随着体育运动的发展,科学研究与应用教练之间的界限变得越来越模糊。几十年前,物理治疗师和专业运动员可能会阅读关于测力台的研究报告,然后根据研究结果得出结论。在2010年代,一些教练开始对运动员进行力量分析,但这仍然很少见。如今,由于测力台的普及和软件的简化,高中、小型学院和小型私人机构都能够进行力量分析。
多年来,康复专业人员和教练在努力优化运动表现和降低受伤风险的过程中提出了一些重要问题:
我的编程真的能提高运动员的力量吗?
我的运动员是否发挥了足够的力量并且具有足够的对称性以安全地重返运动场?
我的运动员是否因训练、运动或举重而感到疲劳?
我的运动员的力量和体能是否随着时间的推移而不断增强?
我怎样才能在最短的时间内回答这些问题?
测力板或许能帮助教练解答这些问题。在本《购买指南》中,我将直截了当地告诉您:我将概述购买一套或多套测力板时需要考虑的重要因素。我还会列出一些常见的教练用测力板系统,以及哪些系统更常用于研究。
什么是力板以及它为何如此受欢迎?
测力板是一种力量测量平台,可以帮助用户通过各种运动和数百种不同的指标来回答有关力量产生的问题。
图 1. 力板可用于回答实际问题的独特方法。
力板已在实验室和研究环境中存在了几十年,但由于公司开发了用户友好的软件、便携式设备、实用的用户指南,并多年来降低了成本,力板变得越来越受欢迎。
接触垫和基于摄像头的跳跃应用程序可以提供可靠的跳跃高度、地面接触时间和腾空时间;然而,测力板可以提供更通用、更准确的数据。1,2这些指标包括力的对称性、压力中心、位移、幅度、速度以及动作不同阶段的展开速率。此外,它们还可以提供跳跃以外的力量数据。例如,它们可以提供深蹲任务、等长运动任务中的力量指标,甚至提供与平衡相关的测量数据,例如压力中心偏移和偏移速度(图2)。
图 2.跳跃测量技术比较。
标准功能有哪些?
就硬件而言,所有测力台在负载能力、平台重量、蓝牙、电池寿命、精度和测试流程方面都非常相似。本质上,测力台提供的是与被测者体重相关的信息。由于力与体重相关,所有测试环节都以“称重”或“静立”阶段开始,在此阶段,系统会单独或负重地对运动员进行称重。在这些阶段中,由于力在计算相关指标时被放大,轻微的移动都可能导致数据出现较大误差。用户完成称重阶段后,即可执行预先选择的任务,该任务将由称重传感器测量并转换为有意义的数据(图 3)。
各家公司测力台的不同之处在于其软件在测试阶段和报告功能上的细微差别。例如,Kinvent和VALD要求运动员称重一次,然后进行选定的测试和次数,而Hawkin Dynamics 则要求每次次数都进行一段时间的称重。另一个细微差别是,VALD 和 Hawkin Dynamics 允许根据需要删除某些次数,而 Kinvent 只允许删除整个会话。关于此类删除,Hawkin Dynamics 和 VALD 允许在数据收集期间删除次数,而 Kinvent 只允许在测试会话结束后删除会话;除非您发送电子邮件联系其客服或通过桌面应用程序,否则 VALD 不允许删除会话。幸运的是,所有软件都会频繁更新以反映消费者的偏好。
图3.力板物理负荷到数据转换过程。
尽管所有硬件都具有可比性,并且从运动到数据的整个过程相同,但用户不应比较不同公司之间的指标。2022 年,Merrigan 等人指出,不同公司在力量和功率指标方面存在差异。3这是由于处理数据以识别运动开始和结束时间的算法不同,以及数据和噪声的过滤方式也不同(图 4)。最后,不同公司对某些阶段的标记不同;然而,数据差异的主要原因仍然在于软件过滤和算法(图 5)。
图4. 不同软件的分析比较(数据来自Merrigan等人,2022年)
图 5.不同软件之间的命名法(来自 Merrigan 等人,2022 年)
力板适合哪些人使用?
体能训练专家开始在团队表现中发挥更大的作用,而大多数测力板的买家都是力量教练。随着高性能团队理念的普及,测力板也逐渐普及到康复领域,以便更好地了解同龄人,并探索利用数据进行康复的新方法。证据支持在多种体能训练和康复场景中使用测力板衍生指标。虽然可以从跳跃垫中收集跳跃高度和反应强度指数,但力量值可能更敏感,在体能训练和康复方面更实用。
过去有研究报告称,测力板在预测损伤和体能表现方面无用。4,5然而,这些平台都是单测力板,主要关注特定的动作和指标。由于双测力板系统的应用越来越广泛,目前正在开展研究来挑战这些观点。6因此,从业者应谨慎对待测力板可以预测体能表现和损伤的说法;以下是一些从业者如何将当前研究应用于实践的示例。
实际例子包括:
战术运动员:可以比较不同个体的反向运动跳跃和负重反向运动跳跃指标,以发现是否存在在负重下表现“不正常”的个体。所使用的负重最好足够标准化,以减少跳跃的波动性,同时又要足够具体,以模拟其职业负重的重量和不对称性。7
高中和大学运动员:可以使用特定的向心力和离心力指标来分析运动员,以确定他们的发展方向。此外,可以建立位置组,以便更好地了解哪些人可以从不同的训练计划中受益。阶段持续时间指标还可以监测疲劳程度,以了解个人是否仍未从比赛或训练中恢复。从业者应使用描述性统计数据(例如标准差或参考常模)来确定变化是显著的还是仅仅是正常的方差。8,9,10
康复: 受伤后,可以观察到不同跳跃阶段的不对称指标。医护人员可以确定患者的肢体使用运动计划是否与“正常”时间线一致,以及绝对向心力指标是否已恢复到与健康对照组相似的水平。从业者应注意运动和运动阶段的变异系数,因为传统的10%不对称截断值可能因误差不同而不再是有效的阈值。11,12
每位从业者都应该了解自己在运动科学领域所能掌握的极限,因为他们掌握的额外信息可能无法帮助他们解决眼前的问题。运动科学家是顾问或资源,他们必须根据团队和奥林匹克运动的限制,在生物学知识方面有所妥协;而研究人员、数据科学家和生物统计学家则对数据质量、方法论和分析有着更高的理解。艺术与科学的融合正在不断加强,应该鼓励运动科学家与研究人员沟通,以真正解锁他们的数据。此外,组织还必须与所有利益相关者会面,以确定投资是否值得,并确定测力台可以解决哪些现有问题(图6)。
图 6. 利益相关者技术问卷示例。
便携式测力台市场有哪些顶级品牌?
以下是关于不同测力台体验的要点;不过,我建议您缩小我们的列表,然后联系公司客服,以确定哪种用户体验最适合您的运营。图 7 对最受欢迎的品牌进行了更全面的比较。
Hawkin Dynamic – HD G5
对于那些想要使用测力台并希望为个人和团队提供高级分析,但又不愿导出数据自行操作和分析的人来说,Hawkin是一个理想的品牌。他们拥有高度定制且美观的报告,以及导出数据和自定义数据导出的功能。他们的软件和硬件均已通过黄金标准测量验证,除非有必要的理由和同意,否则他们不会访问用户数据。Hawkin提供租赁和完全所有权两种选择。他们的软件可以与其他硬件集成,并且具备API功能。
VALD – ForceDecks
VALD拥有一个高效的枢纽,可将其其他设备集成到一个无缝的生态系统中,非常适合那些除了测力台之外还需要一套测量设备的用户。他们的客户支持服务广泛、便捷,并持续提供优质内容,方便用户使用。VALD 枢纽提供高质量的报告和分析;然而,大多数用户会导出原始数据并自行进行分析。他们的导出选项非常出色且易于使用。VALD 访问客户数据主要用于生成年龄、性别和运动项目相关的规范,但最终用户拥有自己的数据,并且可以根据要求删除这些数据。他们的软件可以与其他硬件集成,并且具备API 功能。
Kinvent – K-Deltas
Kinvent提供卓越的训练工具,例如反馈训练以及定制游戏和模式,以训练力量不足。他们的软件专为物理治疗师打造,临床应用是其亮点所在。所有传统的绩效指标均可使用,但并非所有指标都默认可视化;您可以选择默认显示哪些指标。虽然工作流程和可视化效果非常适合一对一课程,但团队体验不如其他品牌流畅。所有数据均可导出;然而,导出文件不如其他品牌理想。他们不访问用户数据,用户可以根据需要删除数据。Kinvent 拥有种类繁多的设备,这些设备彼此之间以独特的方式集成,其应用程序易于操作。他们拥有便携式测力板的最高硬件性能。尽管目前尚不需要如此高的精度,但他们经常创新,并找到利用强大硬件的方法。他们的应用程序不支持其他硬件,但其 API 与 Smartabase 等 AMS 软件兼容。
Meloq – EasyBase
Meloq是一家瑞典公司,其客户主要为康复服务提供商。在发布本购买指南时,他们刚刚发布了测力板。该应用程序似乎提供了与其他应用程序相同的功能,包括特定的测试模式、单独的报告和可导出的数据。该公司的早期产品(例如测角仪和手持式测力计)不与应用程序集成,这有利有弊——优点在于不需要应用程序或外部设备来操作其他设备,缺点在于报告无法整合多个设备之间的发现。他们的测力板的独特之处在于每个测力板大约重 10 磅,但却具有跳跃和等长测试的负载能力。
Bertec
俄亥俄州的Bertec 公司是研究和步态分析领域的领导者之一。他们提供许多专业的工具,并拥有专门用于跳跃和跑步的测力台(仪表化跑步机)。Bertec 以其硬件而闻名,因为他们在确保设备耐用性方面做得非常出色,能够承受最严格的测试环境。
Kistler
这家瑞士公司为体育以外的应用提供力和扭矩测量,但随着一些团队从第三方供应商处采用其硬件,他们的测力台开始流行起来。虽然他们的系统是顶级的,但其价格并不适合预算有限的小型团队或大学。我们推荐奇石只用于严肃的研究和人体运动(例如切入和奔跑),而不推荐用于一般的跳跃分析。奇石提供的软件对教练不太友好,但当您投资奇石时,您主要关注的是硬件。
PASCO Scientific
PASCO选项价格低廉,许多培训机构都有提供;但是,您必须了解如何进行编程、利用 GitHub 文件或使用外部软件来计算原始力变化之外的测量值。购买 PASCO 产品时,请务必仔细检查其负载能力,确保其能够承受您团队的动作。
AMTI
AMTI位于马萨诸塞州,是一家以工业为主导的公司,致力于满足人体力量和人体工程学的普遍需求,而不仅仅是体育运动。与 Bertec 一样,AMTI 也是一家大型公司,拥有与国际联合会和研究人员合作的历史。该公司的优势在于硬件,并且经常成为其他试图验证其硬件的厂商的参考标准。一些专业团队使用这个测力台品牌,但 AMTI 似乎正处于为机构和运动医学机构提供产品而非直接为教练提供产品的十字路口。
Contemplas
这家德国公司的系统简洁直观,性能出色。Contemplas不仅提供硬件,还提供优秀的软件。其软件的一个特点是可以与其自身生态系统之外的其他测力台配合使用,这非常实用,因为大多数原生软件的预算有限。测力台非常厚,虽然技术上可以便携,但更适合在不同的设施之间轻松移动,而不是航空旅行。
CC Athletics – ForceMate
CC Athletics是一家位于丹麦的公司,生产一系列传感器。目前,CC Athletics 的测力台无需订阅。无需订阅也有一些缺点,例如测试活动减少、可用指标减少、仅兼容笔记本电脑(测力台必须通过 USB 连接)以及必须连接 Wi-Fi。考虑到这些缺点,大多数用户使用 CC Athletics 的测力台可能就足够了。他们的单一软件也能运行所有其他传感器,用户可以在测试期间快速切换传感器。数据可以导出;但是,他们目前没有 API 功能。他们已经使用 MyJump 应用程序验证了跳跃高度,目前正在使用 AMTI 测力台进行验证。
有一些白标产品或增值公司,但为了避免信息过载,这里没有列出。一些规模较小的公司也没有列入,因为它们可能缺乏基础硬件和软件的有效性和可靠性信息。
图 7. 最受欢迎的三大便携式品牌的比较。
最后的考虑
我可以预测,测力板仍将是运动表现和康复训练的主流。计算机视觉、可穿戴传感器和杠铃等选项可以提供宝贵的洞察,但教练们更喜欢物理系统的简洁性,因为它能够触及运动员的核心能力:快速向地面施加巨大的力量。总体而言,硬件已经足够,而且基本相同;然而,客户服务和软件功能才是区别所在。由于软件是测力板的亮点,用户应该对订阅式定价充满信心,因为他们的体验将在很大程度上得益于软件更新的“军备竞赛”。
最终,你可以花几个月的时间打电话和拜访教练,看看什么最适合你,但事实上,只有当你了解自己的操作方式和想要解答的具体问题时,购买测力板才是明智之举。许多人收集数据只是为了收集数据并保持“前沿”,但只有当你愿意根据数据采取行动时,这项投资才值得。测力板非常适合在训练中进行力量管理,而不是被动地在场边观察训练。在我看来,运动医学和运动表现专业人士都应该将力量分析作为保持运动员健康或帮助他们恢复健康的指标。
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参考文献
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