Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка аппаратно-программного комплекса для тестирования и тренировок аэробных и силовых возможностей мышц плечевого пояса и создание методики его использования в массовом спорте и в восстановительной медицине

Докладчик: Виноградова Ольга Леонидовна

Должность: зав. лабораторией

Цель проекта:
Проблема: разработка технологии повышения эффективности спортивно-оздоровительных физических тренировок в массовом спорте и восстановительной медицине с целью снижения потерь от гипокинезии и связанных с ней социально значимых заболеваний. Цель проекта: разработка и создание уникального тренировочно-измерительного комплекса с биологической обратной связью, предназначенного для объективной оценки и тренировки силовых и выносливостных возможностей мышц плечевого пояса с использованием научно обоснованных методик, базирующихся на индивидуальном подборе адекватных тренировочных нагрузок.

Основные планируемые результаты проекта:
Разработка и создание тренировочно-измерительного комплекса для мышц плечевого пояса (АПК), состоящего из силового блока для задания нагрузки; электронного блока с набором датчиков и сенсорных устройств для непрерывного измерения нагрузки и регистрации физиологических показателей занимающегося; планшетного компьютера с разработанным программным обеспечением для сбора, обработки и отображения на экране переданной с датчиков и сенсорных устройств информации.
Разработка методик тестирования людей с различным уровнем физической подготовки и алгоритмов определения оптимального уровня индивидуальных тренировочных нагрузок. Для оценки максимальной мощности, при которой энергообеспечение мышечной работы происходит, в основном, за счет аэробных механизмов, будут разработаны неинвазивные, «щадящие» методики тестирования, не требующие предельных нагрузок при их проведении и пригодные для использования в массовом спорте и восстановительной медицине. Должно быть проведено сопоставление результатов тестирования группы испытуемых-добровольцев по разработанной методике с результатами, полученными с помощью измерения содержания лактата в капиллярной крови во время теста с возрастающей нагрузкой.
Будут разработаны методики использования тренировочно-измерительного комплекса с биологической обратной связью, снижающие риск травматизма и негативных реакций сердечно сосудистой системы при проведении спортивно-оздоровительных тренировок.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Предполагается, что разработанные экспериментальные образцы АПК будут служить базой для создания линейки тренажерных устройств, предназначенных для использования не только в спортивных учреждениях различного уровня, но и в реабилитационных центрах.
Спортивная модификация тренажерного устройства может использоваться в фитнес-центрах, в спортивных школах и клубах для тестирования и тренировок спортсменов-лыжников, биатлонистов и пловцов различного уровня – от начинающих спортсменов-любителей до квалифицированных спортсменов. Особый интерес эта модификация тренажера может представлять для спортсменов-паралимпийцев.
Модификация тренажерного устройства, предназначенная для использования в реабилитационных центрах различного профиля, может использоваться для проведения общеукрепляющих тренировок больных с нарушениями функций нижних конечностей; для восстановительных тренировок с контролируемой интенсивностью нагрузок на мышцы плечевого пояса после перенесенных травм или хирургических вмешательств; для низкоинтенсивных тренировок аэробной направленности больных с различными нарушениями сердечно-сосудистой системы в реабилитационный период.
Различные модификации тренажерных устройств будут иметь однотипные силовые блоки с интегрированными датчиками параметров нагрузки, но различаться по программному обеспечению и по набору регистрируемых физиологических показателей.
Разработанная линейка тренажерных устройств будет отличаться от существующих аналогов простотой конструкции и, следовательно, низкой стоимостью; возможностью реализации биологической обратной связи; возможностью тестирования силовых и аэробных возможностей мышц плечевого пояса неинвазивным методом; наличием программного обеспечения, позволяющего оценивать эффективность тренировок и корректировать уровень тренировочной нагрузки. Одной из опций программного обеспечения тренажеров будет функция «персонального тренера» (рекомендации по режиму и параметрам тренировки, оптимальным для текущего функционального состояния тренирующегося).
Потребительские свойства разрабатываемого тренировочно-измерительного устройства обеспечат его успешную конкуренцию с существующими аналогами на рынке спортивных и лечебно-восстановительных тренажеров.

Текущие результаты проекта:
На первом этапе работы по проекту:
Выполнен аналитический обзор научно-технической литературы, в котором подробно освещено современное состояние проблемы повышения эффективности спортивно-оздоровительных тренировок, описаны методики тестирования функционального состояния скелетных мышц, в том числе мышц плечевого пояса и методические подходы к определению оптимальных тренировочных нагрузок.
Проведен патентный поиск, в котором проанализированы 6 российских и зарубежных патентов и 17 иных источников научно-технической и нормативной информации с описанием методик задания аэробных нагрузок и способов измерения их параметров.
Создан макетный образец АПК, состоящий из силового блока и разработанного контроллера (на базе микропроцессора ATmega32u4), предназначенного для измерения скорости вращения маховика магнитотормозной системы силового блока и передачи информации на планшетный компьютер.
Разработана функциональная схема и создана рабочая версия программного обеспечения макетного образца АПК, в которой реализованы алгоритмы измерения параметров нагрузки и пользовательский интерфейс для различных режимов тренировок и тестирования.
Разработана эскизная документация экспериментального образца АПК и программная документация макетного образца АПК.