Защо някои олимпийски плувци мислят за математиката в басейна

Кейт Дъглас, студентка по статистика и вторият най-бърз плувец в света тази година в две олимпийски надпревари по плуване, постоянно е беше добър с числата. Но преди да се запише в Университета на Вирджиния, тя в никакъв случай не е считала, че самото плуване е математически проблем, който може да се опита да реши.

Това се промени, когато осъзна концепциите, които учеше в класната стая, може да се употребява в нейния спорт. Тези дни Дъглас постоянно влиза в басейна, до момента в който носи колан, който държи акселерометър, същото устройство, което се намира в смарт телефоните и фитнес часовниците. Докато тя плува, датчикът мери придвижването й в три пространствени направления 512 пъти в секунда.

„ Това ми оказа помощ да схвана областите на удара си, където мога да бъда по-ефективен ”, сподели Дъглас, 22. Дотук добре: В събота тя стартира претрупан график за олимпийски игри, като завоюва сребърен орден в щафетата 4x100 свободен жанр.

„ Това ни дава умствено преимущество, знаейки, че имаме достъп до тази информация, която не можете да видите с невъоръжено око “, сподели двукратната олимпийка Пейдж Мадън, която си спомня откривателите, употребяващи пластмасова обвивка, с цел да прикрепи датчик към гърба й, когато е била студентка във Вирджиния.

Dr. Методите на Оно са напреднали с времето. На конференция в Норвегия преди към десетилетие той се срещна с група математици от Норвежкото учебно заведение по спортни науки, които работеха с олимпийски скиори, употребявайки акселерометри, с цел да проучват техните модели на придвижване. Електрическа крушка светна за доктор Оно, експерт по доктрина на числата, който също е триатлонист и татко по плуване.

Д-р. Оно, тогава в университета Емори в Атланта, имаше искащ тестов индивид в лицето на Андрю Уилсън, студент по математика, който беше минал към тима по плуване. Те започнаха с акселерометри, които бяха предопределени да наблюдават акули и се научиха, до момента в който вървяха, разработвайки протокол, с цел да се ориентират към слабостите в бруста на Уилсън. Докато Уилсън се издигаше в спорта, ставайки народен първенец в Дивизия III и по-късно печелейки златото в смесената щафета на Олимпийските игри в Токио, други членове на националния тим на Съединени американски щати започнаха да научават за плана му и доктор Оно.

Д-р. Оттогава Оно е тествал към 100 топ американски плувци, само че той работи най-тясно с групата във Вирджиния, където постоянно участва на палубата на басейна. Той също по този начин предлага самостоятелен образователен клас за студенти по STEM, които се учат да проучват данните, събрани от плувци като Дъглас и Гретхен Уолш, международният рекордьор на 100 бътерфлай. Томас Хейлман, който на 17 години е най-младият американски плувец, класирал се за Олимпиадата след Майкъл Фелпс, сподели, че една от аргументите, заради които се е заел да плува във Вирджиния, е да взе участие постоянно в тази работа.

512 моментни фотоси на данни, снимани за секунда, оказват помощ на откривателите да основат дигитален близнак за всеки плувец, цифрово показване на това по какъв начин спортистът се движи във водата. Тези данни сочат отдръпването на Дъглас в бруста като област, в която тя губи време. Тя погледна видеото, с цел да съпостави формата си с тази на Лили Кинг, експерт по бруст, и видя, че извиването на главата й евентуално основава в допълнение противодействие, което я забавя. Математическото моделиране предвижда, че с промяна на формата Дъглас, който в този момент е американският рекордьор на 200 бруст, може да спести до 0,15 секунди на евакуиране.

“ Плуването е идеалното приложение на математиката и физиката “, сподели доктор Оно. „ Никога не сме били проектирани да плуваме във вода. Така че бързото плуване във вода е в действителност неповторима и комплицирана композиция от атлетично майсторство и внимание към детайла във връзка с физиката и механиката. Ето за какво ми харесва. ”

Хидродинамичното профилиране на френския народен тим се основава на сходни правила. Д-р Рикардо Петерсон Силвейра, академик от Бразилия, пристигна в университет в Рен, Франция, преди три години, с цел да взе участие във френския състезателен теоретичен план. Той провежда проява в басейна за загряване на миналогодишното френско състезание, което притегли вниманието на Боб Боуман, треньор на Маршан, който попита дали неговият плувец може да бъде тестван.

В последния ден от срещата доктор Силвейра завърза Маршан за моторизирано устройство, прикрепено към стената. Първият тест мери съпротивлението му, до момента в който го теглят през водата в рационализирана позиция. Маршан записва най-ниската стойност за този признак, който те назовават ​​пасивно противодействие, от всички плувци, които доктор Силвейра и френските откриватели са тествали, индикация, че тялото му е построено като торпедо, готово да се изстреля през водата.

Втори тест мери скоростта му, до момента в който плува против разнообразни равнища на противодействие. След това доктор Силвейра пресметна какъв брой сила е генерирал Маршан, до момента в който плува свободен жанр - ударът, който той е набелязал за усъвършенстване на Олимпиадата - и процентът, който е употребен, с цел да го тласка напред. Водните създания като рибите са доста ефикасни при плуване, само че даже и най-хубавите хора плувци са в положение да приложат единствено към 60 % от напъните си в посоката на плуването. Въз основа на резултатите на Marchand, Bowman сподели, че са присъединили къси прояви на спортна скорост свободен жанр против тежко противодействие в тренировките му, за да покачат както силата, по този начин и успеваемостта му при задвижване.

To Боуман и Тод Десорбо, треньорът на Вирджиния и на дамите на Съединени американски щати за Игрите в Париж, повече информация им разрешава да оказват помощ по-добре на своите спортисти, макар че прегръщането на данните в спорта се случи спирачно. Ръсел Марк, някогашен управител с висока продуктивност на U.S.A. Swimming, който срещна доктор Оно с ДеСорбо, си спомни смесени реакции от треньори преди 20 години, когато раздаваха хартиени разпечатки с разбори на надпревари.

„ Ние сме навръх прага на тази гражданска война на данните в плуването и спортистите са жадни за това, треньорите са гладни за това, спортът е гладен за това “, сподели Марк. „ Виждате го с вълнението от това, което Кен и Тод вършат и триумфа, който имат в мащаб на цялата стратегия. Това е фантазията и това е капацитетът. “

Американският тим по плуване в Париж включва шестима спортисти, свързани с Университета на Вирджиния. Мадън към този момент не тренира във Вирджиния, само че тази пролет доктор Оно и един от неговите стажанти я посетиха в Аризона, където изпробваха силовите гребла, които австралийският спринтьор Чалмърс употребява. Данните, които те снимаха по време на тестванията си, демонстрираха, че успеваемостта на Мадън се намали, когато тя реагира на плувец, който се състезаваше в алеята до нея. Чувстваше се по този начин, като че ли се движи по-бързо, само че в действителност не беше синхронизирана, като кола, чийто ангренажен ремък е изключен.

Нейното нещо за олимпийските тествания: Преплувайте я лична раса. Във финала на 800 свободен жанр, второто самостоятелно събитие, в което Мадън се класира, тя усети, че Джилиан Кокс, която в последна сметка приключи трета, се промъква към нея. Но тя си подсети да остане фокусирана върху формата си. „ Всъщност си мислех за доктор Оно по време на моето съревнование “, сподели Мадън.

Като се има поради разбирането й за статистиката, Дъглас внимава да не каже, че която и да е променлива е била повода за издигането й в нейния спорт. По-късно тази седмица тя ще се състезава на 200 бруст и 200 самостоятелно съчетано плуване. Нейната подготовка за Париж изисква строго внимание към детайлите в нейните тренировки в басейн и суха земя, сън, хранене, спортна тактика и доста други. Използването на математика, с цел да станете по-ефективен плувец, усъвършенства тази работа.

Както Дъглас написа в изследователската публикация: „ Силата, приложена във всяка друга посока с изключение на напред, не оказва помощ на състезател реализиран фантазията си за олимпийско злато. “