方格精選

第 217 話:盲人足球員如何聽音辨位

閱讀時間約 3 分鐘
圖一:必殺!雷獸射門!(Ⓒ高橋陽一/集英社)
「雷獸射門!」「上帝之手」!
足球是最風靡全球的運動,每四年一度的世界杯足球賽,讓全世界陷入瘋狂。動漫畫界當然也不能自外於這個風潮,最具代表性的,當然就是被戲稱為「唬爛小將翼」的「Captain 翼」了,主角大空翼、日向小次郎等人各種誇張的射門必殺技一方面讓人熱血沸騰,另一方面又無視物理法則,荒謬無比。現實世界中,在這個災厄的 2020 年,傳奇球星馬拉度納也趕上了 2020 年的「無限列車」,離開了人間。
除了世界杯、奧運以外,專為殘障人士舉辦的「帕拉林匹克」運動會(帕運)也有「五人制盲人足球」比賽,參賽者分為 B1, B2, B3 三個等級,其中 B1 為全盲,守門員可以是視力正常者,其他隊員至少要有兩名 B2 或 B1 等級。
日本筑波大學體育系的國部雅大助理教授,利用動作影像捕捉與重建,分析了六位盲人足球員(B1 三位,B2 兩位,B3 一位)的停球動作,並且以另外六位蒙上眼睛但視力正常的一般人(非運動員)作為對照組。
研究者在受試者身上貼了16個直徑為1.4公分的紅外線反射片,再架起 10 部紅外線攝影機捕捉這些反射回來的紅外線,重建受試者的運動姿態。每位受試者都接受12次測試,發球機分別以三種球速(秒速2.4、2.2、1.92公尺),4個角度(中央偏兩側 0-75 公分與 75-150公分)將球送出,受試者聽音辨位,將球停下。
實驗裝置示意圖(來源:Scientific Reports)
結果顯示,盲人足球員在球發出到停球之間,頭部往下擺的幅度明顯高於蒙眼視力正常的非運動員,其他的動作如頭部、身體的左右轉動以及身體前傾的程度,都沒有顯著差別。
也就是說,盲人足球員是利用「低頭」這個動作來讓「聲音定位」更加精確。蒙眼視力正常者,平常因為是以視力為主來定位,球雖然會滾到腳下,但是由於眼球可以往下轉讓目光下垂,所以沒有頸部大幅往下轉的習慣。而耳朵不像眼睛能夠轉動,所以隨著球滾近,低頭可以讓耳朵能夠更有效接受聲音來定位。
實驗結果,橫軸是標準化後的時間(以球從發球機到受試者的位置的時間為 100%),縱軸是受試者頭往下的角度,紅線為盲人足球員,藍線為蒙眼視力正常的一般人(非運動員)。
這項研究發表於11月20日的「Scientific Reports」期刊。
這個研究給我們的啟示是:體育系的也要學物理啦!
#超中二物理宅雜記
#等我征服世界就把聲學列為全人類必修
#生命宇宙與萬事萬物什麼都馬跟物理有關
#話都給我講就好 其之217
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