Sztuczna inteligencja (AI) dla biegaczy

Choć niegdyś obecna jedynie w filmach science — fiction, dziś już wiemy, że sztuczna inteligencja może radykalnie zmienić naszą gospodarkę, życie zawodowe oraz osobiste. Ale czy może zmienić nasze bieganie? Cóż, tak naprawdę zmienia je już od wielu lat. Być może nie masz do czynienia ze srebrnym robotem odczytującym rząd cyferek mechanicznym głosem, ale twój zegarek robi dokładnie to samo — zbiera i analizuje wszystkie twoje dane i podpowiada ci, co masz zrobić — ile godzin odpoczywać, ile wody wypić, a nawet jaki trening wykonać następnym razem. Czy AI pójdzie jeszcze dalej?

Oczywiście. Wszak każdy sport to gra liczb: dystans, prędkość, kadencja, przewyższenia, tempa, tętna, VO2max, snu oraz inne niezliczone wskaźniki, które dziś nieustannie są mierzone, analizowane, a następnie przekładane na informacje, pozwalające tworzyć konkretne prognozy. Dlatego obecność i rozwój sztucznej inteligencji w sporcie jest pewny, pytanie tylko, jak daleko pójdzie? 

Trener AI

Ponieważ systemy sztucznej inteligencji są w stanie gromadzić i analizować różne dane, które wpływają na wyniki sportowców — objętość, prędkość, VO2max czy tętno — mogą one pomóc w stworzeniu optymalnego i indywidualnego programu treningowego. Już dziś wiele osób korzysta z gotowych planów treningowych, które oferują Garmin, Polar, Coros czy Training Peaks. Powstaje jednak coraz więcej aplikacji proponujących indywidualizację tworzonych planów, dostosowanych pod konkretną osobę i pod jej konkretne plany startowe, z uwzględnieniem wszystkich czynników osobistych, które mogą przydarzyć się w trakcie planu.

AI Endurance

Zacznę od AI Endurance. Jest to kanadyjski startup, założony w 2020 roku przez Markusa Rummela, zapalonego triathlonistę, ale również fizyka cząstek elementarnych, który od dawna zastanawiał się, jak można wykorzystać metody uczenia maszynowego w sporcie. Dlatego AI Endurance korzysta ze sztucznej inteligencji do tworzenia zindywidualizowanych planów treningowych dla sportowców wytrzymałościowych, wykorzystując dane biologiczne konkretnego sportowca, aby pomóc mu zoptymalizować treningi i uzyskać najlepsze wyniki. Aplikacja działa poprzez połączenie profilu użytkownika z serwisem Strava, Garmin czy Suunto, a następnie analizuje historię sportową i oblicza, co będzie najlepsze dla niego jako sportowca. Aplikacja kosztuje 9,99 dolarów miesięcznie. 

Zaletą AI Endurance jest dostosowanie planów w czasie rzeczywistym. AI może automatycznie zastąpić ciężki trening łatwym treningiem regeneracyjnym, jeśli twój stres jest bardzo wysoki. Może również np. skrócić interwały czy wydłużyć przerwę między nimi w oparciu o dane z wcześniejszych treningów, aby osiągnąć pożądane obciążenie treningowe. Aplikacja oferuje również plan predykcyjny, który jest tworzony na podstawie pełnej historii konkretnego sportowca. W tym planie masz cyfrowego bliźniaka — jest to aktualizowany co 24 godziny model uczenia maszynowego, który reprezentuje wszystkie możliwe sposoby reagowania na różne procedury treningowe. Bliźniak jest szkolony na historycznych danych treningowych, co pozwala przewidywać, w jaki sposób twoje wyniki będą się poprawiać w miarę upływu czasu, oraz jakich wyników możesz spodziewać się na zawodach.  “Dzięki mojej aplikacji wiesz, że jeśli wykonasz swoją pracę, zobaczysz dobre wyniki” – mówi Rummel.

Humango

Humango to platforma zaprojektowana w celu poprawy motywacji i wyników sportowych. Jest to kolejna aplikacja, która dostrzega, że prawdziwe życie potrafi pokrzyżować plany treningowe. Dlatego kiedy pojawiają się komplikacje, Humango może wkroczyć i utrzymać sportowca na dobrej drodze do osiągnięcia celu, dostosowując program treningowy, aby pomóc trzymać się harmonogramu, zamiast wypalać się i rezygnować. Humango mówi, że wykonuje trudną część organizowania treningu wokół życia sportowca, zamiast zmuszać go do organizowania swojego życia wokół treningu. Aplikacja oferuje programy od darmowych po 29 dolarów miesięcznie.

TrainAsOne

TrainAsONE to kolejna aplikacja do biegania oparta na sztucznej inteligencji, która tworzy i stale dostosowuje plan treningowy pod konkretnego sportowca oraz jego cele. Jeśli przydarzą ci się przeziębienia czy niespodziewane przypadki, TrainAsONE automatycznie dostosuje się do wszelkich pominiętych treningów. Jak sama aplikacja wskazuje, nie musisz martwić się o przetrenowane, zbędne kilometry czy kontuzje. W wersji podstawowej TrainAsOne można wypróbować za darmo.

Przyszłość

Już dziś wielu biegaczy korzysta z gotowych planów treningowych, często jest to dla nich jedyna dostępna opcja, a w wielu przypadkach — o wiele tańsza. Aplikacje treningowe mają również wiele zalet — na pewno oszczędzają sporo czasu, gdyż ani zawodnik, ani trener nie muszą wszystkich danych wprowadzać ręcznie, dodatkowo analiza treningowa jest o wiele szybsza. Wystarczy zsynchronizować zegarek z aplikacją i od razu wiadomo, jaki trening wykonać następnym razem. Nie ma potrzeby czekać dzień, tydzień czy miesiąc, aż trener przejrzy dane i opracuje nowy program treningowy. Aplikacje mówią, że zrobią to nawet lepiej — jeśli np. biegacz nie wykona części treningu w przypisanym tempie i intensywności, trener z pewnością odpowiednio dostosuje następną sesję, ale aplikacja oparta na sztucznej inteligencji zrobi to lepiej, sięgając po twoje dane sprzed kilku miesięcy czy nawet lat. 

Aplikacje treningowe na pewno będą się nadal rozwijać oraz będą coraz bardziej powszechnie stosowane przez biegaczy. Nawet dziś wielu zawodników i tak nie ma osobistych lub częstych kontaktów z trenerem, poza skromnym podsumowaniem raz w tygodniu czy w miesiącu, a takich z powodzeniem może zastąpić AI. 

Zresztą dostępnych będzie coraz więcej danych i coraz lepsze tworzenie modeli i precyzyjniejszych analiz. Z pewnością inne wskaźniki fizjologiczne lub metaboliczne – być może takie, o których nawet jeszcze nie myślimy — staną się bardziej powszechne i dostępne, zapewniając dodatkowe cenne dane wejściowe.  

Niektórzy wskazują, że aplikacja nie zmotywuje jak trener, ale badania pokazują, że zdolność aplikacji coachingowej do rozliczania użytkowników jest niemal tak samo skuteczna, jak w przypadku ludzkiego trenera.  Mimo wszystko wydaje się, że wciąż pozostanie obszar dla prawdziwych, najlepszych trenerów, gdyż w trenowaniu istotne są również umiejętności miękkie, których nie jest w stanie uchwycić żaden zestaw danych. Słowo zachęty czy drobne rady wypowiedziane w odpowiednim momencie to subtelne niuanse, które wymagają ludzkiego czynnika. Z pewnością na elitarnym poziomie trudno będzie AI zastąpić kontakt osobisty. 

Zdrowie AI

Jednak poza tętnem, tempem i przewyższeniem, na rynku istnieje wiele urządzeń i aplikacji, które są w stanie zmierzyć niemal wszystkie parametry, mogące mieć wpływ na bieganie i zdrowie. 

Supersapiens

Supersapiens stworzył sensor służący do ciągłego monitorowania stężenia glukozy we krwi. Dostarczając użytkownikowi informacji w czasie rzeczywistym, daje możliwość optymalizacji żywienia, aby trening był jak najbardziej wydajny, a regeneracja prawidłowa i szybka. Jest to możliwe dzięki Abbot Libre Sense Glucose Sport Biosensor, który pobiera materiał do pomiaru z płynu tkankowego i następnie wysyła wyniki do aplikacji. Global Triathlon Awards wybrało Supersapiens jako zwycięzcę 2023 roku w kategorii Outstanding Tech Product podczas inauguracyjnej gali w Nicei, uznając go nie tylko za innowacyjny produkt, ale także rozwiązujący problemy jego użytkowników. Korzystanie z supersapiens możliwe jest w tygodniowych programach treningowych od 435 do 700 euro, lub w systemie subskrypcji po 150 euro miesięcznie. 

Core Body Temperature

Podobnie jak poziom glukozy, równie istotnym wskaźnikiem dla wydajności sportowca jest jego temperatura głęboka ciała. Na przykład, maraton mężczyzn w Tokio 2020 podczas igrzysk Olimpijskich, kiedy temperatura sięgała 28°C, a wilgotność 72%, ukończyło 76 najlepszych maratończyków z wynikami od 2:08:38 (Eliud Kipchoge) do 2:44:36, co oznacza, że zajęło im to ponad sześć minut dłużej niż standardowo. Ciepło nie sprzyja dobrym wynikom sportowym, dlatego strategie schładzania są tak kluczowe w profesjonalnym sporcie. Jednak wielu zawodników nie polega tylko i wyłącznie na mierzeniu temperatury swojego ciała na oko i z pewnością nie czeka na moment, w którym przegrzanie będzie odczuwalne. Dzięki współpracy dwóch szwajcarskich firm, Core i Green Tag, powstało urządzenie o nazwie Core Body Temperature, które jest niewielkim sensorem umieszczonym za pomocą plastikowej zaczepki na dowolnym pasku tętna. W ten sposób ma ono cały czas styk z powierzchnią ciała, a dokładność pomiarowa zyskała uznanie nawet w środowiskach medycznych i mierzy temperaturę głęboką ciała. Z czujnika tego już dziś korzystają czołowi triathloniści oraz kolarze, m.in Richard Carapaz, Gustav Iden i Kristian Blummenfel. Wiedza odnośnie aktualnej temperatury wewnętrznej ciała pozwala lepiej zarządzać intensywnością wysiłku, zarówno w trakcie treningu, jak i ścigania. Czujnik kosztuje ok. 1500 zł. 

Torq Labs

Firmy technologiczne, takie jak Sensoria, Kymira czy Torq Labs, prezentują odzież AI. „Opracowując pierwszą na świecie linię inteligentnej odzieży zapobiegającej kontuzjom całego ciała, Torq Labs ma na celu wprowadzenie technologii badawczej do aktywności na świeżym powietrzu, aby pomóc sportowcom na wszystkich poziomach ćwiczyć oraz osiągać mądrzejsze i bezpieczniejsze wyniki” – powiedział dyrektor generalny i współzałożyciel Torq Labs Julian Holtzman.  Torq Labs wykorzystuje nieinwazyjną technologię czujników bezprzewodowych, sztuczną inteligencję i narzędzia do przetwarzania w chmurze, aby zapewnić użytkownikom monitorowanie wydajności i stanu zdrowia w czasie rzeczywistym. W każdym inteligentnym ubraniu Torq, zarówno na górze, jak i na dole, może znajdować się maksymalnie pięć lekkich czujników bezprzewodowych o niskim poborze mocy. Czujniki łączą się za pomocą opatentowanego protokołu Bluetooth z urządzeniem mobilnym i aplikacją internetową w celu przesyłania strumieniowego na żywo i wizualizacji analiz. Celem inteligentnej odzieży Torq jest zmniejszenie częstości występowania urazów poprzez uświadamianie ludziom, jak funkcjonuje ich ciało, dzięki czemu mogą aktywnie zapobiegać kontuzjom. Ceny wysyłane są na indywidualne zapytanie.

Inpulse

Założony przez neurologa Devona Lewisa startup Inpulse wykorzystuje moc sztucznej inteligencji do korygowania i poprawy wydajności mięśni w czasie rzeczywistym nawet o 30%. „Sposób, w jaki nasz układ nerwowy koordynuje ruchy ciała, jest niezwykle złożony, a problemy mogą pojawić się na każdym etapie, prowadząc do szerokiej gamy zaburzeń ruchowych” – mówi Devon Lewis. „Konwencjonalne podejścia zwykle mają na celu identyfikację i poprawę konkretnych problemów biologicznych, ale możemy zastosować stymulację elektryczną, aby ominąć te problemy i leczyć wszystko, od drobnych drżeń po całkowity paraliż, bez leków i inwazyjnej operacji”. Inpulse oferuje m.in. spodenki dla kolarzy, a czujniki w nich umieszczone monitorują aktywność mięśni, wysyłając informacje do znajdującego się w spodenkach narzędzia AI. Ono zaś oblicza, które mięśnie wymagają stymulacji i wysyła impulsy elektryczne, dostarczając je do odpowiednich mięśni poprzez sieć przewodów w tkaninie.

Nix 

Niedawno zadebiutował Hydration Biosensor firmy Nix, wyróżniony nagrodą Innovation Award na targach CES 2023 w kategorii Digital Health. Nie od dziś wiadomo, że odpowiednie nawodnienie jest jednym z filarów optymalnej sesji treningowej lub wyścigu. Zbyt duże spożycie może skutkować zagrażającą zdrowiu i życiu hiponatremią — gdy poziom sodu we krwi jest niższy niż normalnie,, podczas gdy odwodnienie może wywołać szereg niepożądanych skutków, od zmęczenia i skurczów mięśni po niewydolność narządów. “Sportowcy doskonale zdają sobie sprawę ze znaczenia odpowiedniego nawodnienia dla wydajności i bezpieczeństwa, ale do tej pory nie mieli odpowiednich narzędzi” – powiedziała Meridith Cass, założycielka i dyrektor generalna Nix. “Nix eliminuje tradycyjne podejście do nawadniania metodą prób i błędów — sportowcy mogą teraz uzyskać precyzyjne, spersonalizowane wskaźniki nawodnienia, mówiące im dokładnie, kiedy, co i ile pić“. Biosensor i cztery plastry kosztuje 780 zł. 

Przyszłość

Czy można coś jeszcze zmierzyć w ludzkim ciele? Oczywiście. Na pewno przydałby się czujnik do mierzenia poziomu mleczanu, do tej pory większość urządzeń nie pozwala tego robić w sposób ciągły, wykrywający zmiany w trakcie treningu, a nie tylko akumulację mleczanu po jego zakończeniu. Ostatnio zainteresowano się mleczanem mierzonym z potu. Pot zapewnia dużą różnorodność analitów, z których można uzyskać informacje fizjologiczne, nie tylko elektrolity, ale także metabolity (takie jak glukoza, mocznik, amoniak, aminokwasy) oraz mikroelementy (np. żelazo, magnez, wapń, miedź, cynk i witaminy). Uważa się, że istnieje związek pomiędzy mleczanem w pocie a intensywnością ćwiczeń i dlatego można by wykorzystać pot jako wskaźnik zastępczy dla żmudnych pomiarów mleczanu we krwi. Z pewnością wkrótce odpowiednie urządzenie pojawi się na rynku.  

Postępująca powszechność, dostępność i profesjonalizacja z pewnością sprawi, że wszystkie czujniki będą coraz tańsze. Ale wraz z rozwojem dokładniejszych i bardziej przyjaznych dla użytkownika czujników, większych zestawów danych i bardziej precyzyjnych algorytmów, prawdopodobnie staną się one również niezbędne.  

Obuwie AI

Połączenie inteligentnych czujników ruchu, kamer wbudowanych w smartfony i tablety oraz komputerów zdolnych do przetwarzania ogromnych ilości danych za pomocą skomplikowanych algorytmów, już dziś jest wykorzystywane do ilościowego określania danych dotyczących stylu biegania. Dane te już wkrótce mogą być wykorzystane do rekomendacji najlepszego dla danego biegacza obuwia.

Fid ID

Wprowadzone na rynek w 2018 roku oprogramowanie firmy Fleet Feet analizuje kształty obu stóp biegacza zebrane w procesie skanowania 3D o nazwie Fit ID, wykonując precyzyjne pomiary w czterech różnych obszarach. Analizuje nie tylko długość stopy, ale także wysokość łuków, szerokość palców i ilość miejsca na pięcie. Płyty w skanerze mierzą również sposób, w jaki dana osoba stoi i przenosi swoją wagę. Co ważne, skaner bada obie stopy, bo najpewniej mają one różny kształt. Dziś oprogramowanie Fleet Feet umożliwia pracownikom sklepu szybkie porównanie konkretnych wymiarów badanych stóp z wymiarami milionów innych osób, ale także z  butami znajdującymi się w magazynie sklepu, a każdy z nich jest oceniany pod kątem dopasowania jego wymiarów do wymiarów klienta. Jednak ostatecznym celem jest dodanie programu do strony internetowej firmy, aby każdemu ułatwić znalezienie odpowiednich butów.

Running Analyzer 

W laboratorium ASICS Institute of Sports Science w Kobe, w Japonii, firma wykorzystuje bardzo kosztowną, bardzo dokładną technologię przechwytywania ruchu 3D i wykrywania nacisku. Zebrane informacje zapewniają szczegółowy wgląd w biomechanikę biegania, co projektanci ASICS wykorzystują do tworzenia obuwia. Firma postanowiła zrobić dodatkowy użytek z tego ogromnego banku danych, tworząc aplikację Running Analyzer, dzięki której każdy może uzyskać dokładną ocenę z dowolnego miejsca na świecie. Do badania wykorzystuje się bieżnię oraz tablet z wgraną profesjonalną aplikacją ASICS. Na początku nagrywa się biegacza na bieżni, a następnie wideo wysyła do silnika AI, który wykrywa biegacza i analizuje jego krok. Następnie aplikacja wysyła szczegółowe dane analityczne dotyczące formy i wydajności biegania, które obejmują kadencję, długość kroku, ruch pionowy, postawę ciała, zamach ramion, zamach nóg, zmianę kąta stawu skokowego itp. Jeśli wykonasz test w dwóch różnych parach butów, możesz szybko uzyskać informacje zwrotne, które pokazują, które z kluczowych wskaźników wydajności poprawiły się lub pogorszyły. A to oznacza, że możesz podjąć mądrzejszą decyzję dotyczącą butów, które chcesz kupić.  Na dziś system jest dostępny jedynie w ramach Try Out Tour w wybranych sklepach, ale istnieją plany wprowadzenia go w najbliższej przyszłości w formie aplikacji na twojego smartfona. 

Neatsy.AI

Amerykański start-up Neatsy.ai umożliwia wybieranie i zamawianie butów do biegania na podstawie skanu swojej stopy. Aplikacja oferuje spersonalizowane doświadczenie zakupowe oparte na sztucznej inteligencji, skanując stopę w ciągu dwóch minut, aby określić kształt i cechy każdej stopy, a następnie polecając najlepszy model buta, aby zwiększyć efektywność treningu i zmniejszyć liczbę kontuzji. Neatsy ma oferować ponad 200 butów do biegania w przedziale od 50 do 180 dolarów, a kolekcje będą regularnie aktualizowane przez partnera, Fitness Sports. Artem Semjanow, założyciel i dyrektor generalny Neatsy.ai, powiedział: “połowa wszystkich butów kupionych online jest zwracana, ponieważ nie pasują, co powoduje emisję 330 000 ton CO2 w samej Europie. Co więcej, tylko 50% zwrotów jest odsprzedawanych przez sklepy ze względu na ich stan, który może być spowodowany użytkowaniem, uszkodzeniem, a nawet otwartym pudełkiem”. Technologia AI Neatsy jest badana we współpracy z Harvard Medical School’s Foot and Ankle Research and Innovation Lab oraz Massachusetts General Hospital. Analizuje długość, szerokość, łuk i charakterystykę stopy, wykrywając najczęstsze problemy podologiczne, takie jak płaskostopie i typ pronacji. Pomaga również ograniczyć najczęstsze urazy sportowe związane z bieganiem, takie jak zapalenie powięzi podeszwowej, kolano biegacza, zapalenie ścięgna Achillesa i złamania przeciążeniowe.

DorsaVI

DorsaVi to brytyjska firma specjalizująca się w czujnikach, oprogramowaniu i algorytmach klasy klinicznej, które mierzą i analizują ruch człowieka. Jej systemy są wykorzystywane do zapobiegania urazom, rehabilitacji i poprawy wydajności w wielu dyscyplinach sportowych, w tym w bieganiu. W 2018 roku firma wprowadziła na rynek ViMove2, spersonalizowany system, który dostarcza dane dotyczące dynamiki biegu – informacje o tym, jak biegasz – które mogą pomóc w określeniu, które buty do biegania naprawdę powinieneś nosić. Test jest prosty. Dwa małe czujniki, z których każdy zawiera akcelerometr, żyroskop i magnetometr, są przymocowane do goleni. Po krótkiej rozgrzewce na bieżni, wykonujesz biegi trwające około 2 minut, z tą samą prędkością, każdy w innej parze butów. Każdy bieg generuje zestaw danych, które zapewniają istotny wgląd w to, jak “dobrze” biegasz w danym bucie. Ułatwia to porównanie wydajności w każdym bucie. Zarejestrowane statystyki są podobne do niektórych wskaźników, które pojawiają się w trackerach biegowych, ale DorsaVi mierzy wydajność z laboratoryjną dokładnością. To, co odróżnia DorsaVi od testów chodu opartych na kamerach, to możliwość przeprowadzenia testu na zewnątrz. Oznacza to, że możesz faktycznie zobaczyć, jak buty sprawdzają się na terenie, który faktycznie będziesz pokonywać, a nie na bieżni w sklepie.

Przyszłość

Analizy w sklepie są świetne, ale co by było, gdyby same buty mogły ujawnić, czy są dla Ciebie odpowiednie? Być może będzie to możliwe dzięki Under Armour. W modelu Hovr wbudowano chipy bluetooth kompatybilne z aplikacją MapMyRun, które zbierają dane na temat kadencji, długości kroku, czasu kontaktu z podłożem itd. Co istotne – te dane są zbierane cały czas. Wystarczy po treningu połączyć się z telefonem, a wszystkie dane treningowe zgrają się automatycznie, natomiast aplikacja MapMyRun zinterpretuje je i przedstawi w formie odpowiednich wykresów. Under Armour ma 45 milionów biegaczy korzystających z jej aplikacji, w tym z MapMyRun, a dzięki podłączeniu inteligentnego obuwia do aplikacji możliwe byłoby wykorzystanie danych w celu ustalenia, które buty najlepiej współpracują z określonymi typami biegaczy.

Co nas czeka?

To pewne — w niedalekiej przyszłości możemy spodziewać się ulepszonych wersji wszystkich monitorów fitness, które będą w stanie mierzyć dokładniejsze i bardziej istotne dane oraz wykorzystywać je do tworzenia lepszych modeli treningowych. Komercyjne urządzenia ze sztuczną inteligencją będą w stanie gromadzić coraz większe ilości informacji biologicznych, takich jak poziom glukozy we krwi, wzorce snu, cykle tętna, wahania hormonalne i inne, których pewnie nie jesteśmy w stanie nawet dziś przewidzieć, aby tworzyć precyzyjne i elastyczne programy treningowe dla każdego czy idealnie dopasowane obuwie, oraz aby znaleźć zastosowanie w urządzeniach, które poprawią, a nawet zaplanują naszą regenerację i gotowość do kolejnego treningu.  

Pytanie jest tylko jedno — jeśli będziemy w stanie z matematyczną dokładnością poprawić naszą formę i sportowe wyniki za pomocą sztucznej inteligencji, rozkładając ciało na wymierne, przewidywalne części i optymalizując je pod kątem lepszych rezultatów, to czy sportowa rywalizacja wciąż będzie mieć jakieś znaczenie? …

Źródła

• Źródło 1
• Źródło 2
• Źródło 3
• Źródło 4
• Źródło 5