Special Topics on Competitive Sports and Health

The Connotation Interpretation, Constraints, and Upgrading Strategies of Technology in Promoting High-Quality Development of Competitive Sports in China

  • YUAN Tinggang , 1 ,
  • LU Qiaopei 1 ,
  • GUO Qingshou 1 ,
  • HU Beishi 1 ,
  • WEI Pengfei 1 ,
  • DUAN Yue 1 ,
  • LIU Yazhuo 1 ,
  • LI Dongjian 1 ,
  • WANG Guojie 2 ,
  • HAN Pengpeng 3 ,
  • LIU Jiawei 4
Expand
  • 1 Sports Training Research Center of China Institute of Sports Science, Beijing 100061, China
  • 2 Nanjing Sport Institute, Nanjing, Jiangsu 210046, China
  • 3 Beijing Sport University, Beijing 100084, China
  • 4 Tsinghua University, Beijing 100084, China

Received date: 2026-03-23

  Online published: 2026-07-29

Abstract

On the basis of clarifying the connotation of science and technology helping the high-quality development of competitive sports in China, this paper systematically examines the constraints of conceptual understanding, achievement transformation, personnel training and supply-demand matching in the practice of high-tech helping the high-quality development of competitive sports in China. The analysis shows that high-level sports science and technology have been deeply embedded in China’s competitive sports system across training monitoring, equipment innovation, competition support, management optimization, cultural dissemination and other dimensions, and become an important driving force for its high-quality development. In view of the current challenges, efforts should be made in the future to build an integration mechanism from multiple dimensions and accelerate the application of cutting-edge digital technologies such as artificial intelligence. These include carrying forward the spirit of Chinese sports, improving the ability of sports science and technology, strengthening the construction of Chinese sports culture, improving the ability of independent innovation of sports scientific research entities in China, promoting the transformation of sports scientific and technological achievements independently developed in China, and consolidating the foundation of training sports scientific and technological talents in universities and scientific research institutes, increasingthe breadth and depth of the integration of competitive sports and sports science and technology innovation, and building a new pattern of science and technology to help the high-quality development of competitive sports in China, so as to lay a solid foundation for scientific and technological support for the realization of the goal of a sports powerhouse.

Cite this article

YUAN Tinggang , LU Qiaopei , GUO Qingshou , HU Beishi , WEI Pengfei , DUAN Yue , LIU Yazhuo , LI Dongjian , WANG Guojie , HAN Pengpeng , LIU Jiawei . The Connotation Interpretation, Constraints, and Upgrading Strategies of Technology in Promoting High-Quality Development of Competitive Sports in China[J]. Journal of Capital University of Physical Education and Sports, 2026 , 38(2) : 117 -127 . DOI: 10.14036/j.cnki.cn11-4513.2026.02.001

中共二十大报告中明确提出了“促进群众体育和竞技体育全面发展,加快建设体育强国”[1]的要求,这为推动竞技体育实现高质量可持续发展提供了难得的历史机遇。竞技体育既是我国体育事业的核心要素,也是体育强国的重要标志。其高质量发展可以充分体现我国综合国力和自强不息的民族精神[2],而“建设体育强国,必须实现高水平的体育科技自立自强。对此,要综合多学科、跨学科的力量,统筹推进技术研发和技术转化,为我国竞技体育实现更大突破提供有力支撑”[3]。随着新时代的到来,科学技术已经成为助力竞技体育高质量发展的必然手段,如在2024年巴黎奥运会电视转播中,随时可以看到全景快速合成视频、子弹飞行时刻、三维场景自动合成、球旋转速度实时监测等先进科学技术的应用。
基于以上,本研究旨在诠释科技助力竞技体育科技强国建设的内涵、剖析科技助力我国竞技体育高质量发展的现实梗阻以及提出科技助力竞技体育高质量发展的策略,以期为促进我国竞技体育高质量发展提供理论参考。

1 科技助力我国竞技体育高质量发展的内涵诠释

1.1 高水平体育科学技术是引领竞技体育高质量发展的第一要素

在“科学技术是第一生产力”的思想指引下,我国竞技体育发展水平与高水平体育科技的助力密切相关,其中,高水平体育科技是引领我国竞技体育发展的第一要素,也是我国竞技体育高质量发展的重要决定力量。高水平体育科技引领我国竞技体育发展不仅体现在智能化装备的重大创新突破上,还体现在科学化的运动训练的整体质量和竞技体育成绩不断突破和提升上。
首先,高水平体育科技是竞技体育成绩提升的重要决定因素。一方面,智能化装备的研发和体育设施的改进可以促进运动员表现和减少运动损伤。例如,跑道从煤渣到塑胶的转变,不仅显著减少了运动员的受伤风险,而且可以最大限度激发人体潜能。另一方面,体育器材材料的不断革新可以助力竞技体育成绩不断攀升,如撑杆跳高的杆的制造材料从最开始的木质变成了如今的碳纤维和玻璃纤维,极大地促进了该运动项目成绩的提升。
其次,科学化运动训练水平的整体提升在助力我国竞技体育高质量发展中具有至关重要的作用。科学化运动训练方法涵盖了运动员营养、心理、体能、运动技术、康复等多个方面,通过综合性的运动训练方法和高科技设备的应用,可以实现对运动员各方面能力的全面评估与个性化指导,从而达到全面提升运动员的竞技体育能力的目的。如我国国家级运动员背后的复合型科研团队应用的科学技术涉及运动生物力学、运动生物化学、运动营养学等方面,而这些方面的科学技术的应用既与竞技训练和科研成果评估有关,也与康复等方面有关,可以使运动训练更加系统化和科学化,从而有效提高运动训练效率和预防运动损伤。
总之,我国竞技体育在高水平体育科技助力下向着更高、更快、更强的方向发展,在高质量发展方面有了强大的引领力量。未来,随着体育新科技的不断涌现,我国在高水平体育科技助力下将进入一个全新的和更为先进的阶段,人类运动极限的突破也将在高水平体育科技的助力下实现刷新。

1.2 高水平体育科技为竞技体育高质量发展注入强大的驱动力

在新时代的背景下,我国竞技体育的发展离不开科技的助力,尤其是人工智能技术已在运动员选材、科学化运动训练、运动技能提升、运动竞赛等各个环节发挥着至关重要的作用。这些高新科技的应用不仅加快了我国竞技体育高质量发展的步伐,而且为我国竞技体育高质量发展注入了强大的动力。
一是运动员选材过程更加科学和精准。通过对运动员的生理数据、运动表现及潜能的综合分析,可以更有效地识别和选拔有潜质的运动员。如应用数字孪生技术可以建立虚拟模型和模拟不同身体参数对运动表现的影响,使选拔团队能够更深入地了解运动员的潜在优势和劣势,从而作出更为科学的人才选拔和运动训练决策。
二是运动训练和比赛评价更加科学化、个性化和精细化。多学科综合监控技术为科研团队提供了大量的运动数据,有助于更准确地评估运动员的身体状况、训练表现和比赛临场发挥。例如,通过视频技术可以直接评估并反馈运动员在关键技术动作上的表现,助力运动员深入理解其运动技战术的整体运用,从而可以有效提高其运动技战术能力[4]。通过使用团队技战术视频监控系统和人体运动分析系统,能够更加精准地反馈运动员的体能状况、运动表现水平和团队战术能力。
三是体育赛事过程更具公正性和公开性。高水平体育科技创新应用成果不仅为观众提供了更丰富的观赛方式,还能对竞技体育赛事进行智能化监控。例如,在举办北京2022年冬奥会和冬残奥会时,360°虚拟现实技术的应用实现了对快速移动的运动目标的精准定位,可以还原比赛过程中的犯规动作,使裁判判罚更公正。同时,此技术还允许从任意角度快速回放并捕捉运动员在比赛现场的精彩瞬间,大幅提升了赛事转播水平,丰富了观众的观赛体验。再例如,足球的视频助理裁判(VAR)系统和半自动越位识别系统(SAOT)使世界杯足球比赛更加公平和公正,更加受观众和球迷的支持。
四是竞技体育管理过程更加科学和高效。高水平体育科技的助力可以使竞技体育运动训练的组织、管理和运作更加高效,有助于管理人员科学决策,增强对运动员个人和运动队的科学管理和有效管理。例如,通过大数据平台为运动员和运动队提供全面的数据分析结果,有助于教练员更精准地评估运动员和运动队的整体竞技水平,制定更科学的运动训练方案,以及根据竞技比赛和训练管理进行精准施策。
总而言之,高水平体育科技正在成为我国竞技体育高质量发展的重要助力。从运动员选材、运动训练、运动竞赛到竞技体育管理,高水平体育科技为各个环节带来了革新,持续为我国竞技体育的综合实力提升赋能,而且为其高质量可持续发展开拓了新的视野。

1.3 高科技为竞技体育高质量发展提供全面的科技保障

在高水平体育科技的助力下,我国竞技体育实现了多个维度的保障,并且保障覆盖面广泛,涉及竞技体育赛事环境、医疗、康复、竞技体育文化传播等多个方面,共同促进我国竞技体育行业日趋成熟[5]
首先,高科技创新成果与体育建筑的融合为运动员和运动队提供了必要的硬件设施保障。例如,举办北京2022年冬奥会和冬残奥会时改建的“冰立方”, 实现了夏季“水立方”与冬季“冰立方”的功能转换,其中就包括场地可转换性、可拆装制冰系统等技术的创新[6]。再例如,在运动训练方面使用的风洞实验室,其可以调节风速、风向、室内气温等参数,模拟不同的运动环境。这些高科技化的体育建筑不仅为运动员和运动队提供了优质的硬件设施,还为运动员创造优异运动成绩提供了优越的训练条件。
其次,高科技在医疗领域的应用使运动员和运动队在医疗康复方面有了更好的条件。例如,三导联心电智能监护系统、智能穿戴设备等智能医疗设备,已经在国家短道速滑队等运动队中广泛使用,这些设备能提供实时的心脏监测,以预防心脏损伤,并协助教练员制定科学的恢复计划和运动训练负荷方案。其他的如微压氧舱、加压冷疗等康复设备可以使运动员快速消除疲劳[7],已在国家举重队得到应用。这些智能化设备既能监测运动员的身体状况,又能有效地促进运动员的康复进程。
最后,高科技为竞技体育赛事传播提供了重要的技术保障。应用于体育领域的数字技术不仅使观众获得了沉浸式的观赛体验,也使某些体育赛事的直播覆盖范围更广,观众群体更多元。如依托数字孪生技术直播的竞技体育赛事,以超高清视觉画面、虚拟人技术为听力障碍者提供手语解说等视觉享受,极大地丰富了竞技体育赛事受众的观赛体验。而时间切片技术能够精准捕捉和解析运动员的运动轨迹,以逐帧动画方式呈现,不仅可以精准还原运动员在参赛过程中的高难度技术动作[8],而且可以加深观众对运动技术的理解,使竞技体育赛事的传播效果更好。此外,社交媒体和网络直播平台的结合使竞技体育赛事的传播更具时效性和互动性,还可以使竞技体育赛事社会影响力的形成更加直观。
总而言之,随着高科技的持续迭代,从竞技体育硬件设施改造到促进运动员的康复,再到竞技体育赛事的广泛和高效传播,各类科技手段的赋能共同构筑了一个多维度保障体系,全面促进了我国竞技体育的高质量发展。

1.4 高科技助力为竞技体育高质量发展增添了创新动力

我国竞技体育高质量发展需要高科技助力,高科技也因我国竞技体育高质量发展有了创新动力,两者是相互依存、相互促进和协同发展的。2024年法国巴黎奥运会上多项难、新体育科技创新成果的成功应用更充分地说明了高科技为竞技体育高质量发展提供了强大的创新源泉。诸如全景视频合成技术、360°观察子弹飞行时刻技术、球类投射聚类热力图重现技术、三维场景合成技术、小球旋转速度实时监测技术等难、新高水平体育科学技术一直是困扰体育科研领域的关键技术瓶颈和难题,其在2024年法国巴黎奥运会上的应用也为我国竞技体育领域的持续创新增添了新的动力。具体来说:全景视频合成技术突破了传统的依靠单一录像画面分析运动技战术的局限性,实现了对运动技战术的全过程和整体性的观察分析和定量分析;360°全景视角子弹飞行时刻技术可以全方位观察射击运动员的技战术特征,通过多机位摄像机同步采集和三维立体固定画面展示技术可以使教练员和运动员从全景视角全方位地观察和定量分析个人与运动队的技战术表现及质量;球类投射聚类热力图重现技术可以使教练员和运动员从比赛全过程掌握投射位置、投射角度和投射命中率特征;三维场景合成技术可以将运动员作为研究对象,实时采集和统计该运动员的跑动距离、跑动速度、跑动轨迹和技战术配合特征;小球旋转速度实时监测技术一直是小球类运动项目科研方面必须攻克的一个难题,尤其是乒乓球和网球项目的科研攻关难题,多年来一直未能完成技术攻克,但是2024年巴黎奥运会通过应用小球类旋转速度实时监测技术实现了快速运动目标的视频捕捉,观众可以通过电视转播画面实时看到乒乓球运动员和网球运动员的发球转速和球体的移动轨迹,是前所未有的难、新体育科学技术应用的范例。

1.5 科技助力竞技体育高质量发展的价值体现

竞技体育发展质量的高低,通常是使用定性和定量相结合的方式进行科学评价,这也是科技助力竞技体育高质量发展的评判方式。
首先,任何运动的人体都会遵循机械运动的规律,也遵循生物力学、运动生理学和运动生物化学的本质规律。在体育运动的科学研究中,人体和物体的运动主要涉及力、距离、速度、时间、角度、频率、阻力、助力、功率等物理学指标。其他指标基本是从外来学科泊来或者借鉴的。其中涉及体育运动科学的主要有视频图像技术、人工智能技术、身体运动的动作表现(体能)、神经肌肉等生理指标/生化指标。
其次,在科技奥运的助力下,中国的体育科学技术已经得到较大程度的发展,并被广泛地应用到竞技体育的各个学科领域,应用现状如图1所示。在科技奥运理念的指引下,体育科学技术被广泛地应用到生物化学、生物力学、心理学、信息工程等多个学科领域,当前的体育科学技术又在向着人工智能、健康管理、数字化与智能化等一些自然科学和社会科学的新方向发展。
图1 科技奥运促进体育科学技术在中国竞技体育领域应用的现状
最后,科技助力的作用在2024年巴黎奥运会备战周期内得到进一步体现,科技先导、科研攻关、科技保障、科技服务的递进过程,就是科技助力竞技体育发展的过程,也是我国竞技体育指导思想变化的过程。目前,中国的体育科学技术在竞技体育领域的应用正在从传统的定性应用转向定性与定量相结合的应用。坚持传统的科学化训练和定量的数字化监控训练,必将有力地支撑着中国竞技体育的高质量发展。

2 高科技助力我国竞技体育高质量发展的制约因素

2.1 认知失衡:思想认识方面产生了高科技助力与竞技体育不平衡发展之间的矛盾

竞技体育强调公平竞争、顽强拼搏、超越自我等价值理念[9],然而,在高科技助力下,一部分新兴高科技的应用可能会被视为对运动员个人努力的冲击或削弱,致使个人运动技能水平不高的运动员或运动队夺取比赛的胜利,这就使竞技体育赛事中的同场竞技的各方在高科技应用方面必然存在不平衡,从而在思想层面产生竞赛不公平的矛盾。在我国主流意识形态领域,很多人对竞技体育可能更主张运动员个人的努力、拼搏、毅力和运动天赋,但是随着科学技术的发展,竞技体育比赛结果的决定因素不再局限于运动员的运动天赋和运动技术水平,而是更多地依靠高科技手段,尤其是高科技体育产品的使用直接影响了竞技体育比赛的公平性。如美国游泳运动员菲尔普斯就是身着高科技泳衣——“鲨鱼皮”在北京2008年奥运会独揽8枚金牌。同时,高科技应用水平也会在一定程度上加剧不同国家间竞技体育发展的不平衡现象。在通常情况下,高科技设备和先进的训练方法需要较大的投入,对资金较少的运动员和运动队是一个巨大的挑战,如果不应用高科技设备和先进的训练方法就意味着落后。这种现象不仅存在于不同国家/地区之间,也存在于同一国家或同一地区不同的运动队之间,因此,高科技应用水平的差异可能会加剧竞技体育领域的资源不平衡流动,进而加剧竞技体育的不平衡发展。此外,高科技在竞技体育赛事中的应用还可能会导致运动员和观众对比赛的感知发生变化。当前,某些竞技体育比赛越来越凸显娱乐性,这可能会影响观众对竞技体育本身的关注,而且过度追求观赏性和娱乐性也会使竞技体育比赛偏离其原本的目的,影响运动员和观众对体育精神的认识和传承。尽管高科技使竞技体育领域实现了进步,但是平衡高科技的益处与弘扬体育精神之间的关系至关重要。认识并解决高科技依赖与体育精神之间可能存在的冲突,则对竞技体育的可持续发展至关重要。

2.2 转化短板:高水平体育科技成果应用方面存在高科技助力与瓶颈问题难以解决之间的矛盾

高科技在竞技体育领域的应用正在逐渐改变传统的运动训练方式,然而竞技体育发展中遇到的诸多瓶颈问题还是难以解决,如运动性疲劳与快速恢复能力的问题。虽然数字技术的应用使竞技体育领域产生了许多创新,但是其技术层面的局限性却成为其促进竞技体育高质量发展的重要制约因素。具体体现在以下4个方面。其一,科技创新能力的局限性。在高科技应用背景下,我国竞技体育虽然有了一定程度的发展,但是整体上还未实现质的飞跃,在高水平体育科技自主创新和研发方面仍道阻且长,依旧存在依靠进口和关键技术的“卡脖子”问题。如北京2022年冬奥会和冬残奥会,我国虽然在冬季运动项目科技服务保障工作中取得了一定的进展,但是在以高端冰刀、滑雪板、压雪机等为典型代表的冬季运动装备技术研发仍处于相对滞后阶段,与发达国家仍存在较大的差距[10]。其二,科技成果转化的困难性。高水平体育科技成果的转化不仅有利于提高我国竞技体育综合实力,还能对我国体育事业的发展产生积极的影响。相关研究显示,发达国家体育科研成果转化率一般为60%~70%,但是我国的体育科研成果转化率相对较低,仅有20%~30%[11]。体育科学技术研发本身就需要投入大量的时间和资源,如果体育科技创新成果无法得到有效应用,那么既不利于提高体育资源利用率,也无法充分发挥对竞技体育发展的促进作用。其三,数据处理能力的局限。在各类竞技体育赛事中,高精度传感器、人体动作捕捉系统、生物监测设备等技术的应用越来越普遍。这些设备可以采集关于运动表现的大量数据,但是同时也对数据处理提出了更高的要求。例如,数据的分析需要算力和算法支撑,而且分析结果的准确性直接影响训练决策和竞赛策略的制定,并且建设和维护具有很强的数据处理能力的系统是一个重大挑战,不仅涉及技术可行性,还受资金的制约。其四,科技的可靠性和稳定性问题。在竞技体育领域,秒级的差异就可能决定比赛的胜负,所以设备的精确度和稳定性至关重要。一旦出现技术故障,可能会对训练和比赛造成严重的干扰。例如,如果在关键比赛中使用的实时数据分析系统崩溃,不仅会影响比赛的公正性,还可能产生负面影响。因此,体育组织在引进新技术设备时,必须确保技术的成熟度,避免因技术问题产生不必要的风险。尽管数字技术在竞技体育领域的应用使运动员或运动队形成了诸多优势和夺冠的可能性,但是这些技术层面的局限性仍然是制约其深度应用的显著因素,只有解决这些瓶颈问题才能促进高科技与竞技体育的更紧密结合。

2.3 人才短板:在体育人才培养方面存在精通专项的科技创新人才稀缺且培养乏力的难题

体育科技人才是推动体育事业发展的重要资源,体育科技人才的培养更是实现竞技体育发展目标的重要突破口。我国竞技体育事业高质量发展,必须拥有一批高层次体育科技人才[12],但是有研究者发现,我国体育科技人才的培养面临着诸多难题,主要体现在以下几个方面。其一,精通专项的体育科技方面的专业人才相对匮乏。随着科学技术的发展对高层次人才的需求量日益增加,我国科技人才基数已在增大,相关数据显示,中国数字科技人才数量达到128 000人,占全球17%,但是在该领域的高层次人才仅有7 000多人[13]。在体育相关领域也缺乏高层次体育科技人才,特别是掌握专项规律的、能在体育科技创新领域和高新技术应用领域发挥领军作用的人才匮乏。此外,体育科技人才的区域分布不平衡,大部分集中在我国东部地区知名高校和科研院所,而我国西部地区的体育科技人才储备相对不足。其二,现有体育专门人才的技术认知能力和科技应用能力相对较弱。体育科学技术的快速发展使得体育专门人才必须具有相应的技术认知能力和科技应用能力,以应对体育科学技术迭代带来的挑战。然而,诸多体育专门人才对数字技术的应用能力相对不足,这可能会制约其对高科技在运动员选材、训练、竞赛、管理等方面的应用,而缺乏数字技术认知能力和高科技应用能力又可能会导致其无法充分利用高科技赋予的技术优势,对促进竞技体育高质量发展无法充分发挥作用。其三,体育科技创新人才的培养相对薄弱。体育科技研究涉及多个学科的交叉,如运动生理学、数据分析、计算机科学等。掌握这些学科的知识需要专门的培训和学习。然而,相关调查显示,无论是专业性体育院校,还是其他院校,体育专业的设置主要是以社会科学类专业为主,除了个别专业性体育院校有与体育相关的工学类专业以外,如数据科学与大数据技术、智慧体育和智能体育工程,其余专业性体育院校基本没有或者很少开设工学类专业[14]。这从侧面反映了在我国当前的教育系统,体育专业的科技创新人才的培养相对薄弱,很难满足我国体育科技创新对人才的需求,因此,推进竞技体育高质量发展必须解决体育专业的科技创新人才的培养问题。

2.4 供需错配:科技创新产品和服务在供给方面出现了竞技体育领域的实际需求同高科技产品和服务供给之间的矛盾

在探讨科技助力竞技体育高质量发展时,竞技体育领域的实际需求同高科技产品和服务供给之间的矛盾是一个不可忽视的关键因素。
不同体育项目和不同地区之间在科技产品需求和科研资源分配上存在显著差异,这些差异直接影响科技助力竞技体育高质量发展的程度和效果,主要体现在以下2个方面。一方面,体育项目之间在科技产品需求和科研资源分配上存在差异。首先,竞技体育项目繁多,如北京2008年奥运会比赛大项就有38个,其中仅田径项目就有47个小项,每个项目对数字化科技产品的需求都有其特殊性。其次,集体项目的数据分析涉及的变量多,需求复杂度高,可能需要更强的数据处理能力和分析能力,而个人项目的数据分析则可能更需要专注于个体差异与设计个性化的训练方案。如篮球、足球等集体项目更倾向于应用大数据分析运动队战术与策略,而田径、游泳等个人项目则可能更注重运动员生理指标监测和运用科技手段进行技术动作分析。另一方面,地区间在科技产品需求和科研资源分配上也存在差异。例如,不同地区在经济发展、体育产业结构、政策支持力度等方面存在的差异,形成了数字化科技产品需求与科研资源分配的地域性分异。具体体现为,我国经济发达地区一般对数字化科技产品的需求多和使用率高,而在经济发展相对滞后的地区,竞技体育领域的体育组织更多地依赖传统的训练方法,与高科技融合程度低。
尽管我国竞技体育领域的科技发展势头强劲,但实际上,我国科技产品和服务的供给水平仍满足不了当前竞技体育发展的需求。主要体现在以下3个方面。1)在政策方面缺乏对体育科技的顶层设计。通过对近些年的体育政策进行分析发现,迄今为止,在国家层面并没有对体育科技制定相应的规划,导致体育科技发展缺少战略性顶层设计。2)在体育科研资源配置方面,体育科技攻关战略力量有限。世界科技强国之间比拼的是国家战略科技力量[15]。截至2024年,我国各地已建成国家体育产业基地352个,其中:以区县一级人民政府为主体的示范基地有86个,以体育企事业单位为主体的示范单位有152个,以体育赛事活动等为主体的示范项目有114个[16]。虽然上述基地在产业集聚、产业融合发展上发挥着示范引领作用,但是在体育科技创新方面发挥的作用还不够,并且目前与体育领域相关的国家级重点实验室、国家级体育工程研究中心、国家级产业创新中心、国家级制造业创新中心、国家级技术创新中心等科技研发孵化器屈指可数[17],不利于高水平体育科技的可持续发展,对竞技体育高质量发展在某种程度上也会产生不利影响。3)科技创新成果在竞技体育领域实际应用困难。尽管智能化科技创新有所进展,但在竞技体育领域实际应用时仍有不足之处。一方面,教练员和运动员难以快捷地应用智能化科技手段解决训练问题[18]。主要原因是实际训练和比赛环境复杂多变,同时科技手段应用又受设备可用性、数据解读复杂性等因素制约。另一方面,体育科技创新成果与运动训练的实际需求匹配度不高[19]。例如,一些体育科技创新成果过于理论化,难以在实际训练中应用。这从侧面反映了体育科研院所与运动员训练之间缺乏相应的交流,科技创新成果未能以运动训练的实际需求为导向。这些因素制约了体育科技创新成果在竞技体育实践中的应用,也会影响竞技体育的高质量发展。因此,促进竞技体育高质量发展必须解决竞技体育领域体育科技创新成果供需不平衡的问题。

3 科技助力我国竞技体育高质量发展的跃升策略

3.1 弘扬中华体育精神、提高体育科技助力能力和加强竞技体育运动项目文化建设

中华体育精神是体育领域的核心价值观,决定着体育工作者的思想和行为方式。以“为国争光、无私奉献、科学求实、遵纪守法、团结协作、顽强拼搏”为主要内容的中华体育精神将成为加快建设体育强国的强大思想动力。为了解决科技创新成果应用与弘扬体育精神之间存在的公平性冲突,需要建立一个既能发挥科技手段优势又能弘扬体育精神的体育文化远景目标。这就要求在科技手段应用的过程中始终坚持竞技体育的核心价值观和原则,建设好各个运动项目独具特色的体育文化。
1)在中华体育精神的感召和指引下,扩大高水平体育科技手段应用的范围,进一步提高现有体育科技产品的质量和体育服务能力,增加竞技体育领域科学技术研究的深度和广度,促进高水平体育科技成果的应用。例如,大力推广全景视频合成技术和分析技术,加强三维场景合成技术、三维动作捕捉技术、体育赛事大数据、数据挖掘技术、疲劳快速恢复技术、冠军模型构建技术的研究和应用,建设智能化训练场馆,加强智能化可穿戴设备的开发和应用,为我国竞技体育高质量发展助力。
2)通过体育赛事促进体育文化传承。首先,我国政府应出台相关政策,鼓励我国体育赛事运营方加强体育文化传承,同时应加强体育市场监管。其次,在举办国内体育赛事时,应加强策划,使其充分体现当地特色文化和体育传统。最后,在举办国际赛事后可开展文化交流活动,邀请外籍运动员代表和外国嘉宾代表参与文化体验活动,加强中外文化交流。
3)应用高科技手段促进竞技体育运动项目文化传承和发展。体育科技产品在竞技体育运动项目文化培育方面具有广阔的应用前景,有助于促进竞技体育运动项目文化更好地传承和发展。如可以通过体育科技手段,为竞技体育赛事增加文化元素,丰富观众的体验[20]。具体而言,可以在赛场周围设置增强现实技术应用展示区,使观众能更深入地了解赛事举办地的体育传统文化和历史风貌。总之,体育文化建设是我国竞技体育高质量发展到更高水平和更高质量的标志,必须要立足运动项目独具的特色和魅力,弘扬好中华体育精神,深入加强中华体育文化建设。

3.2 提高我国体育科研主体自主创新能力,并促进中国自主研发的体育科技成果转化

创新是引领发展的第一动力,是推动中国特色竞技体育高质量发展的必要条件[21]。创新还是我国竞技体育高质量发展的目标要求,更是促进我国竞技体育高质量发展和建成体育强国的关键路径。
首先,要提高体育科技自主创新能力。一方面,要增强体育科研人员的创新意识,鼓励通过专项课题进行创新。在这方面,一是要激发多元科研主体的创新意识,并促进其合作,一边鼓励体育科研人员涉足不同领域,增强创新意识;一边推动跨学科科研合作,如将工程技术、数据科学、生物医学等领域科研课题与体育科研课题相结合,定期举办创新研讨会和讲座,并促进科研人员交流和分享经验。二是要加强国际交流与合作,既要举办国际学术交流活动,又要加强国家间体育科技攻关合作,借鉴其他国家的有益创新经验,加强中国体育科研主体自主创新。另一方面,要制定体育科技创新支持政策。一是要着眼于高水平体育科技创新。既要加大人工智能方面的研发和应用力度,又要加强对竞技体育传统训练模式的智能化改造,通过智能化使原有的传统优势项目的运动成绩实现新的突破。二是要着眼于创新体育科研模式。我国各地可根据科研资源配置等实际情况探索适宜的体育科研模式,如市场需求导向型模式和竞技体育运动项目改造型模式,前者是根据体育市场的实际需求生产新科技产品,后者主要是运用新理念、新技术等对运动成绩不佳的竞技体育项目进行改造或升级。
其次,要提高体育科技创新成果转化率。这就要求加强体育科研主体和体育产业主体的协同创新。体育科研主体与体育产业主体的协同创新是科技助力竞技体育的重要手段,其中包括体育科研成果的应用、研发成果的转化等。在竞技体育领域,应加强产业和科研的结合,在科技创新成果应用方面实现无缝对接,提高体育科技创新成果转化率,不仅有利于体育产业产生新的增长点,而且还能促进竞技体育领域的消费升级。
最后,要加强知识产权保护与转让。一则,鼓励科研人员申请专利,确保研究成果的知识产权得到保护。二则,建立知识产权交易平台,畅通技术转让渠道,便于科研院所和企业之间进行技术转让和合作。再者,加强体育市场营销,采取适宜的推广策略,针对体育科技创新成果制定销售计划。可以运用市场营销手段,如通过媒体、展览会等将科技创新成果向潜在的合作伙伴和客户进行推介。最后,加大对科技自主创新成果的奖励力度,尤其是被国家队运动员和教练员认可的产品和技术,应重点奖励。
总之,我国体育科研主体自主创新能力的提升和体育科技成果的转化是一个相互促进的过程,两方面的相互促进将有助于推动我国竞技体育高质量发展,为其提供强有力的科技力量支撑。

3.3 夯实高校和科研院所培养体育科技创新人才的基础,加大体育科技创新人才培养力度

培养体育科技创新人才是促进我国竞技体育高质量发展的必由之路。因此,针对我国竞技体育高质量发展过程中的体育科技人才短缺问题,需要从现有体育科技人员与在读学生两方面着手,夯实竞技体育科技创新人才培养基础,完善体育科技创新人才培养体系。
一方面,要加强对高校和科研院所的体育科研人员的培训及奖励。首先,要加大对体育科研人员的培训力度,提高其综合能力和专业水平,鼓励其积极探索、创新和应用虚拟现实技术、数据分析等新兴科技手段。现有体育科研人员在学习新技术、新方法时经常受时间与空间限制,但当前是信息化时代,体育科研人员可以通过移动终端、智能设备等载体拓宽学习的途径,从中获取相关专业知识,提高自身专业能力。同时,还可以举办线上技术培训班,邀请资深体育科技专家授课,以促进体育科研人员与授课专家之间的交流与信息共享。其次,要加强体育与科技创新的深度融合,鼓励体育科研人员参与竞技体育方面的相关研究工作,探索新兴体育科技创新成果的应用。例如,适当设立科技创新基金资助项目,为体育科研人员创造科学实验条件,提高其应用科学技术的能力和解决科学问题的能力。最后,加强对体育科研人员的奖励,如科技创新成果与职称晋升挂钩、建立表彰机制,并对在体育科技创新领域有卓越贡献的人才进行表彰和奖励。
另一方面,要加强对专业性体育院校在读学生的培养。一是优化体育科技创新人才培养模式。高校和科研院所要充分发挥体育科技创新人才对促进竞技体育发展和实现竞技体育可持续发展的作用。从基础教育、实践教学等环节出发,加强对高等院校、科研院所相关专业学生的联合培养,建立体育科技创新与竞技体育行业融合培养模式,鼓励在读学生积极参与体育科学研究和应用体育科技创新成果,培养复合型体育科技创新人才。如在安排体育教育课程时,引导在读学生了解竞技体育领域的科技创新成果。再如设置计算机科学与运动科学的交叉专业或者研究方向,培养能胜任通过体育科技创新助力竞技体育高质量发展的相关高层次人才。二是合理调用社会资源,进行跨行业合作和举办体育科技创新竞赛活动,培养一批具有体育科技创新实践经验和综合学科素养的体育科技创新人才。如建立体育科技创新人才实习计划,选派在读学生参与体育科技企业、科研院所、国家级科学实验室等单位的科研工作,增强其体育科研能力。三是使用现代技术手段和互联网资源,促进在线体育学习资源的开放和共享,提高在读学生对体育科研的认知和兴趣。例如,开展体育科研公开课、体育科研直播分享、体育科研知识问答等形式的在线教育活动。总之,要最大限度地发掘和培养竞技体育科技创新人才,从根本上解决我国竞技体育高质量发展过程中的体育科技创新人才短缺问题。

3.4 增加竞技体育与体育科技创新融合的广度和深度,促进体工融合、体医融合和体教融合方面的科技创新成果向竞技体育领域有效供给

体育科学技术将成为我国竞技体育高质量发展的关键要素。科技创新与竞技体育的融合早已成为促进我国竞技体育高质量发展不可或缺的方式。因此,面对当前我国竞技体育发展需要与高科技产品及服务之间的供需矛盾凸显的难题,应当从政策扶持、研发投入、科研与训练有效融合方面入手,通过高效的体工融合、体医融合、体教融合等有效途径吸引体育科研人才,以激发竞技体育高质量发展的活力与动力。
首先,要进一步完善体育科技创新相关扶持政策,健全科技助力竞技体育高质量发展的工作机制。进一步完善体育科技创新的相关政策是在我国竞技体育高质量发展中强化科技助力的关键,而政策的进一步完善应以促进竞技体育高质量发展为导向。政府可以优先扶持科技领军企业,促进其为竞技体育高质量发展提高整体供给水平。同时,相关部门还应进一步完善和规范科技助力竞技体育高质量发展的工作机制,并鼓励体育科研人员积极参与基层运动队的竞训保障服务。此举既有助于培育体育科研人才,又有利于从根本上增加体育科技创新与竞技体育的融合广度和深度,从而为竞技体育的高质量发展做足政策保障。
其次,进一步加大研发投入力度,兴建体育科技创新平台。研发投入是竞技体育高质量发展能够得到科技助力的重要基础。竞技体育行业的新技术产品或服务的研究和应用,尤其是在人工智能、大数据、云计算等前沿数字技术方面,都需要大量的研发投入。因此,要进一步加大研发经费投入和提高体育科研人员的综合学科素养,特别是对各地训练局体能训练设备购置上予以重点倾斜,并且要提高科研设备的利用率,凸显科研成果应用效果。同时,要进一步搭建竞技体育领域的国家级重点实验室等科技创新平台,促进体育科研与竞技体育实践的结合,推动科技创新成果在训练中的应用,助力运动员取得最佳训练效果,从而实现科技助力下的竞技体育的高质量发展。
最后,增强体育科技创新成果助力竞技体育训练实践的有效性。一是要提高教练员的科技手段应用能力,优化现有体育科技创新成果应用效果,开发更易用且实用的软件,促进教练员和运动员在复杂环境中更有效地应用科技手段。二是要增强体育科技创新成果与运动训练实际需求的匹配度,建立科研院所与训练管理部门、队委会和科研团队人员之间的协作机制,定期举办科技创新成果交流会,确保体育科技创新成果可以更好地满足竞技体育实际需求。三是加强体育科技创新成果应用示范。例如,将体育科技创新成果应用到一些示范性运动项目中,展示其实际效果,呈现体育科技创新成果的成功应用案例。

3.5 面向2028年美国洛杉矶奥运会,应加大体育人工智能技术的研发和应用力度

实践证明,高科技已成为推动竞技体育高质量发展的关键驱动力。2028年洛杉矶奥运会即将举办,亟待在现有基础上进一步加大体育人工智能技术的研发与应用力度,以实现我国竞技体育在训练、比赛、裁判、观赛等多维度的全面升级。在2024年巴黎奥运会举办时,人工智能技术在全景视频合成、子弹飞行时刻回放、热力图分析、三维场景建模、小球旋转速度实时监测等方面的应用,不仅增强了赛事观赏性与互动性,也为运动员和教练员提供了前所未有的数据支撑与战术洞察。然而,这仅仅是竞技体育智能化的起点。面对2028年的洛杉矶奥运会,应从以下几个方面重点发力。1)深化人工智能与训练的融合,构建精准化和专项化的智能系统。可以通过可穿戴设备、生物传感器与人工智能算法的结合,实时监测运动员的生理状态、动作表现与疲劳程度,实现运动动作数据精准捕捉、训练负荷的精准调控与伤病风险的早期预警,促进训练科学化和个性化。2)促进人工智能与电子裁判技术的结合应用,提高判罚的准确性与增强比赛的公正性。特别是在球类运动、格斗、体操等主观判分项目中,应用人工智能视觉识别与轨迹预测技术辅助裁判判罚,可以减少人为误判,增强比赛的公平性和公正性。3)促进人工智能与观赛体验的结合,打造沉浸式智能观赛平台。可以通过5G、增强现实、虚拟现实与人工智能内容生成技术的结合,使观众随意切换视角、实时获取战术分析结果,甚至可以参与虚拟互动,由此重塑奥运会转播模式。4)以人工智能赋能战术分析,实现动态战术模拟与对手行为预测。可以通过机器学习对比赛历史数据进行深度挖掘,构建战术知识图谱和作出最佳技战术决策,以人工智能技术增强战术实时监测和分析能力,在比赛期间助力教练团队在赛前、赛中和赛后及时作出更优决策和合理施策。5)促进人工智能研发主体与体育科研人员的协同创新,突破人体机能与运动表现的认知边界。在未来的体育科技创新中,必须大力加强和推进人工智能研发主体与体育科研人员在体育科技创新方面的深度融合和协同,在当前的人工智能助力下,已在人类的神经控制、心理状态评估、运动技术水平提高等方面不断实现了突破。未来,人工智能有望成为开发人类运动潜能的关键技术,助力人类不断突破运动极限。6)多维度解构人工智能助力竞技能力提高的本质,开创人工智能与体育科技创新融合助力竞技体育高质量发展的局面。如图2所示,可以基于体育人工智能,通过多学科的融合创新助力竞技能力提高和竞赛目标的实现。竞技能力是运动员身体功能的外部表现与内部机制的有机统一。其本质在于通过神经、肌肉、有氧供能等系统的协同,实现体能、运动技能与心理运动的综合输出。对此,应深度结合运动学、生理学、心理学等多学科,应用图像识别、生化分析等技术,将竞技过程精准量化。当前的体育大数据平台汇集了冠军模型及其个性化成长数据,构建了优秀教练员智慧指导模式。可以通过智能体技术对大数据进行深度学习与挖掘,揭示复杂比赛的制胜规律,实现从根据经验决策到依据数据决策的跃升,为我国竞技体育高质量发展增添智能化助力。
图2 人工智能助力人类竞技能力提高和竞赛目标实现的多维解构
总之,从2024年巴黎奥运会到2028年洛杉矶奥运会,不仅是地理坐标的跨越,更将是科技创新与竞技体育深度融合的又一次质的飞跃。面对体育人工智能发展的历史机遇,我国政府理应整合体育协会、科研院所、高科技企业、高校、体育组织等多方力量,共同构建开放的、协同的、可持续发展的体育人工智能生态系统。

4 结束语

科学技术是第一生产力,中国的高水平体育科技是中国竞技体育高质量发展的决定因素。因此,中国竞技体育持续高质量发展,既要不断提高高水平体育科技助力的质量,又要不断消除高水平体育科技助力过程中存在的认识误区、成果转化瓶颈等制约因素。这就要求必须应用先进的体育科学技术,尤其是体育人工智能,先实现体育科研攻关和体育科技服务的高质量。之后,才能实现竞技体育的高质量发展。
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