虛擬實境(VR)真的可以訓練棒球打擊嗎?

美國職棒大聯盟 (Major League Baseball, MLB) 各隊在投資棒球科技方面相當積極,希望藉由先進的科技導入科學化的訓練方法,提升棒球訓練的效率與品質。近年來發展火熱的虛擬實境(VR)開始應用於專項訓練,以棒球為例,VR能夠用來熟悉他隊投手投球動作、模擬比賽情境等,是目前創新的訓練方式之一。

根據2021年發表於運動科學與訓練期刊,探討不同打擊訓練方式如何影響運動力學機制文獻中,其中便設定了傳統方式、意象練習、影片、虛擬實境4種訓練內容,並相互比較訓練成效。如下所示(圖1):

  1. 拋球打擊 (Toss Batting, TB): 訓練員從左打區前方,向打者拋球並在球進入好球帶後,打者揮棒擊球,為最傳統常見的訓練方式。
  2. 意象揮棒 (Motor Imagery, MI): 打者利用播放的音訊內容,自行想像比賽的情境、投手的動作與投手的球路後,進行空揮棒 (dry swing) 訓練。
  3. 影片播放揮棒 (Video Projection, VP): 在距離打者五公尺的牆上播放投手投球的影片,打者隨投手動作進行空揮棒。
  4. 虛擬實境揮棒 (Virtual Reality-based, VR): 利用頭戴式虛擬實境裝置,在頭戴式虛擬實境裝置內播放360度的投手投球影片,打者隨投手動作進行空揮棒。
虛擬實境(VR)真的可以訓練棒球打擊嗎?
圖1 由左至右分別為:拋球打擊 (TB);意象揮棒 (MI);影片播放揮棒 (VP);虛擬實境揮棒 (VR)

虛擬實境是真正「身歷其境」嗎?

本研究將打擊動作分為五個階段:分別是站立期 (stance)、重心轉移 (Load)與最大揮棒速度期 (Bat peak velocity)

虛擬實境(VR)真的可以訓練棒球打擊嗎?
圖2 打擊分期圖
圖片來源: Katsumata, H. (2007). A functional modulation for timing a movement: A coordinative structure in baseball hitting. Human Movement Science, 26(1), 27-47.

研究結果發現,揮棒動作中的站立期身體面向會因不同訓練方法有所差別,影片播放與虛擬實境訓練中的揮棒動作,比拋球打擊、意象揮棒訓練身體更面向投手,是較為接近真實情境的動作。影片與VR訓練可使打者的上半身軀幹及骨盆旋轉方向更為面向投手 (3),而拋球打擊的訓練方式則會使打者過度轉向拋球者,而非投手方向。再加上VR揮棒的骨盆旋轉方向又比播放影片揮棒面向投手的角度更大,顯示虛擬實境是最為正面面向投手的訓練方式,較能使打者動作與實際賽場上較為相近。

不過,雖然在站立期VR更接近有投手的實際賽場情境,但在最大揮棒速度、骨盆最大旋轉速度與上軀幹最大旋轉速度卻顯著低於其他三項訓練方法如表1。推測頭戴式儀器會因揮棒動作太大力移位或鬆脫,使得打者下意識限制頭部不能劇烈晃動,導致整體揮棒動作與揮棒力量的表現下降。因此如何將頭戴式VR裝置穩定、堅固的固定在頭上,讓運動訓練使用者無後顧之憂,可能是接下來開發虛擬實境器材一大挑戰。

虛擬實境(VR)真的可以訓練棒球打擊嗎?
圖3、不同揮棒訓練方式在重心轉移期時上軀幹所旋轉的方向。左: 拋球打擊、意象揮棒,軀幹較面向拋球者。右: 播放影片揮棒、虛擬實境揮棒,軀幹較面向投球者。
虛擬實境(VR)真的可以訓練棒球打擊嗎?
表1 整體揮棒之運動學參數最大值。拋球訓練軀幹與骨盆旋轉速度顯著高於VR。

有效運用現代科技,結合傳統訓練!

傳統訓練方法: 拋球打擊 (TB) 具有目前運動科技還無法取代的優勢,擊球瞬間 (impact) 的震動或聲音,打者可以藉此來辨別是否有擊到甜蜜點,或快速判斷擊球的品質。上述研究結果表明,棒頭的速度峰值仍然是拋球打擊 (TB) 為最高,因此在不同的訓練時期配合不同的訓練方式,或許更可以提升選手表現,例如:專項訓練時為了要提升揮棒速度,仍需使用拋球打擊 (TB) 訓練;在比賽期搜集對方投手動作,並利用影片播放 (VP) 與虛擬實境 (VR) 藉此熟習比賽情境;最後若已在比賽中,可利用在運動心理學已證實的意象訓練法,使用意象揮棒 (MI) 在腦中更近一步使身體熟悉比賽時的揮棒情境,有助於提升運動表現。綜上所述,現代棒球運動競技選手需利用傳統訓練方式結合現代科技,以更綜合性的提升自身運動表現。

參考文獻:

Chen, W.-H., Chiu, Y.-C., Liu, C., Chan, M.-S., Fiolo, N. J., & Shiang, T.-Y. (2021). A biomechanical comparison of different baseball batting training methods. International Journal of Sports Science & Coaching, 17(3), 599-608.

Katsumata, H. (2007). A functional modulation for timing a movement: A coordinative structure in baseball hitting. Human Movement Science, 26(1), 27-47.

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