Ключевые слова: спортивная информатика, информационные технологии в спорте, компьютерные науки в спорте, научные коммуникации в спорте.
Введение
Современный спорт высших достижений всё больше становится не столько соревнованием самих спортсменов, сколько состязанием технологий спортивной подготовки. Определяющую роль здесь играет уровень развития национальной системы спортивной науки и инноваций. В большинстве успешных в спорте стран сформировались эффективные национальные модели управления спортивной наукой, горизонтальные и междисциплинарные связи в которых обеспечивают научные общества и ассоциации [1]. Также общепризнанно, что современная спортивная наука не может обойтись без применения математических методов и информационных технологий, причем в этой сфере крайне важны междисциплинарные связи. Примеров такого применения много – от анализа данных о состоянии спортсменов и моделирования физиологических процессов при нагрузке [2] до поиска оптимальных решений по расстановке и замене игроков в команде [3].
Тенденции интеллектуализации и цифровизации многих сфер жизни, в том числе и спорта, обусловливают насущную необходимость объединения опыта наук о спорте с возможностями точных наук и достижениями в области прикладной математики и информатики. При этом основным механизмом развития науки является научная коммуникация, определяемая как совокупность видов и форм профессионального общения [4]. Необходимо отметить, что профессиональные сообщества ученых являются драйверами научных коммуникаций во всем мире, а формирование устойчивых активных сообществ в какой-либо области является одной из форм интенсификации прогресса в этой области. Не является исключением сфера математических методов, компьютерных наук и цифровых технологий в спорте. И в мире и в России такие сообщества формируются и динамично развиваются.
Развитие направления кибернетики в спорте в нашей стране
История информатики и кибернетики в нашей стране насыщена драматическими событиями. За прошедшее время эти дисциплины претерпели значительные изменения и смену парадигм, неоднократно возникали и исчезали те или иные направления, предпринимались попытки приложить методы этих наук к разным предметным областям, в том числе и к спорту [5]. 1–2 ноября 1965 г. в ГЦОЛИФК состоялась первая в СССР конференция «Кибернетика и спорт», посвященная применению математических подходов к анализу и управлению спортивной деятельностью. В конференции участвовало около 700 специалистов, было заявлено 120 докладов [6]. Участниками конференции были научные работники в области биомеханики, биохимии, морфологии и физиологии спорта, инженеры, специалисты в области математики, а также тренеры и преподаватели физического воспитания. В ходе конференции было показано, что кибернетические методы наиболее эффективно применялись для исследования и моделирования физиологических процессов при мышечной деятельности, моделирования динамики физического состояния спортсменов (оценка тренированности), моделирования обучения и тренировки, моделирования сбора и обработки информации в спорте.
На открытии конференции выступил один из основателей кибернетического направления в физиологии профессор Н. А. Бернштейн (основатель современной биомеханики движений человека и теории управления движениями, основоположник физиологии активности), который рассказал о роли кибернетических исследований в двигательной активности человека. С докладами выступили известные ученые – В. М. Зациорский, Н. И. Волков, В. С. Фарфель, С. С. Кислицын, В. В. Розенблатт, И. П. Ратов, Д. Д. Донской, Л. А. Вайнштейн, Ю. В. Верхошанский и многие другие [7].
Участники конференции единодушно отметили необходимость создания специального органа для координации научных исследований по проблемам кибернетики в спорте и рационального использования потенциала научных коллективов. Такой орган был вскоре создан – Всесоюзный научный комитет по проблемам кибернетики при Научно-методическом совете Союза спортивных обществ и организаций СССР. Этот орган успешно функционировал вплоть до 1968 г. – момента расформирования Союза спортивных обществ и образования Союзно-республиканского Комитета по физической культуре и спорту при Совете Министров СССР.
Вторая конференция «Применение вычислительной техники в науке и спорте (кибернетика и спорт)» состоялась 10–12 сентября 1968 г. по инициативе секции НМС «Кибернетика и спорт» Центрального совета Союза спортивных обществ и организаций и также проходила в ГЦОЛИФК. Конференция сосредоточилась на общетеоретических аспектах применения ЭВМ в спорте, многомерном статистическом анализе результатов исследований в спорте и использования ЭВМ для решения медико-биологических проблем. В работе конференции участвовали более 100 специалистов, представлявших 39 учреждений из 27 городов, было заслушано 38 докладов. Подводя итоги работы конференции, её председатель профессор А. Д. Новиков отметил всё возрастающее значение математизации научных исследований, как в теории, так и в практике спорта, при этом указав на имеющиеся ограничения [8].
В 1969 г. вышла из печати монография В. М. Зациорского, в которой были изложены существующие на тот момент примеры применения кибернетики и математики в спорте, которые прошли проверку практикой [9]. Двумя десятилетиями позже, когда применение математики в спорте уже прошло определенный путь, в своей работе
«Осторожно – статистика!» В. М. Зациорский с тревогой писал, что «…за последние тридцать лет математическая статистика стала повсеместно использоваться в спортивной науке, но, к сожалению, очень часто с такими ошибками и нелепостями, что это приводит к дискредитации статистических методов и появлению большого количества работ либо совершенно бессмысленных либо содержащих столь крупные ошибки, что научные результаты оказываются обесцененными» [10]. Автор указал три причины этого, актуальные и в настоящее время: доступность ЭВМ, низкие требования рецензентов и плохая подготовка научных кадров. В 1978 г. в ГЦОЛИФК приезжала группа американских биомехаников и на вопрос о том, почему они почти никогда не цитируют советские работы в своих публикациях, профессор Ч. Диллман ответил: «Я учил русский в течение двух лет и начал читать «Теорию и практику». Но я не понимаю, откуда авторы берут свои результаты и выводы. Слов много, а методика не описывается, статистических данных нет. И перестал читать русскую литературу» [10]. Тем не менее, в советской, а позже российской школе спортивной науки имеется достаточное количество хороших и выдающихся работ, где математические методы применяются корректно.
Уже в современный период успешно применяли математические методы и компьютерные науки к задачам спортивной медицины, физиологии, биомеханики и биоэнергетики спорта и внесли значительный вклад в развитие этих направлений, создавая вокруг себя научные группы и школы, учёные и профессора ГЦОЛИФК: М. А. Андрюнин, Г. В. Барчукова, Р. Л. Боуш, Н. И. Волков, С. М. Гордон, В. В. Зайцева, В. Л. Карпман, С. П. Левушкин, В. Р. Орел, Г. И. Попов, О. И. Попов, С. Г. Сейранов, В. Н. Селуянов, В. Д. Сонькин, Р. В. Тамбовцева, В. Л. Уткин, А. А. Шалманов, Ал. А. Шалманов, М. П. Шестаков, М. И. Шикунов и другие.
Одной из организаций-лидеров в сфере применения математики и информационных технологий в спорте и организатором научных коммуникаций является Научно-исследовательский институт информационных технологий Московской государственной академии физической культуры (НИИТ МГАФК), который был создан в 1995 г. в результате реорганизации проблемной лаборатории для решения задач информатизации сферы физической культуры и спорта. Институт стал признанным центром научной коммуникации в разработке экспертных систем для планирования тренировочной нагрузки в различных видах спорта и биомеханического анализа движений человека с использованием скоростной видеосъемки и математического моделирования. По результатам НИР и НИОКР, проведенных в НИИТ, был разработан авторский курс «Компьютерное моделирование спортивной подготовки» (Л. А. Хасин), который читался студентам на кафедре биомеханики и информационных технологий МГАФК. Также здесь разрабатывались информационно-советующие системы в оперативной коррекции двигательных действий спортсменов (А. Н. Фураев). Кроме того, в течение ряда лет НИИТ организовывал научные конференции «Информационные технологии в спорте» и «Биомеханика двигательных действий и биомеханический контроль в спорте».
Формирование научных сообществ в области математики и компьютерных наук в спорте за рубежом
Для активизации взаимодействия ученых в области компьютерных наук и спортивных наук во всем мире организуются научные сообщества. В 2003 г. создана Международная ассоциация по компьютерным наукам в спорте – International Association on Computer Science in Sport (ІACSS) [11]. Основными направлениями её деятельности являются распространение научных знаний, проведение форумов для обмена идеями, преодоление разрыва между исследователями и практиками, сбор и распространение информации, научных знаний и материалов, консультирование по использованию компьютерных наук для поддержки развития теории и практики спорта [1, 11]. Ассоциация организует международные симпозиумы, посвященные компьютерным наукам в спорте, которые проводятся с 1997 г. и стали площадкой для развития сообщества. С 2002 г. Ассоциация публикует Международный журнал по компьютерным наукам в спорте – «International Journal of Computer Science in Sport», индексируемый в базе Scopus [12]. Ассоциация представляет собой «зонтичную» структуру, состоящую из 10 национальных ассоциаций – австрийской, немецкой, китайской, индийской, английской, хорватской, турецкой, португальской, швейцарской, а с декабря 2017 г. в её состав входит и российская ассоциация [13].
Европейские и американские исследователи объединились в группу MathSport International, которая с 2007 г. каждые два года организует конференции в Европе, посвященные темам, объединяющим математику и спорт: эконометрика в спорте, оптимальное проектирование и планирование турниров, конкурентные стратегии в спорте, модели результатов спортивных матчей, системы поддержки принятия решений в спорте, анализ данных в спорте, анализ правил и решений в спорте, оптимизация спортивных показателей, математическое образование и спорт, финансовая оценка в спорте [14].
В Австралии существует сообщество ANZIAM MathSport, которое представляет группу по интересам Ассоциации Австралии и Новой Зеландии по промышленной и прикладной математике – Australia and New Zealand Industrial and Applied Mathematics (ANZIAM), которое организует, раз в два года конференцию ANZIAM MathSport conferences, начиная с 1992 г. [15]. Группа развивает направления: математическое и статистическое моделирование в спорте; использование компьютеров в спорте и их применение для улучшения тренерской работы; преподавание, сочетающее математику, компьютеры и спорт. В Азии в 2017 г. была создана и уже развернула активную деятельность группа MathSport Asia, которая состоит из академических ученых и спортивных профессионалов, заинтересованных в продвижении и развитии применения математики, статистики и анализа данных для спортивного менеджмента, анализа спортивных результатов, управления, спортивного коучинга и обучения в Азии. MathSport Asia стремится играть роль катализатора в использовании математического и статистического анализа в спорте в Азии путем организации конференций и семинаров, поощрения исследований в этих областях и содействия распространению информации о них, содействовать преподаванию математики и статистики и их применению в спорте [16]. Группа намерена создать полноценную ассоциацию на учредительном собрании, которое предполагается провести в период с 10 по 12 декабря 2018 г. в Индии в рамках международной конференции MathSport Asia Conference.
Международная ассоциация спортивного инжиниринга – International Sports Engineering Association (ISEA) существует уже второе десятилетие и обслуживает быстро растущее сообщество спортивных инженеров, ученых и практиков, продвигая область спортивной инженерии посредством обмена информацией между членами, публикации журнала «Sports Engineering», организации двухгодичной конференции «Инженерия спорта» и поддержки двухгодичной Азиатско-Тихоокеанской конференции по спортивным технологиям [17].
Нужна помощь в написании статьи?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.
Также необходимо упомянуть Международное общество биомеханики в спорте – International Society of Biomechanics in Sports (ISBS) – авторитетное в своей области научное сообщество, которое ставит следующие задачи: предоставление площадки для обмена идеями для исследователей, тренеров и преподавателей спортивной биомеханики; преодоление разрыва между исследователями и практиками; содействие сбору и распространению информации и материалов по биомеханике в спорте; организация ежегодной международной конференции по биомеханике в спорте [18].
В настоящей статье упомянуты только наиболее известные группы и сообщества, в действительности их гораздо больше. Эти группы, с одной стороны, соприкасаются с международными и региональными математическими сообществами, с другой стороны, входят в большие конгломераты по спортивным наукам, такие как Международный совет по спортивным наукам – International Council of Sport Science and Physical Education (ICSSPE) [19] и Европейский колледж спортивной науки – European College of Sport Science (ECSS) [20], представляя в них большой сектор компьютерных наук и инжиниринга, с третьей стороны, представляют собой узлы постоянно растущей и развивающейся экспертной сети [21].
Создание Ассоциации компьютерных наук в спорте в России
Для активизации сотрудничества между специалистами разных наук в спорте, создания условий для формирования междисциплинарных проектных команд на платформе информационных технологий и внедрения в практику новых разработок 30 августа 2017 г. учреждено первое в России общественное объединение представителей компьютерных наук в спорте – Межрегиональная общественная организация «Ассоциация компьютерных наук в спорте» [13]. На настоящий момент в Ассоциацию вступили 74 человека из 10 городов России и ближнего зарубежья более чем из 40 организаций. Среди них тренеры, научные работники, инженеры, врачи, IT-специалисты, в том числе 2 заслуженных тренера России, 1 академик РАН, 2 члена-корреспондента РАН, 23 доктора наук и 23 кандидата наук. Всех этих людей объединяет любовь к спорту, неравнодушное отношение к судьбе российского спорта, увлеченность и высокий профессионализм в своём деле. Ассоциация сформировалась на базе коммуникативной площадки междисциплинарного научно-практического семинара «Математические методы и модели в задачах спорта» [22] и секции по математическим методам в спорте Научно-практической конференции по вопросам спортивной науки, регулярно проводимых в ГКУ «ЦСТиСК» Москомспорта в течение ряда лет.
Деятельность Ассоциации направлена на объединение усилий и научно-практического потенциала её членов в интересах формирования комплекса научных дисциплин и создания средств и методов, обеспечивающих интеллектуализацию, эффективность и безопасность занятий спортом посредством развития научно-практической дисциплины – спортивной информатики, а также создания платформы для эффективного междисциплинарного сотрудничества в области применения математических методов, компьютерных наук и цифровых технологий в спорте. Приоритетными направлениями являются организация научных коммуникаций и построение каналов, по которым должна осуществляться реализация и внедрение научных результатов в практику массового спорта и спорта высших достижений. В ближайших планах Ассоциации проведение ряда научно-практических семинаров, инициирование проекта создания Центра компетенций в области цифровых технологий в спорте, разработка и внедрение образовательной программы «Спортивная информатика», издание научно-практического журнала. Для реализации задуманного планируется развивать и укреплять сотрудничество с органами власти, государственными и общественными организациями, отвечающими за развитие науки и спорта в России, научными центрами.
12 декабря 2017 г. ассоциация провела свой первый всероссийский форум с международным участием по компьютерным наукам в спорте – День спортивной информатики. На форуме были проведены: секции «биомеханика спорта» и «спортивная информатика», мастер-классы по применению цифровых технологий в спорте, круглый стол «Будущее компьютерных наук и цифровых технологий в спорте», стендовая сессия и общее собрание ассоциации. Форум проходил в рамках II Всероссийской школы-конференции по вопросам спортивной науки в детско-юношеском и адаптивном спорте, организованной ГКУ «ЦСТиСК Москомспорта» [23].
На общем собрании ассоциации МОО «Ассоциация компьютерных наук в спорте» была принята в члены Международной ассоциации компьютерных наук в спорте – International Association of Computer Science in Sport (IACSS). Президент IACSS профессор Мартин Леймс подписал меморандум о признании российской ассоциации (RACSS). Теперь наша ассоциация представляет Россию в этом авторитетном международном научном сообществе по компьютерным наукам в спорте. Также было объявлено окончательное решение IACSS о проведении 12-го Международного симпозиума компьютерных наук в спорте (12th International Symposium on Computer Science in Sport) 8–10 июля 2019 г. в Москве. Организаторами симпозиума будут являться: IACSS, RACSS, ГКУ ЦСТиСК Москомспорта, Институт вычислительной математики РАН.
На III Всероссийской конференции по спортивной науке, которая пройдет 14–16 ноября 2018 г. в ГКУ ЦСТиСК Москомспорта, планируется проведение очередного Дня спортивной информатики, который будет посвящен современным методам анализа данных и принятия решений в спорте – машинному обучению и искусственному интеллекту [24].
Тенденции развития спортивной информатики
Бурное развитие прикладной математики и информационных технологий в последние годы и успешное их приложение к задачам спорта привели к становлению новой научно-практической дисциплины, ориентированной на спорт как на предметную область – спортивной информатики. По аналогии с медицинской информатикой, спортивную информатику можно определить как научную дисциплину, представляющую систему знаний о получении, обработке, преобразовании, хранении, передаче, представлении и анализе информации в спорте.
Спортивная информатика может рассматриваться с нескольких сторон: как техническая дисциплина, которая использует прикладную математику и компьютерные науки для разработки новых методов; как необходимый инструментарий для других наук о спорте (физиологии, психологии, биомеханики спорта и других) и как прикладная дисциплина, где разработанные методы применяются для решения задач спорта – анализа и планирования тренировок, анализа спортивных игр, спортивных движений, физиологических процессов во время тренировок и соревнований [25].
Так же как в медицинской информатике, в спортивной информатике можно выделить три периода, которые условно называют «научный» (занятие для небольшого числа ученых), «профессиональный» (создание первых информационных систем для специалистов) и гражданский (расширение круга пользователей систем и взрывной рост количества участников благодаря развитию современных коммуникационных технологий) [26].
Процессы самоорганизации в последнее время приводят эту прежде научную и прикладную дисциплину к превращению в инструмент для вовлечения общества в управление собственным здоровьем, т. е. в так называемую «информатику здоровья» (health informatics). Математические проблемы создания и работы таких систем имеют уже совсем другой характер, чем прежде, и для их решения применяются современные технологии – это методы работы с «большими данными» (big data), хранение данных с использованием «облачных технологий», обработка с применением параллельных вычислений и разработка алгоритмов анализа и интерпретации с помощью методов «машинного обучения» (machine learning) и искусственного интеллекта (artificial intelligence).
Идеологи и разработчики таких программных систем для повышения эффективности своих продуктов вынуждены вступать в коллаборации с специализированными профессиональными сообществами. В России такими сообществами являются: Рабочая группа по математическим моделям и численным методам в биоматематике (руководитель – чл.- корр. РАН Ю. В. Василевский) [27], Российская ассоциация искусственного интеллекта [28] и Российская ассоциация нейроинформатики [29].
В последнее время повсеместное использование цифрового оборудования и накопление огромных массивов данных вызвало необходимость применения современных методов обработки информации и анализа данных в спорте, в связи с чем научная дисциплина «спортивная информатика» обретает новые контуры и её роль переосмысливается.
Спортивная информатика создаётся и внедряется в нашу жизнь в результате инициативы, энергии и кропотливой работы многих ученых и специалистов, и эффективные научные коммуникации играют в её развитии всё возрастающую роль.
Список использованных источников
1. Павленко Ю. Научная коммуникация в олимпийском спорте // Наука в олимпийском спорте. 2014. № 2. C. 64–68.
2. Диагностика состояния человека: математические подходы. / Богомолов А. В., Гридин Л. А., Кукушкин Ю. А., Ушаков И. Б. – М.: Медицина, 2003. – 446 с.
3. Computer science in sport: research and practice. / Baca A. London and New York: Routledge, 2014. 236 p.
4. Научная коммуникация. Материал из Википедии – свободной энциклопедии. 15.03.2018. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/
%D0%9D%D0%B0%D1%83%D1%87%D0%B D%D0%B0%D1%8F_%D0%BA%D0%BE%D0
%BC%D0%BC%D1%83%D0%BD%D0%B8% D0%BA%D0%B0%D1%86%D0%B8%D1%8F.
5. Поспелов Д. А. Становление информатики в России // Очерки истории информатики в России / Поспелов Д. А., Фет Я. И. – Новосибирск: Научно-издательский центр ОИГГМ, 1998. – C. 7–44.
6. Новиков А. Д. Начало положено (Кибернетика и спорт) // Теория и практика физ. культуры. 1966. № 4. C. 11–12.
7. Черемисинов В. Н. Научный форум
«Кибернетика и спорт» // Теория и практика физической культуры. 1966. № 4. C. 76–77.
8. Новиков А. Д. Начало положено (Кибернетика и спорт) // Теория и практика физической культуры. 1966. № 4. C. 11–12.
9. Кибернетика, математика, спорт (применение математических и кибернетических методов в науке о спорте и в спортивной практике). / Зациорский В. М. – М.: Физкультура и спорт, 1969. – 199 с.
10. Зациорский В. М. Осторожно: статистика! // Теория и практика физической культуры. ‒ 1989. № 2. C. 52–55.
11. International Association of Computer Science in Sport (IACSS). URL: http://www. iacss.org.
12. International Journal of Computer Science in Sport (IJCSS – Int J Comp Sci Sport). URL: http://www.iacss.org/index.php?id=30.
13. МОО «Ассоциация компьютерных наук в спорте» ( R ACSS). 2017. URL: https://www.racss.ru/.
14. Math Sport International. URL: http://www.mathsportinternational.com/.
15. ANZIAM MathSport. URL: http://www. anziam.org.au/Mathsport.
16. MathSport Asia. URL: http://mathsportasia.com/.
17. International Sports Engineering Association (ISEA). URL: http://www.sportsengineering.org/.
18. International Society of Biomechanics in Sports (ISBS). URL: https://isbs.org/
19. International Council of Sport Science and Physical Education (ICSSPE). URL: http://www.icsspe.org/.
20. European College of Sport Science. URL: http://sport-science.org/.
21. Арансон М. В., Кофман Л. Б., Курашвили В. А. Информатика в современной спортивной науке // Вестник спортивной науки. 2013. № 2. C. 3–7.
22. Междисциплинарный научно-практический семинар «Математические методыи модели в задачах спорта». URL: http://www. sportmedicine.ru/news_science/math-modsem.php.
23. II Всероссийская школа-конференция по вопросам спортивной науки в детско-юношеском и адаптивном спорте. 11–13 декабря 2017 г. 2017. URL: http://cstsk.ru/conference/ arkhiv-materialov-predydushchikh-konferentsiy/.
24. III Всероссийская школа-конференция по спортивной науке 16–18 ноября 2018 г. 2018. URL: http://cstsk.ru/conference/.
25. Тимме Е. А. Роль математического моделирования в современной спортивной науке // Материалы Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 90-летию журнала «Теория и практика физической культуры». – М.: РГУФКСМиТ, 2015. – C. 102–105.
26. Шифрин М. А. Медицинская информатика – смена парадигмы в эпоху мгновенных коммуникаций // Научный сервис в сети Интернет: труды XVIII Всероссийской научной конференции. – Новороссийск: ИПМ им. М. В. Келдыша, 2016. – C. 332–338.
27. Рабочая группа по математическим моделям и численным методам в биоматематике. URL: http://dodo.inm.ras.ru/biomath/.
28. Российская ассоциация искусственного интеллекта (РАИИ). URL: http://www. raai.org/.
29. Российская ассоциация нейроинформатики. Russian Neural Networks Society (RNNS). URL: https://www.niisi.ru/iont/ni/.