Modeling of sports activity elements for the assessment and development of special performance

Введение. Непрерывный рост спортивных результатов требует от специалистов, занимающихся управлением тренировочным процессом, постоянного поиска новых средств и методов определения и повышения физической работоспособности спортсменов. Важнейшей задачей при этом является разработка инновационных методик определения и оценки работоспособности на основе использования специфических нагрузок с использованием современных технологий [11].

Спортивная наука характеризует специальную работоспособность как важный фактор, определяющий успешность спортсменов [3]. В физическом воспитании и в спорте в целом под специальной работоспособностью чаще всего понимается способность человека выполнять максимально возможную работу в избранном виде физических упражнений [10].

В качестве факторов, лимитирующих специальную работоспособность, помимо специфики спорта, выступают пол, возраст, тип конституции и другие особенности занимающегося, а также характеристики мест учебно-тренировочных сборов. Однако главными лимитирующими факторами являются лишь два из них: врожденные способности и степень специальной подготовленности [5].

Цель исследования – определить направления развития инновационных технологий, позволяющих определить и оценить специальную работоспособность и функциональную подготовленность спортсменов.

Результаты исследования. В настоящее время разработка и внедрение новых технологий стали неотъемлемой частью подготовки спортсменов высокой квалификации. Использование новых технологий и инноваций в спорте направлено, прежде всего, на повышение функциональных возможностей и специальной работоспособности спортсменов. Новые технологии применяются во всех областях спортивной науки (спортивная медицина, реабилитация, тренировочный и соревновательный процесс), что позволяет совершенствовать процесс спортивной подготовки. Инновационные технологии предполагают, в первую очередь, внедрение новых знаний и адаптацию к ним. Технология при этом является лишь одной из форм инноваций, которая относится к техническим ремеслам или прикладным наукам и их применению.

В контексте спорта высших достижений инновации могут стимулироваться непреднамеренным обменом знаниями, возникающим в результате сотрудничества между спортсменами, тренерами и комплексными научными группами. Новые идеи могут быть преобразованы в методики или методические рекомендации, которые используются в спортивной практике для достижения высоких целей. Для спортивной медицины и спорта высших достижений в целом основополагающими являются следующие виды инноваций: продуктовые и процессные. В первую группу входят исследования, направленные на разработку и внедрение новых лекарственных средств, биологических активных добавок и т.д. Ко второй группе относятся новые технологии, методики и методические рекомендации [2].

В качестве показательного исследования можно назвать работу британских специалистов C. Ringuet-Riota, S.Carter и D. James [13], которая называется «Запланированные инновации с ориентацией на потребности в командных видах спорта». Авторы указывают, что наука и технологии быстро развивают спорт и играют важную роль в предоставлении спортсменам конкурентного преимущества. В частности, технологии позволили повысить физическую работоспособность спортсменов в тренировочном и соревновательном процессе как в индивидуальных, так и командных видах спорта. В последние годы применяется новое программное обеспечение, контролирующее работоспособность спортсмена, а полученные данные используются для улучшения показателей в широком спектре видов спорта. Например, система Hawk-Eye («Глаз ястреба») для игры в крикет обеспечивает выверенные и точные переигровки матчей, помогая в процессе принятия решений судьям и уменьшая влияние человеческого фактора. Именно такие технологии становятся на сегодняшний день ключевыми в определении команды-победителя [15]. Применение или принятие технологий в спорте в значительной степени зависит от способности спортивной организации поддерживать инновации. Несмотря на потенциальные преимущества технологических инноваций, во многих видах спорта по-прежнему не внедряются новые технологии. Проведённый анализ литературных источников выявил частое использование инновационных технологий, связанных с Global Positioning System (GPS) мониторингом [9, 14]. Более широко данную инновацию используют футбольные команды в период проведения тренировок, товарищеских и официальных матчей. Например, во время проведения чемпионата мира по футболу в 2018 г. в Российской Федерации рассчитывалась общая дистанция пробега команд участников, где на групповом этапе сборная России вошла в тройку лучших сборных по данному показателю [1]. Использование GPS технологии помогает тренерскому штабу и спортсменам проанализировать технико-тактические аспекты игры, обеспечить сохранение данных, что может привести к повышению эффективности футболистов и всей команды. Тем не менее систематическое применение технологий в различных видах спорта проводится довольно редко.

В начале 21 века нидерландская компания «Philips» разработала два устройства, размещающиеся на поясе, которые позволяют регистрировать электрокардиограмму, а также отображать и/или рассчитывать показатели артериального давления.

Позднее компания «Sabiobbi» (Испания) изобрела электронное устройство, содержащее биологические молекулы – биочип, оценивающий влияние интенсивных нагрузок на организм спортсменов. По анализу дезоксирибонуклеиновой кислоты (кровь, слюна) биочип оценивает наиболее важные изменения в организме. Одновременно он исследует до семнадцати генов, связанных с физическими и метаболическими возможностями организма, что позволяет соотнести их с нагрузками во время тренировочного и соревновательного процессов. В дальнейшем использование данного устройства поможет снизить количество случаев преждевременной смерти, возникающей из-за физических перегрузок [8].

Специальная работоспособность в конечном итоге может быть оценена путем анализа конкретных переменных, которые предоставляют информацию о физическом состоянии и возможностях спортсмена. Как правило, переменные силы и мощности являются основными показателями такого рода оценки. Для интерпретации этих переменных используются специальные тесты и процедуры, которые разрабатываются в соответствии с рекомендациями, позволяющими тренерам собирать достоверные и надежные данные, используемые для определения необходимых параметров работоспособности.

К сожалению, в настоящие время практически отсутствуют методики определения и оценки специальной работоспособности путем моделирования специфической работоспособности для определенного вида спорта. Для внедрения инновационных технологий, связанных с моделированием, необходимо уточнение некоторых подходов к разрабатываемым научно-методическим моделям, которые затрагивают конкретные методики тестирования, оценочные показатели, связанные непосредственно со специфической деятельностью [6].

Во время текущих и этапных медицинских обследований спортсменов производится определение физической работоспособности, состояния здоровья спортсменов и функциональных возможностей с помощью стандартных лабораторных исследований (тест со ступенчато-повышающейся скоростью на тредбане, определение максимума анаэробной работоспособности и др.) и различных тестов (проба Дешина и Котова, тест Купера и др.) [4]. Однако при этом спортсмен выполняет неспецифические для его вида спорта нагрузки предельного характера.

Благодаря последним технологическим достижениям эту ситуацию можно преодолеть. Помимо удобства использования и получения более объективных оценок о состоянии спортсмена использование новых технологических инструментов может заметно сократить время, необходимое для завершения оценки. Сам тренировочный процесс превращается в процесс, использующий преимущества новых технологий [12], таких как использование датчиков и получение ответных сигналов от спортсмена в режиме реального времени. Во время тренировочного и соревновательного процесса такого рода технологии могут быть использованы в качестве инструмента для коррекции как функциональной подготовленности, так и психофизиологических качеств спортсмена.

Для адекватной оценки специальной работоспособности спортсменов необходима разработка специальных двигательных тестов с непрерывной регистрацией основных физиологических показателей, в том числе оценка вариабельности сердечного ритма (ЧСС покоя, ЧСС первых пяти минут после завершения двигательных тестов; ЧСС ср., ЧСС max). Двигательные тесты должны имитировать основные спортивные ситуации, часто встречающиеся в процессе тренировочной и соревновательной деятельности спортсменов в зависимости от вида спорта. Применение всестороннего под- хода позволит разработать комплекс методик для оценки специальной работоспособности спортсменов [7].

В исследовании H. Silva, G. Martins и S. Palma описывается новая методика оценки работоспособности спортсменов, основанная на измерении в реальном времени и обработке сигналов, генерируемых спортсменом во время оценочных тестов. Используя беспроводные датчики и системы сбора данных, был разработан комплекс, ориентированный на спортсменов, который использует автоматизированные алгоритмы определения силы и переменных, связанных с мощностью. Стандартные методы оценки [16, 17], используемые в традиционных оценочных программах, были автоматизированы с целью получения более оперативной, интегральной системы оценки.

Благодаря автоматической обработке данных и формированию отчетов количество времени, необходимое тренеру для оценки состояния спортсмена, заметно сокращается по сравнению с традиционными методами. Таким образом, может быть проведена всесторонняя оценка спортсмена, демонстрирующая его слабые и сильные стороны и помогающая в разработке оптимизированной программы специальных тренировок.

Заключение. В ходе анализа литературных источников были выявлены основные направления инноваций в области мониторинга и оценки функциональной подготовленности и специальной работоспособности спортсменов. Для достижения соответствующей надежности и наибольшей информативности тестов необходимо, чтобы режим и деятельность спортсмена соответствовала условиям соответствующего вида спорта. Разработка тестов, которые будут моделировать не только режим соревновательной деятельности, но и специфическую биомеханику вида спорта, позволит существенно улучшить контроль за состоянием спортсмена в течение соревновательного сезона и во время предсезонной подготовки. Рациональное сочетание используемых методик оценки специальной работоспособности позволяет не только корректно анализировать протекание процессов адаптации организма к специфической спортивной нагрузке, но и прогнозировать спортивную работоспособность, а следовательно, и эффективно управлять тренировочным процессом.