CC BY
10УДК 2506 DOI: 10.36028/2308-8826-2024-12-3-53-57
ВНЕДРЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ВИРТУАЛЬНОЙ РЕАЛЬНОСТИ В ФУТБОЛ КАК ИНСТРУМЕНТА ПОВЫШЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТИВНОСТИ
Ван Ян, Л.В. Капилевич, Ло Цзысюань, Сяо Фэйянь, Цзяо Лу Томский государственный университет, Томск, Россия
Аннотация
Цель исследования: определить потенциал внедрения технологий виртуальной реальности в тренировочные программы по футболу в качестве средства повышения результативности спортсменов на основе систематического обзора существующих исследований.
Методы и организация исследования. Методология включала в себя проведение комплексного обзора литературы, сбор и обобщение результатов различных исследований, посвященных применению технологии виртуальной реальности в футболе.
Результаты исследования и их обсуждение. Были изучены различные варианты применения технологии виртуальной реальности в футболе, включая совершенствование навыков и когнитивных функций, профилактику травм и реабилитацию, а также управление стрессом. В ходе различных исследований и экспериментов ученые продемонстрировали полезность технологии виртуальной реальности для моделирования тренировочных сценариев, анализа данных и улучшения показателей у футбольных спортсменов. Заключение. Футболисты могут извлечь пользу из иммерсивной и контролируемой среды, предлагаемой технологией виртуальной реальности. Это помогает им улучшать пространственно-временную осведомленность, овладевать техническими навыками движения, улучшать футбольные навыки, предотвращать травмы, ускорять процесс реабилитации, справляться с беспокойством и стрессом. Внедрение технологии виртуальной реальности в футбол означает изменение парадигмы подхода к этому виду спорта, что способно произвести революцию в традиционных методиках и улучшить результаты спортсменов. Ключевые слова: виртуальная реальность, футбол, спортивные результаты.
IMPLEMENTATION OF VIRTUAL REALITY TECHNOLOGY IN SOCCER AS A TOOL TO IMPROVE PERFORMANCE Ya. Wang, e-mail: [email protected], ORCID: 0000-0002-3210-2330 L. Kapilevich, e-mail: [email protected], ORCID: 0000-0002-2316-576X Z. Luo, e-mail: [email protected], ORCID: 0009-0004-8912-9747 F. Xiaо, e-mail: [email protected], ORCID: 0000-0002-1297-8685 L. Jiao, e-mail: [email protected], ORCID: 0000-0001-5012-4974 Tomsk State University, Tomsk, Russia
Abstract
The purpose of the research: to determine the potential for implementing virtual reality technology into soccer training programs as a means of improving athlete performance based on a systematic review of existing research. Methods and organization of the research. The methodology included conducting a comprehensive literature review, collecting and summarizing the results of various studies on the use of virtual reality technology in soccer. Research results and their discussion. Various applications of virtual reality technology in soccer have been explored, including skill and cognitive enhancement, injury prevention and rehabilitation, and stress management. Through various studies and experiments, scientists have demonstrated the usefulness of virtual reality technology for simulating training scenarios, analyzing data and improving performance in soccer athletes. Conclusion. Soccer players can benefit from the immersive and controlled environment offered by virtual reality technology. It helps them improve spatial and temporal awareness, master technical movement skills, improve soccer skills, prevent injuries, speed up rehabilitation and manage anxiety and stress. The introduction of virtual reality technology into soccer means a paradigm shift in the approach to this sport, which can revolutionize traditional methods and improve athletes' performance. Keywords: Virtual reality, soccer, sports results.
ВВЕДЕНИЕ
Виртуальная реальность (УК) — одна из технологий, обладающих наибольшим прогнозируемым потенциалом развития. Виртуальная реальность предлагает пользователям высокий уровень интерактивности и погружения в виртуальную среду, позволяя им воспринимать виды, звуки и ощущения так, как если бы они присутствовали физически [1]. Технология виртуальной реальности стала незаменимой в нескольких отраслях промышленности. Например, в здравоохранении она может помочь в обучении, реабилитации и терапии, а в образовании— улучшить качество обучения [3]. На данный момент доказано, что внедрение технологий виртуальной реальности в спорт может значительно ускорить изменения в традиционных методах и расширить их использование [6]. В частности, в футболе виртуальная реальность полезна для тренировки игроков, тактического анализа, привлечения болельщиков, подготовки судей и других целей [10].
Виртуальные среды, воспроизводящие реальные футбольные сценарии, позволяют игрокам осваивать маневры и совершенствовать свои навыки. Виртуальная реальность способствует экспериментированию, повторению и улучшению мышечной памяти, тем самым повышая способность принимать решения [2]. Актуальность этой работы заключается в изучении потенциала применения технологии виртуальной реальности в футболе. Хотя виртуальная реальность уже продемонстрировала свою эффективность в нескольких отраслях, ее интеграция в спорт, в частности в футбол, остается относительно неизученной. Анализируя различные области применения виртуальной реальности в футболе, данная статья призвана объяснить, как виртуальная реальность может трансформировать тренировки игроков и другие аспекты спорта с целью повышения результативности спортсменов.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Методология заключалась в проведении всестороннего литературного обзора, сборе и обобщении результатов разнообразных исследований, посвященных применению технологий виртуальной реальности в футболе.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Насколько нам известно, первоначальное исследование, посвященное использованию виртуальной реальности в футболе, было проведено P. McLeod, N. Reed, S. Gilson, A. Glennerster [8]. Авторы разработали эксперимент, чтобы исследовать стратегию, используемую футболистами для перехвата мяча, летящего к ним в воздухе. Виртуальная реальность позволила исследователям создать контролируемую среду, где участники могли свободно перемещаться в виртуальном мире, в то время как экспериментатор манипулировал визуальной информацией, что было бы сложно или невозможно в реальном мире. Используя систему виртуальной реальности, установленную на голове, исследователи смогли изучить и оценить, соответствует ли стратегия перехвата участников в виртуальной симуляции их поведению в реальной жизни. Авторы обнаружили, что поведение участников на испытаниях свидетельствует об их стратегии перехвата в реальном мире. Эти результаты заложили основу для совершенствования дизайна VR-симуляторов и тренировочных программ, специально предназначенных для развития навыков футболистов. Основываясь на этих фундаментальных выводах, недавние исследования углубили изучение навыков игроков с помощью новых методов в программах обучения виртуальной реальности. Например, K. Zhao и X. Guo [13] провели технико-экономический анализ применения виртуальной реальности в футболе и представили способы, с помощью которых данная технология может поддерживать спортивную подготовку спортсменов через моделирование тренировочных сценариев и анализ данных. Их целью было предоставить теоретическую основу для разработки и исследования программного обеспечения для спортивных систем виртуального футбола, а также изучить виртуальные системы, которые не зависят от внешних природных условий. По мнению авторов, это способствует совершенствованию методов преподавания и тренировок, освоению технических движений и улучшению футбольных навыков. Аналогичным образом M. Su [11] провел исследование, чтобы определить, могут ли упражнения с виртуальной реальностью улучшить показатели бензомоторного контроля у спортсменов-футболистов. Усиление
бензомоторного и шейного аэромоторного контроля важно для футболистов, поскольку оно повышает производительность, снижает риск травм и обеспечивает оптимальную осведомленность о ситуации на поле и безопасность. Было продемонстрировано, что использование упражнений виртуальной реальности улучшает показатели бензомоторного контроля и потенциально может улучшить клинические результаты, связанные с аэромоторным контролем шейного отдела позвоночника. E. Gürbüz и M. Taj [4] провели тщательную оценку эффективности VR-тренинга по навыкам игры головой у 12-13-летних футболистов. Результаты показали, что совместное использование виртуальной реальности и традиционных методов является наиболее эффективным способом улучшения навыков вождения. Авторы сообщили, что использование технологии виртуальной реальности может улучшить двигательные навыки детей и повысить общий уровень спортивных результатов. Следуя той же идее, M. Su [11] использовал технологию виртуальной реальности в обучении и тренировках футболистов. Результаты показали, что система виртуальной футбольной подготовки оказала значительное положительное влияние на футболистов. Авторы пришли к выводу, что технология виртуальной реальности может эффективно улучшить результаты тренировок футболистов в различных аспектах, таких как передача в атаку, умение бегать без мяча и переход от нападения к обороне. Выводы L.S. Fortes, S.S. Almeida, G.M. Praça, Насименто-Хуниора и др. [2] подтверждают тезис о том, что виртуальная реальность может быть использована в качестве эффективного инструмента для улучшения навыков футболистов. Результаты исследования показали, что тренировки с использованием виртуальной реальности значительно улучшили процесс принятия решений при прохождении, поведение в визуальном поиске и эффективность контроля торможения. Применение виртуальной реальности выходит за рамки повышения квалификации, так как ее также можно использовать для оценки когнитивных способностей футболистов, что становится все более важным в этом виде спорта. Таким образом, M. Wirth, S. Gradl, D. Poinmann, H. Schaefke и др. [12] предложили использовать видеоряд VR 360°, в котором высококвалифицированные и низкоквалифицированные футбо-
листы наблюдали за реальными футбольными сценами с разных точек зрения. Исследователи выяснили, что с помощью виртуальной реальности можно создать специальную оценку для футбола, которая позволит различать лучших и менее опытных игроков в задачах принятия решений и исследовать наиболее подходящие взаимодействия. Подобные оценки могут быть использованы для расчета «показателя когнитивных способностей» футболистов, который может быть измерен единообразно для всей команды игроков. B. Marshall, L. Uiga, J.V.V. Parr, G. Wood Вуд [7] стремились сравнить эффективность тренировки удара головой в футболе с погружением в виртуальную среду и без него, а также исследовать, может ли тренировка в виртуальной реальности улучшить эффективность удара головой при одновременном снижении риска травм головы. Участники исследования были случайным образом распределены либо в виртуальную, либо в контрольную группу. Результаты показали, что группа VR продемонстрировала статистически значимое улучшение самооценки (тем самым снизив риск получения травм) и забила значительно больше голов после тренировки, в то время как в контрольной группе не наблюдалось существенного увеличения количества забитых мячей. Кроме того, могут быть разработаны новые методики реабилитации футболистов с использованием технологий виртуальной реальности, разработанных G. Nambi, WK. Abdelbasset, S.H. Elsayed, A. Verma и др. [9], которые использовали VR-игры как часть спортивной реабилитации их участников. Преимущества их методики заключались в снижении болевого синдрома и повышении физической работоспособности. Авторы также обнаружили, что виртуальные игры помогают улучшить баланс тела, ловкость и гибкость, позволяя участникам выполнять движения туловищем (сгибание, разгибание и боковое сгибание) в пределах их болевых ощущений.
Эффективность технологии виртуальной реальности в снижении уровня тревожности у футболистов была рассмотрена K. Harrison, E. Potts, A.C. King, R. Braun-Trocchio [5]. Исследование показало, что использование виртуальной реальности значительно снижает когнитивную и соматическую тревожность, одновременно повышая уверенность в себе.
Таким образом, было продемонстрировано, что виртуальная реальность может быть инструментом для тех, кто испытывает сильную тревогу перед соревнованиями, и может быть полезным инструментом после соревнований, когда необходимо расслабиться. Таким образом, интеграция виртуальной реальности в футбольные тренировки и оценки показала многообещающие результаты в различных областях. Доказано, что виртуальная реальность положительно влияет на бензомоторный контроль и навыки управления мячом, снижает риск травм головы, повышает физическую работоспособность, помогает справиться с болью и тревогой.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данной статье рассмотрены различные области применения технологий виртуальной реальности в футболе, включая тренировки, улучшение навыков и когнитивных функций, профилактику травм и управление стрессом. Благодаря технологическому прогрессу футболисты могут воспользоваться преимуществами захватываю-
ЛИТЕРАТУРА:
1 Aydin A.i., & ÖzyaziciogLu N. (2019). Использование гарнитуры виртуальной реальности для уменьшения болевых ощущений во время процедуры венепункции у детей. JournaL of PeriAnesthesia Nursing, 34(6), 12151221. doi: 10.1016/j.jopan.2019.05.134
2 Fortes L.S., ALmeida S.S., Praça G.M., Nascimento-Júnior J.R.A. et aL. (2021). Виртуальная реальность способствует большему улучшению перцептивно-когнитивных навыков у молодых футбольных спортсменов по сравнению с экраном видеостимуляции. Human Movement Science, 79, 102856. doi: 10.1016/j.humov.2021.102856
3 Gunawan A., Wiranto N., Wu D. (2023). IVAL Применение виртуальной реальности в различных областях обучения в образовательном секторе: систематический обзор литературы. Procedia Computer Science, 227, 948957. doi: 10.1016/j.procs.2023.10.602
4 Gürbüz E., Ta? M. (2023). Влияние тренировок в виртуальной реальности на навыки игры головой у детей-футболистов 12-13 лет. Spor BiLimLeri AraçtirmaLari Dergisi, 8(1), 43-56. doi: 10.25307/jssr.1172607
5 Harrison K., Potts E., King A.C., Braun-Trocchio R. (2021). Эффективность виртуальной реальности на тревожность и производительность у женщин-футболисток. Sports, 9(12). doi: 10.3390/sports9120167
6 KitteL A., Larkin P., ELsworthy N., SpittLe M. Использование виртуальной реальности 360° в качестве инструмента оценки принятия решений в спорте. JournaL of Science and Medicine in Sport, 22(9), 1049-1053. doi: 10.1016/j.jsams.2019.03.012
7 MarshaLL B., Uiga L., Parr J.V.V., Wood G. (2023). Предварительное исследование эффективности тренировки
щей и контролируемой среды, предлагаемой технологией виртуальной реальности, которая может помочь им повысить свою пространственно-временную осведомленность, освоить основы технических движений и улучшить свои футбольные навыки. Использование технологии виртуальной реальности демонстрирует значительный потенциал в решении различных аспектов профилактики травматизма, реабилитации и управления стрессом в футболе. Иммерсионные тренировки в виртуальной реальности способны эффективно повысить производительность и уверенность игроков, одновременно уменьшая риск получения травм. Кроме того, реабилитационные методики, основанные на виртуальной реальности, продемонстрировали положительные результаты в снижении боли, повышении физической активности и улучшении общего качества жизни футболистов, восстанавливающихся после травм. Полученные результаты подчеркивают потенциал виртуальной реальности для воздействия на традиционные методики и улучшения результатов спортсменов на поле.
футбольного направления в иммерсивной виртуальной реальности. Virtual Reality, 27(3), 2397-2404. doi: 10.1007/s10055-023-00807-x
8 McLeod P., Reed N., Gilson S., Glennerster A. (2008). Как футболисты направляют мяч головой: Проверка теории отмены оптического ускорения с помощью виртуальной реальности. Vision Research, 48(13), 1479-1487. doi: 10.1016/j.visres.2008.03.016
9 Nambi G., Abdelbasset W.K., Elsayed S.H., Verma A. et al. (2021). Клиническая и физическая эффективность игр виртуальной реальности у футболистов с болью в пояснице. Revista Brasileira de Medicina do Esporte, 27(6), 597-602. doi: 10.1590/1517-8692202127062021_0034
10 Reneker J.C., Pannell W.C., Babl R.M., Zhang Y. et al. (2020). Виртуальная иммерсивная сенсомоторная тренировка (VIST) у студентов-футболистов: Квазиэкспериментальное исследование. Heliyon, 6(7), e04527. doi: 10.1016/j.heliyon.2020.e04527
11 Su M. (2023). Исследование интеллектуальной модели обучения и тренировки футболу с использованием технологии виртуальной реальности. Прикладная математика и нелинейные науки, 9(1). doi: 10.2478/ amns.2023.2.00875
12 Wirth M., Gradl S., Poinmann D., Schaefke H. et al. (2018). Оценка перцептивно-когнитивных способностей спортсменов в виртуальных средах: Exploring Interaction Concepts for Soccer Players. Материалы конференции 2018 Designing Interactive Systems Conference, 10131023. doi: 10.1145/3196709.3196780
13 Zhao K., Guo X. (2022). Анализ применения технологии виртуальной реальности в футбольных тренировках. Journal of Sensors, 2022, 1-8. doi: 10.1155/2022/1339434
REFERENCES:
1 Aydin A.i., & ÖzyaziciogLu N. (2019). Using a Virtual Reality Headset to Decrease Pain Felt During a Venipuncture Procedure in Children. Journal of PeriAnesthesia Nursing, 34(6), 1215-1221. doi: 10.1016/j.jopan.2019.05.134
2 Fortes L.S., Almeida S.S., Praga G.M., Nascimento-Junior J.R.A. et al. (2021). Virtual reality promotes greater improvements than video-stimulation screen on perceptual-cognitive skills in young soccer athletes. Human Movement Science, 79, 102856. doi: 10.1016/j. humov.2021.102856
3 Gunawan A., Wiranto N., Wu D. (2023). IVAL Application of virtual reality in diverse fields of study in education sector: a systematic literature review. Procedia Computer Science, 227, 948-957. doi: 10.1016/j.procs.2023.10.602
4 Gürbüz E., Ta§ M. (2023). The Effect of Virtual Reality Training on Heading Skills in 12-13 Years Old Child Footballers. Spor Bilimleri Ara§tirmalari Dergisi, 8(1), 4356. doi: 10.25307/jssr.1172607
5 Harrison K., Potts E., King A.C., Braun-Trocchio R. (2021). The Effectiveness of Virtual Reality on Anxiety and Performance in Female Soccer Players. Sports, 9(12). doi: 10.3390/sports9120167
6 Kittel A., Larkin P., Elsworthy N., Spittle M. Using 360° virtual reality as a decision-making assessment tool in sport. Journal of Science and Medicine in Sport, 22(9), 1049-1053. doi: 10.1016/j.jsams.2019.03.012
7 Marshall B., Uiga L., Parr J.V.V., Wood G. (2023). A preliminary investigation into the efficacy of training soc-
cer heading in immersive virtual reality. Virtual Reality, 27(3), 2397-2404. doi: 10.1007/s10055-023-00807-x
8 McLeod P., Reed N., Gilson S., Glennerster A. (2008). How soccer players head the ball: A test of optic acceleration cancellation theory with virtual reality. Vision Research, 48(13), 1479-1487. doi: 10.1016/j.vis-res.2008.03.016
9 Nambi G., Abdelbasset W.K., Elsayed S.H., Verma A. et al. (2021). Clinical and physical efficiency of virtual reality games in soccer players with low back pain. Revista Brasileira de Medicina do Esporte, 27(6), 597-602. doi: 10.1590/1517-8692202127062021_0034
10 Reneker J.C., Pannell W.C., Babl R.M., Zhang Y. et al. (2020). Virtual immersive sensorimotor training (VIST) in collegiate soccer athletes: A quasi-experimental study. Heli-yon, 6(7), e04527. doi: 10.1016/j.heliyon.2020.e04527
11 Su M. (2023). Research on intelligent soccer teaching and training model integrating virtual reality technology. Applied Mathematics and Nonlinear Sciences, 9(1). doi: 10.2478/amns.2023.2.00875
12 Wirth M., Gradl S., Poinmann D., Schaefke H. et al. (2018). Assessment of Perceptual-Cognitive Abilities among Athletes in Virtual Environments: Exploring Interaction Concepts for Soccer Players. Proceedings of the 2018 Designing Interactive Systems Conference, 1013-1023. doi: 10.1145/3196709.3196780
13 Zhao K., Guo X. (2022). Analysis of the Application of Virtual Reality Technology in Football Training. Journal of Sensors, 2022, 1-8. doi: 10.1155/2022/1339434
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ:
Ван Ян - аспирант; Томский государственный университет; 634050, г. Томск, пр. Ленина, 36; e-mail: 695427144@ qq.com, ORCID: 0000-0002-3210-2330.
Капилевич Леонид Владимирович - профессор; Томский государственный университет; 634050, г. Томск, пр. Ленина, 36, e-mail: [email protected], ORCID: 0000-0002-2316-576X.
Ло Цзысюань - магистр, Томский государственный университет; 634050, г. Томск, пр. Ленина, 36, e-mail: [email protected]. Сяо Фэйянь - аспирант; Томский государственный университет; 634050, г. Томск, пр. Ленина, 36, e-mail: xiaofeiyan1223@ gmail.com.
Цзяо Лу - аспирант; Томский государственный университет; 634050, г. Томск, пр. Ленина, 36; e-mail: [email protected].
• Поступила в редакцию 01 июля 2024 г.
• Принята к публикации 25 июля 2024 г.
ОБРАЗЕЦ ЦИТИРОВАНИЯ
Ян, В. Внедрение технологии виртуальной реальности в футбол как инструмента повышения результативности / Ван Ян, Л. В. Капилевич, Ло Цзысюань, Сяо Фэйянь, Цзяо Лу // Наука и спорт: современные тенденции. - 2024. - Т. 12, № 3 - С. 53-57. Э01: 10.36028/2308-8826-2024-12-3-53-57.
FOR CITATION
Wang Ya, Kapilevich L.V., Luo Z., Xiao F., Jiao L. Implementation of virtual reality technology in soccer as a tool to improve performance. Science and sport: current trends, 2024, vol. 12, no. 3. - pp. 53-57. DOI: 10.36028/2308-8826-202412-3-53-57.
