運動強度之力學指標

科技的進步,不單替人們生活帶來許多便利,同時也促使運動越來越科學,過去只有少數的優秀選手能在國家訓練中心或是相關的運動科學實驗室接受專業的科學化訓練,其餘選手只能單純依靠自我感覺、教練經驗、訓練時間或是疲勞程度等概略的評估訓練,不過隨著穿戴科技的迅速發展,與運動科學知識的普及,各種隨身的評估儀器已經廣泛到一般運動愛好者都可使用,透過隨身的裝置紀錄訓練時的運動強度,進而使訓練更有效率。

心率是現今最常用於評估運動強度的方式之一,研究證實心率與運動強度呈現高度相關,透過心率錶與心率帶測量心率作為計算運動強度是目前最方便且廣泛的應用,因此被許多跑團作為科學化跑步訓練的必備輔助工具。雖然以心率計算運動強度相當方便,但心率的測量有延遲反應現象,當身體開始運動的幾秒內,因為肌肉收縮引發副交感神經撤離 (vagal withdrawal) 使心率開始上升,而運動開始後幾分鐘啟動壓力感受器引發交感神經的活化使動脈血壓上升,使心率維持較高或是繼續上升,這表示開始運動的第一分鐘左右心率還在上升無法跟上動作強度,要等到第二至三分鐘左右才能到達準確值,儘管這對於監控心率變化幅度不大的長時間有氧運動影響不大,但若利用心率來監控爆發型訓練或是其他間歇性運動項目,心率的延遲變化可能會造成監控的潛在危機,因為心率的延遲反應會使教練或運動員無法準確判斷當下的運動強度,可能造成誤判而使運動員過度訓練、甚至受傷,這便失去監控、量化訓練的目的,因此心率測量似乎不適合作為籃球、排球等間歇性的運動的訓練輔助工具。

運動強度之力學指標運動強度之力學指標

市面上心率測量產品
圖片來源:https://www.polar.com/tw-zhhttp://www.garmin.com.tw/

心率受到人體生理內部反應的影響需要緩衝時間,使心率無法直接的去判斷運動員瞬間的運動強度變化,若以生物力學指標去量測運動員身體的力與作功的狀況,就能評估運動員當下的運動強度,不受生理和心理因素的影響,有效測量出訓練的情況。近年來穿戴裝置技術純熟以及三軸加速規體積輕巧便於攜帶,利用牛頓第二運動定律(F=ma)力量與加速度成正相關的原理,使三軸加速規能透過測量加速度,經由演算法間接的推估身體活動的力與功,來評估身體的活動量,已經有相當多文獻探討加速規應用於身體活動量檢測的信度與效度,從日常生活、走路和跑步等運動型態,探討不同年紀、不同性別與受試者配戴不同攜帶式身體活動量檢測儀,所測得的數據與各種運動生理學指標做比較,發現加速規是良好的檢測身體活動量的工具。

運動強度之力學指標            運動強度之力學指標

加速度感測器與內含加速度感測器的智慧手錶

針對三軸加速規對運動強度之估算,師大運動科學團隊日前蒐集跑步機及平地走跑時加速度感測值與行進速度,並進行相關性比較,證實特定的演算法可以準確的推估運動強度,因此,將其研究應用於排球隊上,分析選手們在訓練、模擬賽、正式比賽間的運動強度差異,提供給教練作為安排訓練菜單的參考依據;除此之外,也將三軸加速規應用籃球場上,分析不同位置的籃球選手在賽場上的運動強度差異;或是用於監測跆拳道選手訓練情形,使選手在相同時間內進行更有效率的訓練。以三軸加速規來偵測運動中每個瞬間的強度,讓各種項目運動的訓練更加科學化,提升訓練品質,同時有效的監測不僅能避免過度訓練,降低傷害發生,更能使運動員以最佳的狀態在賽場上發光發熱。

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