Использование оценки позы для совершенствования техники бега

Бег является популярным видом спорта во всем мире. В США около 50 миллионов человек регулярно бегают или занимаются джоггингом, а в Японии бег был самым популярным видом спорта в 2024 году.

Бегунов можно увидеть повсюду, особенно ранним утром или поздним вечером. Парки, улицы и пляжи заполняются людьми, которые бегают с разной скоростью и по разным причинам. 

Некоторые следуют тренировочным планам, а другие бегают просто для того, чтобы оставаться активными или проветрить голову. Для многих людей бег — это простой способ ежедневно заниматься физической активностью. Но даже в этом случае все не так просто, как кажется.

Небольшие изменения в осанке или длине шага могут повлиять на результативность, комфорт и риск получения травм, в том числе таких, как боль в спине. Внимание к тому, как движется тело, может помочь бегунам оставаться здоровыми и получить больше от тренировок, будь то улучшение выносливости, силы или общей физической формы.

Однако эти детали трудно уловить во время бега. За несколько минут происходит многое, и легко пропустить сотни шагов. Здесь на помощь приходит компьютерное зрение. Это отрасль искусственного интеллекта, которая может анализировать изображения и видео, разбивая движение на отдельные кадры и выявляя закономерности, которые трудно заметить в реальном времени.

Оценка позы является ключевой частью этого подхода. Это задача компьютерного зрения, которая может использоваться для track суставов track и их движения во времени. Модели, такие как Ultralytics YOLO11 и готовящаяся к выпуску Ultralytics поддерживают оценку позы и могут отслеживать движения бегуна по всем кадрам, что делает анализ в реальном времени гораздо более практичным.

‍

В этой статье мы рассмотрим, как выглядит правильная техника бега и какYOLO Ultralytics YOLO могут быть использованы для анализа и улучшения техники бега. Приступим!

Почему правильная техника бега имеет значение

Прежде чем углубиться в различные элементы бега, давайте подробнее рассмотрим, почему форма бега важна в повседневных тренировках.

Каждый бегун, независимо от того, выходит ли он на легкую пробежку или стремится к конкретным целям, хочет, чтобы его усилия приносили результат. Но незначительные проблемы с осанкой, слишком длинным шагом или синхронизацией могут незаметно накапливаться, делая бег более тяжелым, чем необходимо, и создавая дополнительную нагрузку на нижнюю часть тела и суставы. 

Внимание к механике тела помогает бегунам обеспечить себе большую безопасность, снизить риск травм при беге и получить такие преимущества, как улучшение здоровья сердца, укрепление мышц и общее улучшение физической формы. Хорошая техника бега начинается с того, что тело движется как скоординированная система. 

Когда туловище остается выровненным с небольшим наклоном вперед, а руки и ноги работают в равновесии, энергия используется более эффективно, движения становятся более плавными, а риск травм снижается. Со временем форма также влияет на то, как мышцы работают вместе. 

Сбалансированные движения способствуют стабильности, правильной осанке, выносливости и лучшему выравниванию тела во время силовых тренировок и бега. Для начинающих это создает прочную основу для дальнейшего развития. У элитных бегунов это повышает результативность, одновременно снижая проблемы, связанные с усталостью, и риск длительного дискомфорта.

Определение признаков правильной техники бега

Когда бегуны начинают более внимательно следить за своими движениями, в стилях бега прослеживаются определенные закономерности. Хотя каждый бегает по-своему, эти общие элементы дают общее представление о том, как выглядит эффективный бег.

Форма бега — это сочетание осанки, баланса и движений во время бега. Она описывает, как тело сохраняет выравнивание и координацию при движении вперед. Анализ этих деталей помогает бегунам определить движения, которые кажутся плавными и контролируемыми, а также привычки, которые могут привести к дополнительным усилиям или дискомфорту.

Вот некоторые общие элементы, которые часто встречаются в правильной технике бега:

• Движение ног и шаг: Хорошая техника бега обычно достигается за счет расслабленного поднятия колена и ровного шага, который кажется естественным. Длина и частота шага имеют значение, и слишком сильное выдвижение ноги вперед при каждом шаге может нарушить равновесие. Плавный отталкивание позволяет бежать легко и эффективно.
• Постановка стопы и центр тяжести: бегуны приземляются на стопы по-разному: на пятку, на среднюю часть стопы или на переднюю часть стопы. Более важно, чем точная постановка стопы или приземление на пятку, — это плавность движений тела при каждом шаге. Сохранение центра тяжести уменьшает лишние движения и обеспечивает большую стабильность.
• Координация мышц: бег задействует несколько групп мышц, включая ягодичные, четырехглавые, подколенные и сгибатели бедра. Когда эти мышцы работают вместе в сбалансированном режиме, движения становятся более стабильными, а риск травм снижается.

‍

‍

Многие бегуны также полагаются на кроссовки, тренеров и рекомендации по технике бега, чтобы улучшить свои результаты. Правильные кроссовки могут обеспечить комфорт и снизить нагрузку на суставы, особенно для начинающих бегунов, которые еще набирают силу и выносливость. 

Кроме того, работа с тренером по бегу или следование тренировочным планам, ориентированным на форму, может помочь бегунам понять правильную форму бега, исправить неэффективные привычки и со временем снизить риск травм. В частности, для начинающих раннее освоение правильной формы бега может сделать бег более легким, безопасным и приятным по мере прогресса.

Понимание того, как оценка позы может быть использована для анализа бега

Оценка позы — это задача компьютерного зрения, которая заключается в идентификации и отслеживании ключевых точек на человеке или объекте для определения их положения и движения на изображении или видео. В частности, оценка позы человека позволяет track человеческого тела кадр за кадром. 

Вместо простого обнаружения бегуна в кадре, она отслеживает движение различных частей тела во времени, что позволяет проводить подробный анализ походки и биомеханики бега. Одним из основных преимуществ оценки позы является то, что она работает со стандартными камерами, что делает ее доступной во многих реальных условиях. 

Модели, такие как YOLO11 поддерживают оценку позы, могут track кадр за кадром, будь то на беговой дорожке или на открытом воздухе. Определяя ключевые точки, такие как плечи, ягодицы, колени, лодыжки и локти, модель связывает движения тела во времени, чтобы выявить общие паттерны движения и сгибания суставов.

‍

Например, во время обычных тренировочных движений, таких как приседания или выпады, синхронизация и координация сильно влияют на то, как движется тело. Небольшие изменения в длине шага, выравнивании тела или положении стопы могут повлиять на скорость, равновесие, контроль и риск травм.

Постоянно отслеживать эти небольшие изменения не так просто. Оценка позы не заменяет тренера по бегу, но может служить визуальной подсказкой, которая помогает легче увидеть осанку, синхронизацию и координацию во время бега. Со временем это также упрощает сравнение техник и замечание небольших корректировок.

КакYOLO Ultralytics YOLO могут помочь в анализе техники бега

Далее рассмотрим, какYOLO Ultralytics YOLO поддерживают такие задачи, как оценка позы.

Модели Ultralytics YOLO такие как YOLO11 сразу после установки и предварительно обучены на больших наборах данных с метками, таких как COCO. Это позволяет им detect track ключевые точки человеческого тела и применять эти знания в различных приложениях.

Информация, полученная в результате отслеживания ключевых точек тела в кадрах видео, может быть использована для изучения того, как люди двигаются во времени. Это позволяет анализировать осанку, характер походки, движение суставов и координацию, которые являются ключевыми аспектами техники бега.

Когда требуются более конкретные сведения, эти модели можно настроить индивидуально. Вместо того чтобы обучать модель с нуля, предварительно обученную модель YOLO можно доработать с помощью дополнительных помеченных данных. 

Например, если цель состоит в том, чтобы создать решение для анализа того, как бегают собаки, модель можно обучить на основе помеченных данных о позах, характерных для собак, чтобы она изучила их строение тела и паттерны движений, сохранив при этом общие возможности оценки позы, полученные в ходе первоначального обучения.

Использование оценки позы для анализа техники бега с барьерами

Теперь, когда мы лучше понимаем, как работает оценка позы, давайте рассмотрим пример того, как ее можно применить для анализа техники бега с барьерами.

Бег с барьерами – это быстрый и технически сложный вид спорта. Во время одного забега контакт ноги с землей, отталкивание и приземление происходят за доли секунды. 

Поскольку эти действия происходят очень быстро, может быть сложно заметить важные детали невооруженным глазом или при ручном просмотре видеозаписи. В результате часто упускаются из виду небольшие, но значимые различия в ритме шага, синхронизации или контакте с землей.

Оценка позы на основе компьютерного зрения решает эту проблему путем преобразования стандартных видеозаписей в структурированные данные. Например, в недавнем исследовании ученые использовали Ultralytics YOLOv8для track ключевых точек track . YOLOv8,YOLO Ultralytics YOLO предыдущего поколения, поддерживает оценку позы и служит основой для более новых моделей, таких как YOLO11. 

Исследование было сосредоточено на таких ключевых точках, как лодыжка, пятка и большой палец ноги, с целью анализа синхронизации шагов, характера шага и контакта с землей во время спринта с барьерами. Отслеживая эти ключевые точки в динамике, исследователи смогли тщательно проанализировать последовательность шагов, синхронизацию и характер движений в реальных условиях тренировки.

Плюсы и минусы использования компьютерного зрения для анализа походки

Вот некоторые из основных преимуществ использования оценки позы для анализа техники бега:

• Объективная обратная связь: оценка позы предоставляет последовательные визуальные данные, основанные на измеренных ключевых точках тела, а не на личном мнении. Это помогает снизить субъективность при оценке диапазона движений.
• Самоанализ: бегуны могут анализировать свои собственные движения без постоянной поддержки тренера, что делает эту функцию полезной для любительских и самостоятельных тренировок.
• Масштабируемость группы: один и тот же рабочий процесс может быть применен к нескольким бегунам, что хорошо подходит для команд, тренировочных групп или исследований, где ручное наблюдение нецелесообразно.

Хотя оценка позы имеет ряд преимуществ, следует учитывать некоторые ограничения:

• Настройка камеры: Неправильные углы наклона камеры или несогласованная кадрировка могут снизить точность фиксации углов сгибания суставов, характера шага и количества шагов.
• Окклюзия: точность снижается, если части тела заблокированы или если в кадре перекрываются несколько бегунов.
• Факторы окружающей среды: Условия на открытом воздухе , включая тени, неровные поверхности или движущийся фон, могут повлиять на стабильность измерений.

Основные выводы

YOLO Ultralytics YOLO и оценка позы делают анализ бега более доступным. Их можно использовать для track движений track , углов сгибания суставов и характера шага на обычном видео, что дает четкое представление о технике бега. Эти инструменты помогают бегунам и тренерам выявлять неэффективные элементы, track и управлять риском травм в режиме реального времени. 

Узнайте больше об искусственном интеллекте, посетив наш репозиторий GitHub и присоединившись к нашему сообществу. Ознакомьтесь с нашими страницами решений, чтобы узнать об искусственном интеллекте в робототехнике и компьютерном зрении в автомобилестроении. Ознакомьтесь с нашими вариантами лицензирования, чтобы начать работу с Vision AI уже сегодня!

‍