Защо някои олимпийски плувци мислят за математика в басейна – The New York Times Под ръководството на професор по математика от Вирджиния, д-р Кен Оно, те измерват и анализират силите, които създават, докато плуват, за да…
връзка
Кейт Дъглас, студентка по статистика и вицешампион в две олимпийски дисциплини по плуване за настоящата година, винаги е проявявала афинитет към числата. Но преди постъпването си в Университета на Вирджиния, тя никога не е разглеждала плуването като математически проблем, подлежащ на анализ.
Това мнение се промени, когато осъзна приложимостта на изучаваните концепции към нейния спорт. В момента Дъглас тренира с акселерометър, прикрепен към тялото, който записва триизмерното ѝ движение с честота 512 Hz.
„Това ми помогна да идентифицирам фазите на плувния цикъл, в които мога да постигна по-голяма ефективност,“ споделя 22-годишната състезателка. Наскоро спечеленият сребърен медал на 4×100 метра свободен стил бе само началото на нейното олимпийско участие.
Предстоящите Олимпийски игри в Париж поставят пред всички плувци една и съща задача: постигане на максимална скорост при минимално съпротивление. Елитните плувци прилагат различни техники за намаляване на хидродинамичното съпротивление, като бръснене и използване на високотехнологични бански костюми.
Въпреки че спортът отдавна разчита на усещането на плувеца във водата или на погледа на треньора от палубата на басейна, Дъглас и няколко от нейните олимпийски съотборници в САЩ изследват нова конкурентна граница. Под ръководството на професор по математика от Вирджиния, д-р Кен Оно, те измерват и анализират силите, които създават, докато плуват, за да оптимизират начина, по който се движат във водата. Привидно дребни детайли като позицията на главата на Дъглас в нейното подводно плуване на бруст или как лявата й ръка влиза във водата при плуване на гръб, са били фокусни точки, докато тя е работила за намаляване на стотните от секундата, които правят разликата между медалите в спорта.
Докато Дъглас почти сигурно е единственият плувец в Париж, който е написал рецензирана изследователска статия за тази работа, подобни идеи се налагат и другаде. Като част от финансирана от правителството изследователска програма във Франция, целяща да даде на страната предимство на домашните й олимпийски игри, Леон Маршан беше тестван миналото лято, за да научи неговия „хидродинамичен профил“. И Кайл Чалмърс, австралийският спринтьор, който е трикратен олимпийски шампион, си партнира с базирана в Сидни спортна технологична лаборатория, която създаде устройство за измерване на силата, генерирана от ръцете на плувеца, докато те се движат през водата.
„Това ни дава умствено предимство, знаейки, че имаме достъп до тази информация, която не можете да видите с невъоръжено око“, каза двукратната олимпийка Пейдж Мадън, която си спомня, че изследователите са използвали пластмасова обвивка, за да прикрепят сензор към гърба й, когато тя беше студентка във Вирджиния. Методите на д-р Оно са напреднали с времето. На конференция в Норвегия преди около десетилетие той се срещна с група математици от Норвежкото училище по спортни науки, които работеха с олимпийски скиори, използвайки акселерометри, за да анализират техните модели на движение. Електрическа крушка светна за д-р Оно, специалист по теория на числата, който също е триатлонист и баща по плуване.
Д-р Оно, тогава в университета „Емори“ в Атланта, имаше желаещ тестов предмет в лицето на Андрю Уилсън, студент по математика, който ходеше към отбора по плуване. Те започнаха с акселерометри, които бяха предназначени да проследяват акули и се научиха, докато вървяха, разработвайки протокол, за да се ориентират към слабостите в бруста на Уилсън. Докато Уилсън се издигаше в спорта, ставайки национален шампион в Дивизия III и по-късно печелейки злато в смесената щафета на Олимпиадата в Токио, други членове на националния отбор на САЩ започнаха да научават за проекта му и д-р Оно. Оттогава д-р Оно е тествал около 100 топ американски плувци, но той работи най-тясно с групата във Вирджиния, където редовно присъства на палубата на басейна. Той също така предлага независим учебен клас за студенти по STEM, които се учат да анализират данните, събрани от плувци като Дъглас и Гретхен Уолш, световният рекордьор на 100 бътерфлай. Томас Хейлман, който на 17 години е най-младият американски плувец, класирал се за Олимпиадата след Майкъл Фелпс, каза, че една от причините, поради които се е ангажирал да плува във Вирджиния, е да участва редовно в тази работа.
512-те моментни снимки на данни, заснети за секунда, помагат на изследователите да създадат цифров близнак за всеки плувец, цифрово представяне на това как спортистът се движи във водата. Тези данни сочат оттеглянето на Дъглас в бруста като област, в която тя губи време. Тя погледна видеото, за да сравни формата си с тази на Лили Кинг, специалист по бруст, и видя, че извиването на главата й вероятно създава допълнително съпротивление, което я забавя. Математическото моделиране прогнозира, че с корекция на формата, Дъглас, който сега е американският рекордьор на 200 бруст, може да спести до 0,15 секунди на изтегляне.
„Плуването е идеалното приложение на математиката и физиката“, каза д-р Оно. „Никога не сме били проектирани да плуваме във вода. Така че бързото плуване във вода е наистина уникална и сложна комбинация от атлетично майсторство и внимание към детайла по отношение на физиката и механиката. Ето защо ми харесва.”
Хидродинамичното профилиране на френския национален отбор се основава на подобни принципи. Д-р Рикардо Петерсон Силвейра, учен от Бразилия, дойде в университет в Рен, Франция, преди три години, за да участва във френския спортен научен проект. Той организира демонстрация в басейна за загряване на миналогодишното френско първенство, което пр
ивлече вниманието на Боб Боуман, треньор на Маршан, който попита дали неговият плувец може да бъде тестван.
В последния ден от срещата д-р Силвейра завърза Маршан за моторизирано устройство, прикрепено към стената. Първият тест измерва съпротивлението му, докато го теглят през водата в рационализирана позиция. Маршан регистрира най-ниската стойност за този атрибут, който те наричат пасивно съпротивление, от всеки плувец, който д-р Силвейра и френските изследователи са тествали, индикация, че тялото му е изградено като торпедо, готово да се изстреля през водата.
Втори тест измерва скоростта му, докато плува срещу различни нива на съпротивление. След това д-р Силвейра изчисли колко енергия е генерирал Маршан, докато плува свободен стил – ударът, който той е набелязал за подобрение на Олимпиадата – и процентът, който е използван, за да го тласка напред. Водните създания като рибите са много ефективни при плуване, но дори и най-добрите хора плувци са в състояние да приложат само около 60 процента от усилията си в посоката на плуването. Въз основа на резултатите на Marchand, Bowman каза, че те са включили кратки изблици на състезателна скорост свободен стил срещу тежко съпротивление в тренировките му, с цел да повишат както силата, така и ефективността му при задвижване.
На Боуман и Тод Десорбо, треньорът на Вирджиния и на жените в САЩ за Игрите в Париж, повече информация им позволява да помагат по-добре на своите спортисти, въпреки че прегръдката на спорта на данните се случи спирачно. Ръсел Марк, бивш мениджър с висока производителност на USA Swimming, който представи д-р Оно на Десорбо, си спомни смесени реакции от треньорите преди 20 години, когато раздаваха хартиени разпечатки с анализи на състезания.
„Ние сме точно на върха на тази революция на данните в плуването и спортистите са жадни за това, треньорите са гладни за това, спортът е гладен за това“, каза Марк. „Виждате го с вълнението от това, което Кен и Тод правят и успеха, който постигат в мащаба на цялата програма. Това е мечтата и това е потенциалът.” Американският отбор по плуване в Париж включва шестима спортисти, свързани с университета на Вирджиния. Мадън вече не тренира във Вирджиния, но тази пролет д-р Оно и един от неговите стажанти я посетиха в Аризона, където изпробваха силовите гребла, които австралийският спринтьор Чалмърс използва. Данните, които уловиха по време на тестовете си, показаха, че ефективността на Мадън се понижи, когато тя реагира на плувец, който се състезаваше в алеята до нея. Имаше чувството, че кара по-бързо, но всъщност не беше синхронизирана, като кола, чийто ангренажен ремък е изключен. Нейната храна за вкъщи за олимпийските изпитания: Плувайте собственото си състезание. Във финала на 800 свободен стил, второто индивидуално събитие, в което Мадън се класира, тя усети, че Джилиан Кокс, която в крайна сметка завърши трета, се промъква към нея. Но тя си напомни да остане фокусирана върху формата си. „Всъщност си мислех за д-р Оно по време на моето състезание“, каза Мадън.
Като се има предвид нейното разбиране на статистиката, Дъглас внимава да не каже, че една променлива е причината за издигането й в нейния спорт. По-късно тази седмица тя ще се състезава на 200 бруст и 200 индивидуално съчетано плуване. Нейната подготовка за Париж изисква строго внимание към детайлите в нейните тренировки в басейн и суха земя, сън, хранене, състезателна стратегия и много други. Използването на математика, за да стане по-ефективен плувец, подобри нейната работа.
Както Дъглас пише в изследователската статия: „Силата, приложена в друга посока освен напред, не помага на спортист да постигне мечтата си за олимпийско злато.“
AI системите на Google DeepMind вече могат да решават сложни математически задачи
MIT Technology Review
Те обаче далеч не са толкова добри в решаването на математически задачи, което е склонно
да включва логически разсъждения – нещо, което е извън възможностите на …
връзка
Игра с числа: математиката езикът на природата ли е или просто човешка конструкция? –
Salon.com
Salon.com
Учените все още спорят дали нашите математически модели на Вселената обективно съществуват.
връзка
DeepMind постига крайъгълен камък в решаването на математически проблеми — следващият гранд на AI
предизвикателство – Природа
Природата
AlphaProof показа своята мощ по въпроси от тазгодишния Mathematical Олимпиада — стъпка в надпреварата за създаване на съществени доказателства с…
връзка
Математиците най-накрая откриха петия „най-натоварен бобър“ – научен американски
Scientific American
В математиката заетият бобър представлява неизчислим израз.
Michael Wittig/500px/Getty Images. Математика. Повечето хора вероятно не го правят
…
връзка
Как машини, които могат да решават сложни математически проблеми, могат да доведат до повече
мощен AI
MIT Technology Review
Казва, че Международната олимпиада по математика е тест за
какво е възможно и проправя пътя за по-нататъшни пробиви. Това същото рецепта…
връзка
Истинската справедливост в обучението по математика е нещо повече от добри оценки и тест
Резултати
UConn Today – Университет на Кънектикът
Математическа сила – способността да използвате математиката, за да направите интелигентни лични и
професионалните решения – трябва да бъдат целта.
връзка
Google DeepMind прави крачка по-близо до разбиването на математика от най-високо ниво – The
пазач
Пазителят
Екип от две нови AI системи отбеляза една точка по-малко от златен медал в световен мащаб
математическо състезание за талантливи ученици.
връзка
Google DeepMind AI се превръща в математика – Axios
Аксиос
Способността за решаване на набор от математически проблеми в доказателства стъпка по стъпка е
смятан за „голямо предизвикателство“ в машинното обучение.
връзка
Двигатели на нашата изобретателност 3071: Неразумната ефективност на Математика – YouTube
YouTube
Епизод: 3071 Неразумната ефективност на математиката в
науки. Днес неразумната ефективност на математиката.
връзка
математика – arXiv
календара на семинарите на UT. – UT Math – Тексаският университет в Остин
SIAM Група за дейност по дискретна математика
Относно Групата. Тази група дейности се фокусира върху комбинаторика, графика теория, криптография, дискретна оптимизация, математическо програмиране, кодиране…
връзка
Google пуши математически олимпиади… и 15 луди технически истории, които пропуснахте през юли
– YouTube
… математически AI, катастрофата на CrowdStrike Windows, поддръжка на Node.js TypeScript,
нови уеб рамки на Python и др. #tech #programming #thecodereport …
връзка
Колоквиум по приложна математика – математика на UCLA
Как да направим математиката забавна за всички. Дон Макмилън – YouTube … математика забавна за всички в този клип от неговия втори Dry Bar Специална комедия. В този клип Дон говори за комедийна математика и как математиката може
бъда …
връзка
Разкриване на неабелевата статистика на D ( S 3 ) Anyons с помощта на класически Фотонен симулатор
Qutrit кодиране за пълния набор от входни режими в класическа фотоника симулатор с четири макропикселови взаимно безпристрастни бази.
връзка
Разработчик на вторично математическо съдържание – Pearson Jobs Работа за разработчици на второстепенно математическо съдържание · Текущи критерии за търсене · Сортирано по
Уместност · Филтриране по организация · Филтриране по график · Филтриране по Работно място …
връзка
– – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – –
