过程中大量使用了3D打印技术。每个3D打印的鞋底原型的硬度和弹性都不同,用来在测试阶段找到最贴合脚底和能帮助着地反弹的最优方案。最终的设计,既能良好地承受100米跑中产生的力量,又足够轻便贴脚,能够有效提高运动员的比赛成绩。虽然在这款钉鞋的成品中没有直接使用3D打印的部件,但3D打印在研发过程中快速进行设计迭代起到了至关重要的作用。






自行车

本次出战里约奥运会的法国自行车队,与专注与增材制造 (Additive Manufacturing) 的Erpro & Sprint 公司合作,为队员定制设计并3D打印了7个自行车把手。这些把手利用激光融合 (laser fusion)的方式3D打印而成,具有非常好的硬度,又极大地减轻了自行车的重量。虽然3D打印的自行车把手还从未出现在奥运赛场上,但已经有在欧洲其它自行车赛事上使用并刷新记录的先例。



几个月前荷兰的职业自行车手Tom Dumoulin曾与荷兰代尔夫特理工大学 (TU Delft)的航空工程系合作进行了一项史无前例的紧身车衣研究项目。为了研究出最能减小前行阻力的紧身车衣,研究团队使用3D扫描技术详细地捕捉了Tom Dumoulin行车状态的三维模型,并利用3D打印技术打印出了原比例高精度的Tom Dumoulin假人模型,并使其穿上不同面料和表面材质的紧身车衣,在风洞装置中利用粒子图像测速仪 (Particle Image Velocimetry) 分析空气流经过身体不同部位时粒子的运动。虽然传统认为越光滑的表面材质越能减小阻力,但他们的研究发现,由于行车中的人和自行车并不是流线型,空气阻力不能简单地进行计算,实际测试中在不同身体部位采用不同粗糙度的面料反而更有利于减小整体阻力。最终他们根据研究结果设计出了一套紧身车衣,Tom Duloulin穿着这套车衣参加了7月份的环法自行车赛,并在计时赛中以超出第二名一分钟的成绩获得了冠军。

3D打印的运动员全身模型在风洞中进行模拟

与一般拼运动员体能和技巧的竞技项目不同,自行车比赛不仅仅是人的比拼,自行车本身的性能和“人机”配合也是重要的决定性因素。自行车竞技历史上有很多人曾通过改进自行车设计和骑车姿势来取得竞争优势。最著名的是英国自行车手Graeme Obree。他自己造了一辆与众不同的自行车(命名为“Old Faithful 老忠实”),将朝向下的自行车把手变直变短,使得骑车时手臂可以收紧在身体两侧,他去除了传统自行车的顶栏,使得两腿不会碰到顶栏,他甚至还把洗衣机里的转动轴承放到了这辆自行车上。这些种种改动,使得他能够将身体收紧,人和车的整体更加符合空气动力学,同时能更有效的通过大腿产生踏力。他很快破了世界纪录,但不久国际自行车联盟就决定禁用Graeme Obree的自行车设计和骑车姿势,因为这种新的设计对于其它使用传统自行车的运动员来说是不公平的竞争优势。

Graeme Obree 和 Old Faithful

但这并没有阻挡Graeme Obree的创新之路。继Old Faithful之后,他又发明了一个新的骑车姿势,两手臂在骑车过程中在前方伸直,称为“超人姿势 (superman stance)”。很快,他的新设计又被禁用了。

超人姿势

Graeme Obree并不是唯一一个大胆创新自行车的人。在90年代,很多自行车手都在不断改进自行车设计和骑车姿势,争取提高竞技成绩。国际自行车联盟的介入和对公平竞赛的要求使得许多大胆的革新消失于国际自行车赛场上,而对自行车的标准要求也变得极具限制性,比如座位和手把之间的距离、座位摆放的角度等等都有明确规定。但这种保证竞争公平性的制度,同时也极大地阻碍了自行车设计上创新的步伐。因此在2014年,国际自行车联盟又放宽了对于比赛自行车的设计要求,并重新承认了过去利用特殊设计自行车比赛取得的纪录。


“科技兴奋剂”是好是坏

在体育竞技上我们总是对药物兴奋剂问题极其敏感,但对于高科技的追求已经成了一种新的“兴奋剂”,而且是一种无法用简单的测试手段进行排查的“兴奋剂”。当顶级运动员间只存在一秒甚至十分之一秒的时候,任何能够提升成绩的手段似乎都值得去尝试。赛场上的“科技崇拜”比使用药物兴奋剂来得更光明正大,而科技的背后,是国家财力、科研能力、创新能力、体制等等无形的力量。运动员之间的比拼,从来不是他们个人的比拼。

但我们是否要为了保持“公平竞争”而去限制这些赛场上的技术创新呢?这样也未免因噎废食了。一项有突破性的技术,必然也在挑战我们对于旧有事物和规则的理解,创新的本质是一种“破坏”力量,我们说“不破不立”,正是因为唯有旧的土壤被粉粹,新的想法才能生根发芽。而且,新技术最先可能只服务于顶级的运动员,但它们的影响力会延续到普通人的日常生活中,造福更多的人。比如曾经风靡的Speedo鲨鱼皮全身泳衣,虽然在2010年被国际泳坛因不公平竞争优势的因素禁止,但它在泳坛上创造的神话使得其低端版本在大众市场上获得了巨大成功。


“肉体” vs. “科技“

当运动员个人的能力,相比科技与设备附加的能力,无法进行区分的时候,我们又不免触及了另一个问题:我们离成为”生化人” (cyborg, 赛博格,人与机器的合体) 还有多远?

2012年伦敦奥运会上,南非短跑运动员Oscar Pistorius成为了世界上第一个以残疾身体参加奥运会 (而非残奥会)的运动员。他因双腿截肢需佩戴假肢跑步,被人称为奥运赛场上的“刀锋战士 (blade runner)”。Oscar Pistorius的参赛引发了热议,到底假肢 (以及它所代表的科技和外置设备)与真实的肉体相比,是竞争劣势还是竞争优势?我们对于“身体”的定义在科技高速发展的当下又将如何更新?以科技手段来增强人体的后人类 (posthuman)时代何时来到?



Oscar Pistorius,2012伦敦奥运会

可以想见的是,随着科技的不断发展,我们对于何为“技术”何为“肉体”的界限将会越来越模糊。而利用假肢跑步的运动员,赶超拥有完整双腿的运动员,也只是时间问题。

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