Những thiết bị cho lực sĩ

Trong lãnh vực thể thao, có thể nói hầu như chúng ta chỉ chú ý tới các cầu thủ, lực sĩ và huấn luyện viên. Một đôi khi người ta có nhắc tới chủ nhân của một câu lạc bộ này hay một đội thể thao kia. Nhưng tuyệt nhiên chẳng mấy khi ta nghe nhắc tới những khoa học gia, những kỹ sư làm việc miệt mài trong các phòng thí nghiệm để tìm kiếm, phát minh ra những dụng cụ, thiết bị và quần áo thể thao để làm tăng thêm hiệu năng trong khi thi đấu của cầu thủ, lực sĩ cũng như giúp họ tránh được chấn thương. Chính những nhà khoa học này đang đóng góp một phần quan trọng trong việc phát triển thể thao.

photo bend bulletin

Chiếc mũ an toàn của môn bóng bầu dục có khả năng lắc lư theo phản xạ khi va chạm để bảo vệ đầu của cầu thủ. Loại vật liệu lấy cảm hứng từ kỹ thuật của phi thuyền không gian có thể giúp làm cho đôi giày nhẹ hơn và người chạy nhanh hơn. Miếng dán cảm ứng có thể cảnh báo người lực sĩ về những bất trắc tiềm ẩn để họ biết trước và tránh bị thương tích.

Sau đây là một vài kỹ thuật mới được áp dụng trong lãnh vực thể thao mà có thể nay mai chúng ta sẽ thấy chúng xuất hiện trên đường đua, trên sân cỏ hay trong hồ bơi đâu đó gần nơi chúng ta ở.

Phòng ngừa chấn thương

Chấn thương có thể hủy diệt sự nghiệp của một lực sĩ, do đó một số nhà khoa học đang nghiên cứu để phát minh ra loại nguyên liệu mới để chế tạo những dụng cụ thể thao như mũ an toàn và giày để phòng ngừa chấn thương hữu hiệu hơn.

Sau khi một vài sinh viên của Ðại học California Berkeley bị chấn thương đầu do tai nạn xe đạp. Robert Knight và Ram Gurumoorthy, hai nhà sáng lập của công ty BrainGuard đã thiết kế ra chiếc mũ an toàn cho các tay đua xe đạp và cầu thủ bóng bầu dục mà họ nói rằng có khả năng bảo vệ đầu hữu hiệu hơn để chống lại những va chạm mạnh dễ gây chấn thương sọ não.

Thiết kế mũ này có hai lớp, với lớp vỏ ngoài có khả năng lắc lư khi va chạm mạnh. Lớp vỏ ngoài nối với lớp bên trong là một loại nguyên liệu giống như cao su có khả năng hấp thụ và giảm bớt lực va trước khi nó đụng đến não bộ. Theo kết quả thử nghiệm, mũ an toàn này có thể giảm được lực va chạm từ 25% đến 50% so với những loại mũ sử dụng trong liên đoàn bóng bầu dục NFL.

Một phát minh khác cho loại giày chạy của giáo sư Julian Rimoli thuộc ngành kỹ thuật không gian của Viện đại học Georgia Tech. Rimoli dựa trên nghiên cứu trong lãnh vực phi thuyền – cụ thể là chân đáp của loại phi thuyền đổ bộ – và phát minh ra vật liệu “mạng tinh thể ba chiều” (three-dimensional lattice) có thể thay thế các loại nhựa xốp truyền thống, mà ta thường thấy đặt trong đế giày cho êm chân.

Loại vật liệu lattice mới này có khả năng hấp thụ năng lượng thoát ra từ bàn chân (có thể nói là êm hơn) gấp 10 lần so với loại đế giày hiện nay, có nhiệm vụ giúp cho lực sĩ chạy hiệu quả hơn và giảm bớt nguy cơ bị chấn thương nơi đầu gối và mắt cá. Vật liệu này trong tương lai cũng áp dụng cho mũ an toàn và cản xe hơi để chống các cú va chạm mạnh.

Mũ an toàn hai lớp của công ty BrainGuard – nguồn UC Berkeley

Bộ đồ giúp bơi nhanh

Quần áo và dụng cụ kết hợp cùng với kỹ thuật sẽ giúp cho huấn luyện viên có thể nâng cao khả năng và phong độ của lực sĩ.

Các tay bơi cần loại quần áo bó chặt để giảm sức cản trong nước, nhưng nếu chật quá thì chỉ một thời gian ngắn sau có thể gây ra tình trạng tích tụ axit lactic trong người khiến cơ bắp bị mệt mỏi. Tay bơi vô địch Michael Phelps và huấn luyện viên Bob Bowman đã hợp tác với Aqua Lung, công ty sản xuất dụng cụ thể thao tại California, thiết kế loại quần áo bơi mới tốt hơn những loại hiện nay, chúng có khả năng bảo tồn năng lượng cơ bắp, giảm trọng lượng và lực cản trong nước để tốc độ nhanh hơn. Nếu không có đại dịch thì loại quần áo bơi này đã được hơn chục tay bơi sử dụng tại Thế vận hội Tokyo trong mùa Hè này.

Bộ đồ bơi giúp bơi nhanh hơn – nguồn Aqua Lung

Quần áo bơi được thiết kế cho mỗi cơ thể khác nhau. Các vùng hông, mông và bụng được bó chặt hơn để giữ cho cơ thể nổi song song với mặt nước. Chúng được kết nối bằng nhiều mảnh vải đặc biệt để có thể phá được sức ép của nước và tăng 1% độ lướt so với các loại vải trong những bộ quần áo bơi hiện tại, điều này rất quan trọng trong một môn thể thao mà sự chênh lệch thời gian được tính bằng từng mỗi phần trăm của giây.

Loại vải đặc biệt này còn có thể bảo vệ cơ thể của lực sĩ không bị quá nóng. Ðược phát minh bởi Jeffrey Grossman, Zhengmao Lu và Nicola Ferralis của đại học MIT – nguyên thuỷ là thiết kế để gói kẹo sô cô la – và có khả năng giữ mát kẹo thêm 5 độ Celsius liên tiếp trong nhiều tuần lễ. Trong tương lai nó có thể được trộn chung với sợi vải khác để may loại quần áo để điều tiết nhiệt trong cơ thể của các lực sĩ, nhân viên cứu hoả và trong quân đội, nhất là khi ở ngoài trời.

Bộ đồ bơi mới dự định được cho sử dụng tại Thế vận hội Tokyo – nguồn Aqua Lung

Thiết bị theo dõi cơ thể

Nay mai còn có một vài thiết bị cảm ứng được hỗ trợ bởi kỹ thuật trí thông minh nhân tạo (AI) có thể thu thập thêm nhiều dữ liệu liên quan đến sức khỏe và thể thao từ cơ thể lực sĩ hơn so với các thiết bị đang được đeo hiện nay.

Một công ty tại Boston là Figur8 đã phát minh ra một số loại cảm ứng được dán vào da hoặc quần áo của lực sĩ. Những loại cảm ứng này có khả năng đo được góc độ của các khớp xương và thời gian cũng như cường độ kích hoạt cơ bắp theo phản xạ của các động tác, sau đó chuyển dữ liệu qua ứng dụng (app) để phân tích. Mục đích là để giúp các lực sĩ chuyển động hiệu quả hơn, lấy lại sức nhanh hơn và tập luyện một cách hợp lý hơn. Những thiết bị cảm ứng này hiện đang được các huấn luyện viên và nhà trị liệu sử dụng. Nhưng rồi đây, kỹ thuật này có thể giúp dự đoán trước các chấn thương và dấu hiệu ban đầu của những mầm bệnh tiềm ẩn trong đời sống.

Một số cảm ứng khác, như loại được thiết kế bởi công ty Nix, có thể đo được lượng nước trong cơ thể lực sĩ trong khi luyện tập. Miếng dán cảm ứng này, với sự trợ giúp của kỹ thuật số và thuật toán, có khả năng báo cho các lực sĩ biết khi nào, uống loại nước gì và uống bao nhiêu để đạt hiệu năng tập luyện tối đa dựa trên các thông tin sinh học ghi nhận từ mồ hôi. Thay vì phải tự đoán xem khi nào thì cần nước, nay các lực sĩ sẽ được máy báo cho biết khi nào thì uống nước, hay uống loại nước nào hoặc không uống gì hết để tăng hay giảm nguy cơ chứa quá nhiều hay thiếu nước trong cơ thể.