虎科大研發虛擬桌球教練系統,選手訓練結合運動科技

近年來,運動科技的發展已經越來越普及,滲透到了眾多不同的運動中,而桌球是其中一個受到注目的運動項目,因此也有研發團隊將目光投向了此一領域,這次採訪的虎尾科技大學團隊,由電機資訊學院許永和院長帶領,並且研發出多款設備組件所整合起的虛擬桌球教練系統。

在桌球運動中,技巧與反應速度是非常關鍵的兩項要素,職業運動員在比賽中的反應幾乎是以毫秒為單位,而虛擬桌球教練系統可以幫助使用者訓練擊球技巧、提高反應速度,並且提供大量資料記錄與分析,在科技的輔助之下,找出傳統訓練模式難以發覺的盲點,進而改善訓練效果。

這套虛擬桌球教練系統的核心部分是由一個大型的紅外線感測器模組所組成,它的運作原理相當於一片大型的電子白板。在類似窗框的感測器模組周圍,安裝了高達128顆紅外線感測元件,可以偵測桌球落在桌面上的位置,這些擊球落點資料會被傳送到電路控制盒中,由電路控制盒經由藍牙傳送到手機,最後顯示在手機的螢幕上。

運作原理並不複雜,然而實作時遭遇的困難是桌球的球體小、移動速度飛快,並不容易做到精確偵測,系統本身的know-how就在於如何控制感測範圍發散的紅外線感測器,並對擷取的訊號進行運算以得出具體落點位置。然而,擊球落點的控制對於職業選手來說並不困難,僅屬於基本訓練項目,對他們來說,真正的訓練重點在於實戰反應,因此系統的挑戰就在於如何提供更具臨場感的訓練模式。

桌球是需要具備高度技巧性的運動,在許永和院長所規劃的整體虛擬桌球教練系統中,除了本次與物聯網智造基地合作的擊球落點偵測外,還包括了智慧桌球拍、模擬對戰發球機。在球拍上安裝壓力感測器、陀螺儀、加速度感測器等等,用來記錄選手的擊球軌跡、拍面是否有效擊球,以及在持續擊球的過程中選手是否能保持穩定等等,針對選手狀態進行記錄分析;有了大量的擊球品質資料後,他們也持續開發還原程度更高、創造更真實球感的發球機,用來取代傳統僅能反覆發出固定球路、無法提供即時變化的發球機,滿足選手的訓練需求。

許永和院長整合多項設備圍繞著選手建構起完整訓練體系統,並將資訊傳送回系統中,教練即可根據系統所分析出選手的弱點和水準,再經由資料分析獲得應該加強的訓練菜單重點,替每一位選手量身打造訓練模式。

由於虛擬桌球教練系統包含多個組件,開發工作需求繁複,因此虎尾科大團隊與物聯網智造基地合作,透過物聯網智造基地深入了解開發現況與困難,協助媒合合適服務團,如虛擬桌球教練的紅外線觸控框架高穩定器、電路控制盒的外觀機構設計即是交由綠星光電操刀,而在後續整體訓練系統設備開發上,也將持續與物聯網智造基地合作,加速開發並尋找更多的資源與應用機會。

許院長表示,虛擬桌球教練系統的應用非常廣泛,不僅僅可讓職業選手進行訓練,也可以擴展到健身房、運動中心等場所,在這些場所中使用較簡易的規格,並將設備由運動訓練轉向從事遊戲,而他們也為了滿足此類需求,正積極結合VR、AR技術設計成老少咸宜的應用情境,甚至可用於長照族群的復健用途。

虛擬桌球教練系統還有很大的發展空間,系統可以更精確地偵測球的位置和速度,從而提供更好的訓練效果,以更加科學的方式進行訓練來協助選手!


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