Карта научных проектов: Институт физической культуры, спорта и туризма

Проверяем здоровье спортсмена

Разработка экспрессного интегрального метода оценки функционального состояния спортсмена с целью эффективного управления тренировочным процессом для достижения высокого спортивного результата.

Научно-исследовательский проект реализуется под руководством профессора Института физической культуры, спорта и туризма О. А. Коленчуковой научным коллективом учёных Института фундаментальной биологии и биотехнологии и Института физической культуры, спорта и туризма СФУ, а также Научно-исследовательского института медицинских проблем Севера ФИЦ КНЦ СО РАН и регионального центра спортивной подготовки «Академия зимних видов спорта» (при поддержке Красноярского краевого фонда науки). Заказчиком проекта выступает Министерство спорта Красноярского края.

Проект имеет высокую значимость и актуальность, поскольку совершенствование системы физической подготовки требует методов индивидуализации тренировок, что возможно только при использовании объективных критериев оценки реакции организма на физическую нагрузку. Для решения этой проблемы необходимо создание новых методов контроля здоровья спортсменов. Существующие методы диагностики физического состояния организма являются трудоёмкими и требуют наличия специально подготовленного персонала.

Главной особенностью новой методики является то, что в качестве индикатора, позволяющего контролировать текущее самочувствие спортсменов, выступает слюна: оценка проводиться специальным прибором — портативным биолюминометром «Люмишот».

В исследовании приняли участие более 50 спортсменов, выступающих в таких видах спорта как лыжные гонки, бобслей, конькобежный и санный спорт. Целью проекта является создание удобного инструмента для ежедневной работы тренера и врача, с помощью которого станет возможным быстро и качественно отслеживать физиологические реакции у спортсменов на те или иные физические нагрузки для контроля перегрузок.

При использовании предлагаемой системы достаточно от 1 до 10 минут, чтобы сказать, какие отклонения от нормы наблюдаются в организме спортсмена, чтобы моделировать дальнейший тренировочный процесс.
На сегодняшний день протестированы группы спортсменов Академии зимних видов спорта в восстановительный период, в дальнейшем планируется провести тестирование в соревновательном периоде. Результаты работы отражены в научных публикациях. Предполагается, что результаты исследования также будут использоваться при подготовке российских спортсменов к универсиадам и Олимпийским играм.

Сроки выполнения: 2018–2020.

Универсиада как способ сделать жизнь лучше

Научно-методическое обеспечение экономического развития рекреационных территорий г. Красноярска как столицы XXIX Всемирной зимней Универсиады — 2019.

В последние годы Россия стала постоянной площадкой для проведения крупных международных спортивных соревнований, среди которых: Зимние Олимпийские игры в Сочи, Всемирная летняя Универсиада в Казани, чемпионаты мира по лёгкой атлетике, водным видам спорта, хоккею, Кубок конфедераций ФИФА и чемпионат мира ФИФА по футболу 2018 года.

Крупные спортивные мероприятия международного уровня оказывают сильное воздействие на развитие территорий, уровень их обеспечения трудовыми ресурсами, обеспечивают экономическую привлекательность для потенциальных инвесторов, культурный и религиозный обмен и приток туристов.

Например, международная компания Pricewaterhouse Coopers (PwC), специализирующаяся на консалтинговых услугах и аудите, оценила общую величину эффекта на экономику Казани от проведения Универсиады-2013 в 11 млрд рублей.

В 2019 году Красноярск принимает Всемирные зимние студенческие игры — в России они пройдут впервые, помимо этого, исключительный характер универсиады в Красноярске обусловлен её территориальным расположением и климатическими условиями. По мнению экспертов, универсиада должна стать точкой роста для всего региона.

Меняется лицо и инфраструктура города: от реорганизации транспортной схемы и масштабного ремонта дорожно-уличной сети до старта набора около пяти тысяч волонтёров и строительства нового долгожданного терминала аэропорта «Емельяново».

Однако, мировой опыт проведения глобальных спортивных мероприятий показывает, что подобные события являются не только стимулом к дальнейшему социально-экономическому развитию, но также могут оказать отрицательное воздействие. Это, прежде всего, создание сверхамбициозных и дорогостоящих планов в погоне за престижем и сроками, возникающее непонимание между горожанами и руководством по вопросам планирования и межевания территорий в рамках проведения мероприятий. Нередко в региональных СМИ Казани до сих пор возникает вопрос: есть ли жизнь в городе после универсиады и какая она для обычных горожан? Однако, все эксперты сходятся во мнении, что у Казани появилось гораздо больше возможностей, чем было до подготовки к универсиаде. Сможет ли этими возможностями воспользоваться Красноярск покажет время.

В рамках фундаментального исследования, возглавляемого и.о. директора Института физической культуры, спорта и туризма М. С. Злотниковым, изучены рекреационные ресурсы Красноярского края с последующей каталогизацией и ранжированием по степени туристической привлекательности. На основе полученной информации создана база данных, которая активно используется в работе сайта.

Даны прогнозы дальнейшего экономического развития рекреационных территорий г. Красноярска после XXIX Всемирной зимней Универсиады — 2019.

Изучены бонусы, которые в перспективе принесёт универсиада Сибирскому федеральному университету. Благодаря студенческим играм появились спортивные сооружения мирового уровня, которых никогда не было ранее, непосредственно для подготовки Атлетической деревни на территории кампуса СФУ построены Медицинский и Многофункциональный центры, комплекс общежитий. Также построен комплекс общежитий для студентов «Перья», состоящий из трёх 17-этажных зданий. Благодаря универсиаде на территории Студгородка появился открытый стадион с трибунами, раздевалками и вспомогательными сооружениями.

Сроки выполнения: 2018–2020.

Найден самый тёплый пуховик

Разработка одежды на основе природных и синтетических материалов для экстремальных климатических условий Арктики.

Прикладное исследование, осуществляемое под научным руководством и. о. директора Института физической культуры, спорта и туризма М. С. Злотникова и директора Института экологии и географии Р. А. Шарафутдинова, направлено на поиск новых решений и демонстрацию возможностей современного использования отдельных видов природного и синтетического сырья при производстве высокотехнологичной одежды для экстремальных условий Арктики.

Применение при производстве утеплителей для одежды подобного подхода, основанного на сочетании современных технологий и традиционного природного сырья, направлено, в том числе, на поддержку традиционных видов хозяйствования и промыслов коренных малочисленных народов Севера, снижение остроты социальных проблем, обеспечение комплексного использования биологических ресурсов северных территорий.

Положение малочисленных народов Севера в последние десятилетия осложнено неприспособленностью их традиционного образа жизни к современным экономическим условиям. Низкая конкурентоспособность традиционных видов хозяйственной деятельности обусловлена малыми объёмами производства, высокими транспортными издержками, отсутствием современных предприятий и технологий по комплексной переработке сырья и биологических ресурсов. В этой связи наибольший экономический и социальный эффект может быть получен при максимально полном использовании всех вовлекаемых ресурсов.

В настоящее время использование шкур северного оленя является проблематичным в силу их низкого качества (часто попорчены подкожным оводом). Практически не задействованным остаётся ценнейшее сырьё — олений пух. При этом, получение оленьего пуха может осуществляться без какого-либо ущерба и физических страданий животных: зимний плотный пух ежегодно сбрасывается в период весенней линьки. То есть, в настоящее время фактически пропадает ценнейший природный ресурс, который может эффективно использоваться при производстве одежды, отличающейся выдающимися утеплительными свойствами.

Оленья шерсть в составе одежды может обеспечить высочайший уровень сохранения и поддержания тепла и сухости в условиях холода. Её уникальные свойства позволяют оленям выживать даже в горах Верхоянска, где мороз может достигать -70 градусов. Микроскопические поры оленьего волоса и длительность установления сорбционного равновесия в нём способствуют созданию дополнительного приграничного слоя тёплого воздуха за счёт скрытой теплоты испарения. Известно, что в условиях потоотделения при средних энергозатратах организма человека теплозащитное свойство материалов одинаковой толщины может варьировать в диапазоне от 18,3 до 7,8 % в зависимости от их гигроскопичности. В связи с этим, наиболее утеплённая одежда для условий холода может быть разработана исключительно с учётом одновременной передачи тепла и влаги, происходящей в системе «человек — одежда — среда».

Цели проекта: разработка современной функциональной утеплённой одежды для военнослужащих, туристов, работников, газо- и нефтедобывающей промышленности, работающих и проходящих службу в экстремальных условиях Арктики, основанной на применении природного утеплителя — оленьего пуха, модифицированного оленьего пуха, сочетаниях оленьего пуха и современных синтетических материалов — полиэфирных волокон, пенополиизоцианурата и др.

Сроки выполнения: 2018–2020.

Кардиомонитор для спортсмена

Разработка кардиомонитора для непрерывного отслеживания состояния спортсменов.

Данный научно-практический проект выполняется совместно с учёными Института инженерной физики и радиоэлектроники под руководством профессора кафедры приборостроения и наноэлектроники Института инженерной физики и радиоэлектроники СФУ Г. М. Алдонина.

Прибор, разработанный в рамках проекта, позволяет длительно и непрерывно отслеживать работу сердечно-сосудистой и кровеносной систем, лёгких, а также оперативно выявлять заболевания сердца, например, аритмию.

Датчик весом менее ста граммов крепится в области сердца стандартными разовыми электродами, вся информация, поступающая от него, идёт через Bluetooth на смартфон или планшет пользователя. В отличие от распространённых в настоящее время кардиодатчиков, которые передают только данные ЭКГ, данная разработка позволяет следить за состоянием проводящей и мышечной системы сердца, сосудистой и кровеносной системы всего организма (можно оценить, насколько успешно идёт кровообращение мозга, рук, ног). Кроме того, благодаря кардиомонитору можно увидеть, как функционируют бронхи и лёгкие в целом.
Монитор, разработанный научно-конструкторским коллективом, анализирует данные ЭКГ, фонокардиограммы, работу сосудов и других биосистем организма благодаря особым алгоритмам, основанным на теории самоорганизации (или синергетики). Разработанный метод учёные назвали Wavelet-интроскопия, что подразумевает неинвазивный способ визуализации работы систем организма.

В настоящее время на предприятии НПП «Радиосвязь» производится модернизация монитора и подготовка его серийного производства. В перспективе разработанный датчик будет полезен всем россиянам в возрасте от 40 лет, поскольку смертность от сердечно-сосудистых заболеваний остаётся одной из главных причин преждевременной смертности в стране. Предполагается, что готовый продукт — датчик и приложения для смартфона — будет коммерциализирован в ближайшее время.

В планы разработчиков входит расширение возможностей монитора и его адаптация для людей, страдающих сахарным диабетом. Представляется возможным проводить мониторинг уровня сахара по вязкости крови, а также анализировать уровень протромбинов у людей, склонных к тромбообразованию — одной из причин инсульта.

Сроки выполнения: с 2014 по настоящее время.

Ищем симметрию у биатлонистов

Изучение механизма функциональной асимметрии для разработки методики повышения спортивных результатов.

В рамках научно-исследовательского проекта, направленного на изучение феномена функциональной асимметрии (неравнозначного развития и силы правых и левых рук или ног человека), учёными университета было сделано предположение о том, что данный феномен влияет на физические способности спортсменов, поэтому его следует учитывать при подготовке биатлонистов для улучшения их результатов.

Функциональная асимметрия бывает моторной, сенсорной и психической. Для спортсменов наиболее важен феномен моторной асимметрии, то есть совокупности признаков неравенства функций рук, ног, половин туловища и даже лица, когда одни мышцы более развиты и подготовлены, чем другие. Это в целом влияет на способности бегать, плавать, бегать на лыжах, крутить обруч или бросать булавы. Учёные СФУ изучили влияние функциональной асимметрии на технику конькового хода биатлонистов.

Было отмечено, что основной стиль передвижения этих спортсменов — одновременный одношажный коньковый ход. В этом случае неравенство в работе рук и ног визуально незаметно. Однако функциональная асимметрия имеет свое отражение в работе туловища спортсменов — при отталкивании как под правую, так и под левую ногу оно располагается в большей степени в одной из сторон (правая/левая), совпадающей со стороной ведущей ноги спортсмена. При этом оказалось, что функциональная асимметрия не всегда дает негативный эффект: в некоторых случаях тренеры биатлонистов должны сглаживать это неравенство, в других — наоборот, усиливать.

Научный коллектив, работающий над исследованием, проанализировал, как тренируются воспитанники спортивной школы Олимпийского резерва Красноярска: велись видеозаписи занятий, состоялся опрос наставников спортсменов. Оказалось, что при обучении тренеры не учитывают функциональную асимметрию, а ребенок интуитивно сам выбирает, какая рука станет у него ведущей.

В качестве одного из промежуточных итогов исследования может рассматриваться следующий вывод: функциональная асимметрия, которая проявляется в «односторонней» работе туловища, приводит к неравнозначности шага на основную (ведущую) и «отстающую» ногу по длине и продолжительности — более длинный прокат по времени выполняется на ноге, совпадающей со стороной наклона туловища.
В дальнейшем исследователи СФУ под руководством доцента кафедры теоретических основ и менеджмента физической культуры и туризма А. И. Чикурова намерены проанализировать технику биатлонистов с помощью специальной видеоаппаратуры и подготовить более детальные рекомендации о том, как можно использовать функциональную асимметрию для достижения более высоких результатов.

Сроки выполнения: 2016–2020.

Вы можете отметить интересные фрагменты текста, которые будут доступны по уникальной ссылке в адресной строке браузера.