Докторская по лыжным палкам. Почему Норвегия обогнала всех по золоту

Еще до Олимпийских игр в Пченхане Норвегия с 329 олимпийскими медалями в копилке оставила далеко позади США (281) и Канаду (170). После Пченхана Норвегия лишь усилит свои позиции - день без золотой медали для норвежцев потерян. В Норвегии живет около пяти миллионов человек. Это в 64 раза меньше, чем в США. Как получилось, что небольшой народ в медальном зачете за все года зимних Игр опережает остальной мир?

Один из ответов на этот вопрос - наука. Спорт для норвежских ученых столь же важное направление, как в свое время освоение космоса для американцев, - пишет Gazeta Wyborcza.

Спорт как вдохновение для науки

Физик Трине Cеберг из SINTEF Digital - института, который является частью крупнейшего независимого исследовательского агентства в Скандинавии, - руководит программой Smart Sensor System. Когда-то она конструировала датчики для пациентов, страдающих сердечными заболеваниями, а также для дайверов и пожарных, а теперь работает с лучшими норвежскими спортсменами и их техническим опытом.

Cеберг считает, что спорт сегодня - самая вдохновляющая область для исследователей. К тому же, результаты работ ученых помогают не только спортсменам, но и обычным людям. Сегодня Норвегия является одним из европейских лидеров в таких исследованиях, особенно когда речь идет о зимних видах спорта.

"Спорт сегодня настолько продвинут, что охватывает многие научные направления, - с энтузиазмом говорит Cеберг. - Важно отметить, что технологии, разработанные для спортсменов, используются, например, для реабилитации людей с хроническими заболеваниями, травмами и различными видами инвалидности".

Учесть каждый шаг

Cеберг объясняет, что в профессиональном спорте учитывается каждый шаг. Знание того, как наиболее эффективно использовать физиологический потенциал, - залог олимпийского золота. Поэтому Норвежский исследовательский совет (Forskningsrådet) не жалеет средств для разработки систем, способных предоставлять как можно более точные данные о физиологии человека.

Смарт-часы со встроенными спортивными приложениями, которые контролируют активность энтузиастов фитнеса, способны подсчитать, сколько калорий используется во время прогулки, бега или езды на велосипеде. Однако они недостаточно точны. Часы не знают, двигаемся ли мы по ветру или против него, под дождем или под палящим солнцем, а может и в сильные морозы. Они также не могут догадаться, сколько усилий человек вкладываем в определенную последовательность движений. Поэтому такие гаджеты не подходят для профессиональных спортсменов. Команда Себерг из SINTEF Digital решила построить гораздо более точную систему, предназначенную для измерения эффективности движений лыжников.

В сотрудничестве с университетами и университетской больницей в Осло исследователи создали интегрированную сенсорную систему, которая среди прочего отслеживает частоту сердечных сокращений, температуру кожи, положение в пространстве, а также движения и ускорение отдельных конечностей.

Система включает в себя семь датчиков IMU, то есть инерциальной навигации. Поcкольку в спорте, как и во время полета в космос, важен каждый килограмм, система легкая, легко монтируется и к тому же беспроводная.

Специальный алгоритм сравнивает данные о работе рук с данными о движениях ног и определяет три основные лыжные техники. Задача системы - помочь бегунам и их тренерам разработать более эффективные методы навигации по маршрутам с различными характеристиками. Программа находит слабые места бегуна, помогая улучшить его индивидуальную программу обучения. Эти знания также будут пользовать производители лыж.

Разработчики программы получили финансирование от Норвежского исследовательского совета на четыре года.

Стоит ли экономить

Норвегия не жалеет денег на спорт и охотно создает новые учреждения для его поддержки. Примером может служить исследовательский центр SenTIF, расположенный рядом с горнолыжным центром Гранасен.

Центр высоких спортивных исследований Норвежского университета науки и технологий в Тронхейме является одним из четырех норвежских национальных институтов, занимающихся спортивными разработками. Его задачи включают в себя разработку и оптимизацию спортивных техник, а также оборудования, которое способствует более эффективной спортивной подготовке и достижению все лучших результатов.

В исследованиях SenTIF принимает участие элита норвежского спорта - прыгуны, бегуны и лыжники, гандболисты, женская футбольная команда и спринтеры, а также члены ведущих местных спортивных клубов. Центр гордится своим инновационным, междисциплинарным подходом и гибкостью, позволяющей быстро подготовить проекты, адаптированные к текущим потребностям данного вида спорта.

Норвежские налогоплательщики не протестует против выделения средств на спорт. Поскольку хотят гордиться достижениями своих представителей. К тому же, распространено мнение, что чем больше экономишь на спорте, тем больше потом придется вкладывать в систему здравоохранения.

Диссертация по использованию палок

Один из стипендиатов SenTIF - Йорген Даниэльсен. Он пишет первую в Норвегии диссертацию о технике использования лыжных палок в классической лыжной гонке. Правда сейчас у Даниэльсена вынужденный перерыв в работе - многие "объекты" его исследований уехали представлять Норвегию на Играх в Пхенчхане.

Даниэльсен заинтересовался техникой "скандинавской ходьбы", - эта область исследований чрезвычайно активно развивается в последние годы. Недавно было обнаружено, что для эффективного отталкивания от палок требуется работа всего тела, и в большой мере ног. Раньше лыжники выбрасывали палки перед собой, после чего оставляли позади. Стипендиат SenTIF рекомендует делать небольшие замахи и динамично работать ногами, словно подпрыгивая, чтобы тело "обвисало" на палках.

Использование лыжных палок зачастую решающий фактор победы. Правильная работа ног в классических лыжах тем важнее, чем выше уровень лыжника. При физической нагрузке небольшой интенсивности верхняя часть тела выполняет около 60% работы. Но чем лучше тренирован спортсмен и чем быстрее он движется, тем большая нагрузка ложится на ноги.

Норвежский банан на трамплине 

SenTIF изучает и прыжки с трамплина. В Тронхейме регулярно появляются ведущие прыгуны, чтобы улучшить свою технику. Один из самых важных проектов центра в этой дисциплине - "Баланс, поза и техники движения лучших в мире прыгунов на лыжах и норвежских комбинаторов". В лабораториях и в горнолыжном комплексе ученые провели множество биомеханических анализов прыжков.

Стейнар Бретен из Института неврологии и движения NTNU объясняет, что это одна из самых технически сложных спортивных дисциплин в мире. Чтобы сделать хороший прыжок, потребуются соответствующая физическая, техническая и психическая подготовка. От обучения не стоит ждать чуда - для этого вида спорта подходят только гибкие и прыгучие люди. Прыгун на лыжах из первого мировой тридцатки способен подпрыгнуть на месте в два раза выше чем любой другой человек, который не занимается этим видом спорта. Многие люди, даже если тренировались бы круглосуточно, не смогли бы этого добиться.

Однако можно обучиться соответствующей технике, которая, кстати, не имеет ничего общего с естественными человеческими движениями. 

Имитируя прыжок в безопасной среде лаборатории, обычный человек сделает то, что на трамплине наверняка убило бы его - максимально опустит вниз пальцы стоп и выпятит живот. 

Прыгун на лыжах подтянет стопы вверх, чтобы направить лыжи, и в какой-то момент выгибается так, чтобы его тело по форме напоминало банан. Чтобы искоренить природные рефлексы и обучиться делать нерациональные с точки зрения логики движения потребуются тысячи повторений.

В SenTIF исследователи также работают над умственной стороной прыжков. Например, измеряют мозговые тета-волны у прыгунов, работающих в лабораторных условиях, для изучения уровня их концентрации. Цель состоит в том, чтобы научить спортсменов максимально концентрироваться на задаче - независимо от погодных условий, ожиданий аудитории и уровня конкуренции.

Все дело - в голове 

Психология часто является ключом к успеху., Тренер и руководитель одного из филиалов Олимпиатоппен (организация, созданная Норвежской спортивной ассоциацией и Олимпийским комитетом) Фроде Моэн занимается исследованиями по психологической подготовке спортсменов. Он играет роль главного ментального тренера норвежских олимпийцев.

Впечатляющие достижения норвежцев в зимних видах спорта Моэн объясняет несколькими факторами. "В течение многих лет норвежцы создавали культуру таких зимних видов спорта, как беговые лыжи, прыжки с трамплина, лыжное двоеборье, биатлон, скоростной спуск. В каждой из этих дисциплин есть чемпионы, которых наследуют долгие годы, и каждая из них закрепилась в определенном регионе стране, ассоциируясь с местными сообществами".

Благодаря этому сегодня в Норвегии трудно найти город или даже деревню, где нет спортивного клуба или не проходит хотя бы ежегодный конкурс по бегу на лыжах, конькобежному спорту или прыжкам с трамплина.

Следующий фактор - тренерский состав. "Тренеры, а также родители, которые ведут местные спортивные группы, обладают глубокими знаниями о методах обучения и оборудовании, поскольку в свое время были спортсменами высокого уровня и знакомы с международными стандартами", - говорит Моэн.

И, наконец, третий фактор - научная поддержка. Олимпиатоппен, а также университеты и исследовательские центры тесно сотрудничают между собой для создания исследовательских проектов и учебных программ.

На злости далеко не уедешь

В одной из своих работ Моэн доказал, что так называемые эудэмонические чувства, т. е. удовлетворение собственной жизнью, играют большую роль в реализации потенциала спортсменов. Недостаточно получать удовольствие от сиюминутных успехов, например, в спорте. Чтобы побеждать, лучше всего быть реализованным и счастливым также в обычной жизни. Об этом свидетельствует анализ данных, собранных у лучших норвежских лыжников. Исследование не подтверждает мнение о том, что "спортивная злость" - хорошая движущая сила.

"Чувства - это химия, а на практике - сила, влияющая на расход энергии в организме, - объясняет Моэн. - О того, какие эмоции мы испытываем и в какой интенсивности зависит, насколько эффективно мы будем управлять энергетическими ресурсами. Кроме того, сильные эмоции могут привести к "химической лоботомии", а это означает, что поддержание спокойствия и контакта с самим собой будет очень сложной задачей. Понимание того, какие стимулы связаны с чувствами, а также искусство поддержания психического равновесия, несмотря на различные раздражающие факторы, это то, чему спортсмены могут и должны учиться".

По словам наставника норвежских олимпийцев, для профессиональных спортсменов крайне важно найти источник удовлетворения вне спортивных арен.

"Профессионалам стоит найти какое-то занятие кроме тренировок, которым можно заниматься в не очень загруженные поры года. Чувство, что они достигают успеха не только в спорте, может уменьшить стресс", - пишет Моэн в своем университетском блоге.

На просьбу дать совет спортсменам, Моэн говорит: "Тренируйтесь так, будто вы "сражаетесь". Даже во время упражнений привыкайте к ситуациям, с которыми вам придется столкнуться во время соревнований. Делайте это часто и добросовестно, не только на физическом и техническом уровне, но и на умственном. Когда дело дойдет до соревнований, связанные с этим вызовы будут для вас чем-то обыденным. Достаточно будет просто вести себя как обычно".

Трине Себерг утверждает, что сегодня ни один спортсмен, стоящий на олимпийском подиуме, не может сказать, что обязан своим успехом только самому себе. Чтобы получить олимпийскую медаль, требуется мощная группа поддержки. Роль ученых, однако, не только в поддержании самих спортсменов, но и их партнеров - тренеров, техников, реабилитологов, психологов и даже членов семьи.