Sukan memenuhi sains: Memajukan olahraga melalui teknologi

Peranan teknologi untuk membantu ahli sukan pekak di trek dan padang adalah sesuatu yang mendapat perhatian Dr Jaysuman Pusppanathan beberapa tahun lalu.

Jaysuman, timbalan pengarah Pusat Inovasi dan Teknologi Sukan (SiTC) di Institut Kejuruteraan Berpusatkan Manusia di Universiti Teknologi Malaysia di Johor, dimaklumkan betapa atlet pekak sering tersandung di garisan permulaan kerana tidak dapat mendengar bunyi starter. pistol.

“Pada 2017, kami telah diperkenalkan kepada Persatuan Sukan Pekak Malaysia (MSDEAF) dan organisasi itu ingin tahu sama ada kami boleh membantunya mencari beberapa penyelesaian kepada masalah yang dihadapi oleh atlet mereka,” katanya sambil menambah bahawa atlet pekak ini terpaksa bergantung pada sistem yang tidak berfungsi untuk mereka selama 20 tahun sejak MSDEAF ditubuhkan pada tahun 1993.

Jaysuman berkata acara balapan dan padang, seperti 100m pecut, misalnya, menggunakan senjata api permulaan untuk menandakan permulaan perlumbaan.

“Mereka memberitahu saya, ‘Kami tidak dapat mendengar, jadi bagaimana kami boleh bergantung pada pistol?’ Ketika itulah saya fikir kita perlu mencari penyelesaian untuk mereka,” kata Jaysuman, yang juga pensyarah kanan di Pusat Pengajian Kejuruteraan Bioperubatan dan Sains Kesihatan di Fakulti Kejuruteraan UTM.

Beliau menyertai SiTC, sebuah pusat penyelidikan yang memberi tumpuan kepada pembangunan penyelesaian teknologi untuk bidang sukan, pada 2017 sebagai felo penyelidik bersekutu.

Pada markah anda

Atlet pekak boleh bergantung pada deria mereka yang lain, dan Jaysuman memutuskan bahawa bantuan visual mungkin berfungsi untuk mereka.

Walau bagaimanapun, MSDEAF berkongsi dengan Jaysuman bahawa dalam beberapa kes, apabila kaedah penamatan manual menggantikan pistol permulaan, isu lain timbul.

“Pengadil akan mengibarkan bendera dalam pergerakan yang berbeza untuk menunjukkan bila perlu masuk ke posisi di blok permulaan, bila perlu bersiap untuk pecut, dan akhirnya pergi. Tetapi isunya ialah bendera itu tidak disambungkan kepada sistem masa elektronik atau kamera garisan penamat,” kata Jaysuman.

Harapan Jaysuman agar penggunaan teknologi sukan diperluaskan agar ia membawa manfaat kepada lebih ramai orang. — Foto: JAYSUMAN PUSPPANATHAN

Dalam acara lari pecut, bunyi pistol pemula menunjukkan permulaan perlumbaan serta mencetuskan sistem pemasaan elektronik, yang disegerakkan dengan kamera garisan penamat untuk menangkap atlet dengan tepat semasa mereka menamatkan setiap perlumbaan, atau perkara yang biasa dirujuk sebagai kemasan foto.

“Apabila ia tidak disegerakkan, mereka pada asasnya perlu membuat anggaran dan tidak dapat mempunyai rekod tepat masa atlet, yang penting untuk mengukur prestasi mereka,” katanya.

Jaysuman tampil dengan konsep untuk peranti isyarat visual (VSD), yang menggunakan lampu sebagai penunjuk untuk atlet pekak mula berlari.

“Ia tidak semudah kerana itu hanya satu aspek peranti. Jika kita akan menggantikan pistol atau penamat manual dengan bantuan visual, bagaimanakah kita akan menyegerakkannya dengan sistem pemasaan elektronik dan kamera garisan penamat?

“Kami terpaksa mempertimbangkan cara membuat bantuan visual berfungsi dengan sistem sedia ada yang sedia ada untuk menangkap hasilnya,” katanya.

Jaysuman berkata SiTC membentuk kerjasama dengan Innotex System Corp, sebuah syarikat yang pakar dalam sistem pemasaan sukan, untuk mengusahakan VSD bagi membantu penyelidik memikirkan cara menyegerakkan visual pada peranti dengan sistem pemasaan elektronik dan kamera garisan penamat.

Dia menjelaskan bahawa peranti itu boleh dikawal oleh butang jauh yang disambungkan ke pistol pemula.

Apabila pistol dimatikan, panel pada peranti menyala, menunjukkan bahawa sistem penamat foto telah dicetuskan, termasuk sistem pemasaan elektronik dan kamera garisan penamat.

Apabila Jaysuman dan pasukannya membangunkan prototaip pertama, mereka mencipta peranti dengan LED panel tunggal yang akan berubah daripada merah (pada tanda anda) kepada oren (set) kepada hijau (pergi).

“Apabila kami meminta atlet dan jurulatih untuk menguji peranti itu, kami mendapati ada di antara atlet itu buta warna, satu aspek yang tidak kami pertimbangkan sebelum ini!

“Kedua, warna merah dan oren kelihatan serupa antara satu sama lain terutama di bawah terik matahari. Atlet juga berkongsi keamatan cahaya yang terang sehingga menjejaskan tumpuan mereka,” katanya.

Penyelesaiannya adalah bergantung pada peranti panel tiga cahaya yang akan menyala secara berurutan.

Atlet pekak boleh bergantung pada deria mereka yang lain, dan Jaysuman memutuskan bahawa bantuan visual dengan lampu mungkin berfungsi dengan lebih baik untuk mereka.

“Para atlet berkata peranti panel tiga cahaya adalah lebih baik untuk mereka kerana panel tunggal itu mengelirukan dan mereka berasa tertekan kerana perlu menjangkakan perubahan warna.

“Dengan tiga panel berasingan, mereka lebih bersedia untuk perubahan yang berlaku,” katanya.

Untuk menangani isu rabun warna, Jaysuman berkata warna oren telah digantikan dengan biru, dengan urutan sekarang: biru, merah, kemudian hijau.

“Berdasarkan kajian, kami mendapati warna ini lebih sesuai kerana ia tidak terlalu serupa antara satu sama lain,” katanya.

Peletakan peranti juga penting. Jaysuman mempertimbangkan bagaimana para atlet harus memandang tinggi kepada pengadil apabila bendera manual digunakan.

“Mereka sepatutnya melihat ke bawah untuk membantu mereka fokus. Ini juga membantu mereka menyemak kedudukan mereka dan menyesuaikan pendirian mereka sebelum berlepas.

“Tetapi jika mereka perlu melihat ke atas, maka ia akan membuang kedudukan mereka atau biomekanik berlepas,” katanya.

Dia kemudian memutuskan atlet harus mempunyai sistem peranti visual yang direka sebagai kotak untuk diletakkan di setiap lorong di garisan permulaan. Atlet kemudian akan dapat melihat ke bawah pada kotak dan mengekalkan pendirian mereka.

Bersiap sedia

Sistem VSD untuk atlet trek dan padang pekak membuat penampilan sulung di Sukan Pekak Malaysia (SOPMA XX) di Perak pada 2018.

Jaysuman berkata versi sistem yang dinaik taraf itu kemudiannya digunakan secara rasmi pada SOPMA XXI 2022 di Kuala Lumpur, serta pada Sukan Pekak Asean yang julung kali diadakan di KL pada November tahun lepas.

Sebelum menggunakan peranti itu pada acara rasmi, Jaysuman berkata bahawa atlet dan jurulatih dijemput untuk mencubanya.

Jaysuman berharap sistem VSD dapat diguna pakai oleh pihak sekolah agar pelajar pekak tidak terpinga-pinga sebaliknya digalakkan untuk cemerlang dalam bidang sukan pada usia awal. — Foto oleh Steven Lelham di Unsplash

Dia terharu apabila sebahagian daripada mereka memberitahunya bahawa sistem ini kini akan menambah baik cara atlet pekak bersaing secara profesional.

“Antara maklum balas yang kami dapat daripada mereka ialah, ‘Terima kasih kerana membawa ini ke Malaysia’. Saya fikir saya hanya menjalankan tugas saya, tetapi saya melihat bagaimana teknologi boleh digunakan untuk meningkatkan kualiti hidup mereka,” kata Jaysuman sambil menambah bahawa penyelidikan dan pembangunan kini sedang dilakukan untuk menerapkan sistem itu kepada sukan lain seperti renang.

Dan pergi!

Teknologi juga dimanfaatkan untuk membantu atlet meningkatkan latihan mereka.

Pada bulan April, Universiti Florida di Amerika Syarikat memasang topi elektrokardiogram (ECG) kepada atlet pingpong untuk mengukur aktiviti otak mereka apabila berhadapan dengan manusia atau robot, khususnya mesin servis bola.

Penyelidik mendapati bahawa pemain bertindak balas secara berbeza, dengan otak mereka bekerja lebih keras terhadap mesin servis bola berbanding manusia kerana mereka tidak dapat meramal servis mereka.

Apabila menentang manusia, mereka bergantung pada isyarat yang jelas, menjadikan mereka lebih yakin tentang langkah seterusnya.

“Manusia yang berinteraksi dengan robot akan berbeza daripada ketika mereka berinteraksi dengan manusia lain.

“Matlamat jangka panjang kami adalah untuk cuba memahami bagaimana otak bertindak balas terhadap perbezaan ini,” kata Daniel Ferris, seorang profesor kejuruteraan bioperubatan di Universiti Florida, dalam satu laporan.

Para penyelidik membuat kesimpulan bahawa lawan manusia memberikan rasa realisme yang tidak dapat dilakukan oleh pembantu mesin, yang merupakan pertimbangan penting apabila membina robot latihan tersebut.

Jaysuman berkongsi bahawa kecerdasan buatan (AI) ialah kawasan baharu yang menarik untuk SiTC, kerana ia boleh digunakan untuk mengumpul data dan mengkaji tingkah laku dan prestasi atlet.

Beliau berkata AI kini digunakan untuk membangunkan bakat atlet badminton dengan mengumpul data yang akan membantu jurulatih dan jurulatih menganggar tahap kecergasan atlet dan menghasilkan rancangan latihan yang sesuai.

“Komputer yang mempunyai keupayaan pemprosesan imej sedang digunakan untuk mengira bilangan langkah yang diambil oleh pemain badminton di gelanggang.

“Adalah mustahil untuk berbuat demikian dengan penglihatan manusia, tetapi dengan komputer, kita boleh mengukur pergerakan mereka,” katanya.

Satu lagi teknologi yang sedang diterokai ialah VR (realiti maya), yang boleh membantu atlet mengatasi isu psikologi seperti kebimbangan pada hari pertandingan.

“Mereka tidak menjangkakan bunyi orang ramai menjejaskan mereka pada hari pertandingan, tetapi mereka mungkin mula berasa tertekan kerana tekanan untuk menyampaikan keputusan. Dengan VR, kami boleh mencipta semula persekitaran untuk mereka berlatih dan belajar membiasakannya,” katanya.

Garisan penamat

Jaysuman berharap sistem VSD dapat diguna pakai oleh pihak sekolah agar pelajar pekak tidak terpinga-pinga sebaliknya digalakkan untuk cemerlang dalam bidang sukan pada usia awal.

“Bagaimanapun, ia mungkin tidak dapat dilaksanakan untuk sesetengah sekolah kerana kos untuk menyepadukan sistem itu antara RM10,000 dan RM20,000.

“Kami sedang melihat untuk menjadikan sistem mudah alih untuk kegunaan latihan supaya sekolah boleh mula menggunakan sistem itu,” katanya.

Apabila mempertingkatkan penggunaan teknologi sukan di Malaysia, aspek kewangan akan sentiasa menjadi cabaran, tetapi ia tidak harus dijadikan alasan, tambahnya.

“Harapan saya untuk teknologi sukan di Malaysia ialah kita mencari lebih banyak cara untuk membawa manfaatnya kepada lebih ramai orang. Tetapi saya juga berhati-hati bahawa kerumitan teknologi boleh menjadi beban kepada orang yang dicipta,” katanya.