運動科技

公平競爭是遵守運動精神和運動規則的基本原則,在運動比賽中是按照運動員自願、平等、公平和誠實的原則來進行,由於過去比賽時,由裁判主宰了勝負的判決,所以經常使裁判受到質疑,認為裁判採取了不正當的手段,使比賽的結果,蒙上違法的陰霾,甚至傳聞有賄賂或買通的不法行為。現今,透過運動科技的輔助,讓比賽在公平競爭和誠實競爭的基準下,保有了運動比賽能正常運行和健全的發展。透過運動科技的輔助,確保了公平的競賽,不僅維護了運動員在各方面的平等,而且也使運動員無顧忌地追求競賽的目標。以下就鷹眼系統和電子護具來描在運動科技的應用。

鷹眼運動科技

鷹眼系統(hawk eye)能夠在運動中追蹤記錄球體的路徑,不但可以讓模擬影像顯示實際的球體路徑,也可以預測球體未來的路徑。鷹眼系統主要在幫助裁判進行判斷,尤其是在疑難分辨的狀況下協助裁判做出判決。鷹眼系統的原理是將高速攝影機裝設在比賽場地的四周高台上(如圖1),以每秒2,000 張的高速攝影記錄球體的空間數據,透過電腦的高速運算,將所有的球體影像進行校正後,分析出球的飛行路線,並模擬出球沿此軌跡飛行的落地位置。

鷹眼系統的高速攝影機

圖1:鷹眼系統的高速攝影機裝設在比賽場地四周。(維基百科http://en.wikipedia.org/wiki/Hawk-Eye

鷹眼系統是藉助電腦的高速運算,將比賽場地的立體空間,分割成數個公分大小的測量單位,然後利用高速攝影機從不同角度,同步捕捉球體的飛行軌跡數據(如圖2),在模擬產生三維影像,經由比賽場地的大型螢幕,呈現出球體的飛行路線及落點。如果在比賽過程中,出現難以判斷的球體落點在比賽場地界線內或界線外(不包括邊線2.5~5cm 及端線10cm 寬度),鷹眼的運動科技便能提供即時的回播,由電視直播畫面和現場大型螢幕上,使球員、裁判、現場觀眾和觀看直播的電視觀眾,得以看清球的落點究竟是在比賽場地界線內還是界線外。

鷹眼系統

2:鷹眼系統藉電腦運算從同時捕捉球體數據,呈現出球體的飛行路線及落點。(圖片來源:http://www.oecsportsmarketing.com/files/14-1000-739,r15-1.php,海碩運動行銷公司提供)

鷹眼系統在網球比賽的應用早在2001年開始,亦造成網球規則有了重大的革新。鷹眼系統在運動科技的應用,對傳統的網球運動來說是非常大幅的進步。由於鷹眼運動科技的逐漸成熟,國際足球聯合會也引進鷹眼系統在足球比賽上,鷹眼系統的訊號能即時發送給裁判,協助裁判能夠即時對進球與否作出正確的判斷。另外,英超足球聯盟也在2007 年起,把鷹眼系統制定在比賽規則條例中,是繼網球之後,另一項使用這項高科技的運動項目。

在網球比賽中早已風靡全球的鷹眼系統,在2013 年世界女排大獎賽總決賽中試用。排球比賽在鷹眼系統應用和網球類似,每一隊伍能在每局提出兩次挑戰的機會,挑戰成功時不計入兩次機會之內,失敗則減少一次機會。此外,各隊提出鷹眼系統的挑戰,必須在該回合結束5 秒鐘之內向首席裁判提出,然後由第二裁判與技術委員一起觀看影像,運動員和教練員是不得觀看的,在比賽場地的大屏幕也不會回播影像。在正式的排球比賽中,鷹眼系統負責的爭議範圍含:判斷球是否出界、判斷運動員是否踩線、判斷球是否打到標誌桿、判斷是否觸網。

未來鷹眼系統應用的領域越來越廣,不僅能作為即時回播球體落點的判決,更能分析發球時的拋球高度,擊球的高度與位置,擊球動作的慢動作⋯⋯等,提供更多運動員在球場上的比賽關鍵訊息,一方面能提供多元化運動資訊與樂趣,另一方面能使運動比賽有更大的突破

電子護具科技

跆拳道競技對打已由過去主觀性的裁判判決,演進至今日能夠有客觀性的判決,最大重要變革即是電子護具這項運動科技的產生。傳統跆拳道比賽計分系統,是由裁判手持加分器,在兩位選手相互進攻時,判定是否踢擊正確而獲得分數。現今的電子護具計分系統的產生,得分方式是由選手穿戴電子感應襪套在於腳上,並於比賽過程中選手相互進攻時,腳上的電子感應襪套踢擊至電子感應護胸,做為客觀性的得分判定,這樣的方式使得跆拳道比賽減少個人主觀地判斷,讓跆拳道比賽的公平性跨進了一大步。

電子護具的起源於2007年世界跆拳道聯盟(World Taekwondo Federation, WTF)競技對打比賽中,協助裁判在跆拳道比賽中判定是否得分,但是在發展初期,電子護具在2010 亞洲運動會比賽,也因電子襪事件造成重大的抗議事件。電子護具的原理在電子感應襪和軀幹護具中裝有電子感應晶片,電子襪和身體護具上有感應區,當選手踢中身體護具並達到一定力量時,感應區就會回傳得分訊號到計分器。電子護具系統組成有電子護具(e-trunk protector)、訊號接收器 (receiver)、裁判加分器 (referee scoring box)、電子感應襪套(e-foot protector)、競賽計分軟體(operation program)(如圖3)。

電子護具系統

3:電子護具系統(圖右,KP&P PSS 原廠技術手冊提供)的運動科技,在我國舉辦2014 世界青少年跆拳道錦標賽(圖左,李昌榮攝影)被採用,電子護具系統包括電子感應襪套、訊號接收器、電子護具及競賽計分軟體,具有客觀性的得分判斷功能。

在跆拳道比賽中電子護具協助裁判,判斷比賽中是否踢擊中護胸兩側及正面區塊得分感應的位置,選手需要以雙腳上的電子感應襪套,踢擊至對方選手的電子感應護胸才會獲得分數。

在跆拳道比賽開始實施電子護具後,大幅減少人為判斷的誤差,以及各裁判之間主觀判斷的不一致現象。電子護具科技應用後,改變了跆拳道比賽規定,特別在身體穿著電子護具的部位在得分以後,選手不可以再提出申訴,其理由是電子襪套接觸電子感應護胸所產生的分數,並不是由人為操控所產生的分數,所以該分數具有相當的公信力,降低了對於比賽的爭議申訴。電子護具的發展使跆拳道運動開始走向新科技與高科技的未來,也使現今跆拳道比賽評分突破以往主觀性判斷的詬病。所以在跆拳道比賽器材中加入電子護具不但提高競賽內容的可看性,更提高了競賽的公平性。

 

何維華 臺北市立大學運動器材科技研究所教授

李昌榮 中華民國跆拳道協會

朱宏偉 臺北市立大學運動器材科技研究所學生

 

10/01/2014 14:02

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