今日のプロスポーツ界では、マネージャーは従来のトレーニングやコーチングと並んで、データに基づく意思決定を優先しています。アスリートモニタリングセンサーがこの革命の最前線をリードしています。センサーは、怪我の予防、回復管理、健康評価、パフォーマンス評価、最適化を支援します。
この記事では、コーチ、アスリート、トレーナーがアスリートのパフォーマンスを最大限に高めることを可能にするアスリート モニタリング デバイスで使用されるさまざまな種類のセンサーについて説明します。
加速度計はパフォーマンスを最大化し、怪我を特定します
ほぼすべてのタイプのモーションセンサーは加速度計を使用します。スポーツでは、加速度計は慣性監視ユニット (IMU) デバイスで使用され、アスリートの準備状況、反応性、疲労を定量化するのに役立ちます。IMUデバイスは個別の動きを明らかにし、ランニング、サイクリング、水泳、歩数の追跡などのアクティビティにおける生体力学的分析を提供します。
たとえば、ランニングトレーニングセッションの開始時に、加速度計を使用してランナーの歩幅と、一歩の間の体のコントロールを監視できます。ストライド中の慣性負荷の増加は、ランニング中のアスリートの疲労レベルを示す可能性があります。高度なソフトウェアと加速度計を組み合わせることで、アスリートのデータを使用してトレーニング モデルを確立し、最適化されたトレーニング プログラムを提供します。
アスリートモニタリング加速度計のような アドXL362 通常、kHzのサンプリング レートを使用して高精度のデータを提供し、低電力で動作してバッテリー寿命を最大限に延ばします。
加速度計はヘルメットやヘッドギアの内側にも取り付けられており、大きな衝撃を検知して怪我を予測します。ナショナル フットボール リーグ (NFL) では、マウスガード システムが加速度計を使用して個々の選手の頭部の運動データを収集します。このデータは、プレーヤーの頭が衝撃時にどのくらいの速さで、どの方向に動くかを明らかにし、脳震盪を検出し、衝撃データを長期にわたって監視するのに役立ちます。NFLのエンジニア は、このデータを活用してポジションごとに受ける衝撃を分析し、ヘルメット製造業者と協力してポジション別の頭部保護具を開発し、さまざまな種類の衝撃からより効果的に身を守ることもできます。
GPS/GNSSでアスリートの速度と距離を追跡
加速度計は歩数を追跡しますが、GPS/GNSSモーションセンサーはアスリートの移動距離と高度を追跡するのに最適な方法です。GPSおよびGNSSセンサーは、身体または特殊なギアに装着して使用する、プロスポーツやアマチュアスポーツでよく使用されるアクティビティ トラッカーです。Garmin、Fitbit、Apple Watchなどの人気のアクティビティ トラッカーはアスリートの手首に装着され、GPS/GNSSセンサーを使用してアスリートの速度、移動距離、高度を追跡します。
Garminサイクリング デバイスなどの他のデバイスは、自転車のハンドルバーに「装着」して、サイクリストのナビゲーション、速度の追跡、GPSセンサーを使用したパフォーマンス監視の洞察の提供に役立ちます。速度、傾斜、距離を追跡することで、サイクリストの持久力と出力に関する洞察が得られ、最適なトレーニング負荷とリアルタイムのパフォーマンスを計算するのに役立ちます。
TESEO-LIV3R など、低電力で動作できるGPSおよびGNSS受信機は、アスリート モニタリング デバイスでよく使用されます。通常、GPS受信機は、アスリート モニタリング デバイスの中で最も電力を消費するセンサーです。
心拍センサー
心拍数モニタリングセンサーは、おそらく個別のパフォーマンス統計を提供する最も重要なセンサーです。光学式心拍数モニター は、ウェアラブルアスリートモニタリングデバイスで使用される最も一般的な心拍数モニターです。光学式心拍数モニタリング (HRM) は、光電式容積脈波記録法 (PPG) とも呼ばれ、現在では腕時計や胸部に装着するウェアラブル機器で一般的に使用されている複雑な技術です。
心拍数モニターは運動の強度を監視し、心拍数の強度ゾーン、心拍数の変動、カロリー消費、心臓効率、全体的なトレーニング負荷を計算できます。距離、傾斜、速度などの他のセンサーデータと組み合わせると、心拍数データは全体的なトレーニング状態を判断し、長期にわたってアスリートのパフォーマンスを追跡するのに役立ちます。
プロサッカーはこの組み合わせの有名な例です。選手はトレーニング中や試合中に、FIFA認定の STATSports 心拍数モニターとGPSトラッカーを着用します。このデータは、個々のアスリートの運動強度とチーム全体の運動量を追跡することで、マネージャーがトレーニング負荷と試合当日の選手の健康を最適化するのに役立ちます。Si117x/8x シリーズなどの光学式HRMデバイスは、皮膚表面に装着することができ、ユーザーの脈拍を非侵襲的に検出する方法を提供します。
血中酸素モニターと乳酸センサー
心拍数モニターと同様に、血中酸素および乳酸センサーは、長期にわたるアスリートのパフォーマンスに関する詳細な情報を提供します。この情報は、アスリートが数時間休むことなく運動するランニングやサイクリングなどの持久力スポーツで最も貴重です。
酸素は細胞呼吸にとって非常に重要であり、アスリートは基本的に細胞レベルで運動します。アスリートの血中酸素飽和度を監視することは、持久力アスリート、特に酸素が不足する高地でトレーニングするアスリートにとって不可欠です。アスリートの酸素レベルが低すぎると、血中乳酸値が上昇し、トレーニングの効果が低下したり、競技パフォーマンスが低下したりする可能性があります。
血中乳酸センサーは、これまで指を刺して血液サンプルを採取する必要がありました。しかし、汗中の乳酸値と血液中の乳酸値の相関関係については不確実性があるにもかかわらず、汗中の乳酸値を測定する非侵襲性のウェアラブルモニターの人気が高まっています。 アスリートの乳酸閾値は、血液中に乳酸が蓄積し始めるポイントであり、パフォーマンスを低下させる過度の運動の兆候です。トレーニングとパフォーマンスを最大限に高めるために、アスリートは連続血中乳酸モニターを使用してトレーニング負荷を最適化できます。トレーニングが厳しすぎる場合は、負荷を減らして運動時間を長くすることができます。
環境センサー: 温度、湿度、高度センサー
環境センサーは、トレーニング プログラムを適応させるためのアスリートのパフォーマンス モデルを作成するのに役立ちます。たとえば、高温多湿の環境でトレーニングを行うと、体は体を冷やすために働く筋肉から酸素を奪い、パフォーマンスが低下します。気温が高い場合、筋肉への酸素供給の低下を補うために、プロのランナーの中にはペースを10% 以上落とす人もいます。標高が高い場所でも同様で、酸素の利用可能性が全体的に低下します。
しかし、アスリートは熱ショックタンパク質を増やして血漿量を増やすために、意図的に暑い中や高地でトレーニングすることが多く、人体はより効率的に熱を排出しながら運動を続けるのが容易になります。この血中酸素効率は、パフォーマンス追跡（速度や心拍数など）と環境データと組み合わせたパフォーマンス モデルを通じて推定できます。たとえば、Garminのスマートウォッチは、アスリートのVO2 Max (酸素使用効率) と熱順応を追跡し、トレーニングと回復の負荷を最適化します。
温度、湿度、圧力センサーなど ＢＭＥ２８０ ポータブルなバッテリー駆動デバイスに適合するには、小型でエネルギー効率が高くなければなりません。Garmin Fenix 6X Proなどの一部の機種では、温度センサーは 統合される可能性が高い MCU内で実行できるため、フットプリントの要件が軽減されます。
センサーが陸上競技の未来を追跡
スポーツにおける高度なセンサー技術は、チームや個人のアスリートの成功への道を開きます。アスリートモニタリングセンサーは、怪我の予防やパフォーマンスの向上に役立つ貴重なツールです。ソフトウェア、データ、人間の知識と組み合わせることで、センサーはほぼすべてのスポーツで競争上の優位性をもたらします。
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