Использование искусственного интеллекта на занятиях физической культуры для отслеживания работы сердечно-сосудистой системы

• НИКИТИН Сергей Валерьевичпреподаватель, Казанский государственный энергетический университет, SPIN-код 8985-9953, http://orcid.org/0000-0002-8347-1267Patricio21074@gmail.com
• САМАТОВА Зиля Ильдусовнастудент ИЦТЭ, Казанский государственный энергетический университетzilyasamatova2@gmail.com

Изучены возможности искусственного интеллекта для мониторинга сердечно-сосудистой системы во время занятий физкультурой. Представлена модель системы с носимыми устройствами и анализом данных. Подчёркнут потенциал искусственного интеллекта в повышении эффективности и безопасности тренировок.

Ключевые слова: искусственный интеллект, сердечно-сосудистая система (ССС), физкультура, мониторинг, безопасность, машинное обучение, носимые устройства, персонализация тренировок, безопасность тренировок

Введение

Современная физическая культура уделяет всё больше внимания индивидуализации тренировочного процесса, учитывая особенности организма каждого человека. Одним из основных аспектов этого подхода является мониторинг состояния сердечно-сосудистой системы (ССС). Спокойная реакция ССС на физические упражнения решает много, особенно обеспечение эффективности и безопасности занятий. Обычные методы контроля, такие как измерение пульса артериального давления, считаются важными, но часто предоставляют ограниченную информацию и требуют экспертного участия.

В наше время развитие искусственного интеллекта (ИИ) открывает всё больше и больше возможностей для более точного и почти непрерывного мониторинга работы ССС во время физической активности. Использование ИИ позволяет тренерам незамедлительно корректировать нагрузки и предотвращать нежелательные последствия. Потенциал применения ИИ в данной области очевиден, однако его применение для мониторинга ССС в физическом воспитании располагается на ранней стадии разработки. В данный момент исследования сконцентрированы в основном на отдельных аспектах: от разработки алгоритмов анализа (ЭКГ) электокардиограммы до устройств носимых для отслеживания сердечного ритма. Но по прежнему групповые исследования, интегрировавшие различные методы ИИ для всесторонней оценки и адаптации к процессу тренировок, не так часты. Учитывая растущий интерес к персонализированному и профилактическому здравоохранению, а также увеличение числа людей, ведущих малоподвижный образ жизни, и связанных с этим рисков для ССС, исследование возможностей мониторинга сердечно-сосудистой системы с помощью ИИ в сфере физического воспитания становится особенно актуальным. Разработка таких систем может кардинально изменить подход к физической активности, сделав её более безопасной, эффективной и доступной для всех. Таким образом, изучение потенциала ИИ для прогнозирования функций ССС во время занятий физической культурой считается важным шагом на пути к более здоровому будущему. [1] Цель Цель этой статьи заключается в изучении и анализе использования ИИ систем на занятиях физической культуры для безопасного, что немаловажно, эффективного мониторинга работы ССС. Для этой цели необходимо решить кучу задач: проанализировать существующие методы мониторинга работы сердечно-сосудистой системы во время физической активности и определить их ограничения; изучить возможности использования различных методов искусственного интеллекта, таких как машинное обучение и нейронные сети, для анализа данных о работе сердечно-сосудистой системы; рассмотреть перспективные направления разработки и внедрения систем мониторинга сердечно-сосудистой системы на основе ИИ в практику физического воспитания; оценить потенциальные преимущества и риски использования ИИ в данной области.

[2]

В ходе поиска были изучены научные статьи, обзоры и т.п затрагивающие применение ИИ для мониторинга ССС в медицине и спорте. Была проведена классификация полученной информации для установления основных стремлений и грядущих направлений. Также была разработана смысловая модель системы прогнозирования ССС на основе разума ИИ для занятий физическими упражнениями.

Доказано, что использование носимых приспособлений с датчиками, вшитыми в одежду для спорта или аксессуары в виде браслетов и часов, для непрерывной фиксации физиологических параметров (к примеру ЭКГ, пульса, частоты дыхания и т.д) является одним из наиболее перспективных направлений использования ИИ для мониторинга ССС. Кроме того, разработка алгоритмов машинного обучения и нейронных сетей поможет более точно анализировать полученные данные от носителя устройства и позволит выявить индивидуальные реакции и специфику ССС на нагрузки и разработать персональные рекомендации для дальнейших тренировок. [3] Интегрирование системы прогноза ССС на основе ИИ, к примеру, мобильное приложение или онлайн платформа позволит дистанционно контролировать занимающегося и обеспечить оперативную обратную связь с тренерами. Немаловажно то, что важно разработать алгоритм автоматической идентификации аритмии или иных патологических состояний на основе ЭКГ, зарегистрированных во время занятий спортом, для более значимого оказания первой помощи. На основании проведенного анализа была составлена концептуальная модель системы мониторинга ССС на основе ИИ, включающая носимые устройства с датчиками, модули сбора и обработки данных, а также интерфейс для отображения результатов анализа и рекомендаций. Экспертные оценки подтверждают, что использование ИИ для контроля работы ССС может значительно повысить эффективность и безопасность тренировочного процесса, а также снизить риск сердечно-сосудистых осложнений. [5] Но, конечно, нельзя забывать и о потенциальных рисках, связанных с конфиденциальностью и надёжностью этих алгоритмов и возможных неполадок и ложных тревог. Пока что неизвестно, будет ли всё работать безошибочно, для этого нужно немало времени и средств, но как только всё будет исправно и безошибочно, будет очень многообещающим направлением для индивидуализации тренировочного процесса и поддержки эффективности и безопасности ССС. [4] Заключение Разработка и ввод систем мониторинга ССС на основе ИИ требует, по мнению авторов, комплексного подхода, предусматривающего интеграцию разнообразных аспектов - от физиологических возможностей до применения персональных данных о человеке в тренировочном процессе. Дальнейшие разработки и исследования в этой области должны быть направлены на разработку точных, надёжных, удобных, простых в использовании и безопасных носимых устройств, а также на разработку методики обучения тренеров и спортсменов правильному использованию системы мониторинга ССС на основе ИИ.

Сп.исок литературы:

[1] Григоренко Д.В., Бакешин К.П. Применение искусственного интеллекта в процессе физической подготовки // Молодой учёный. — 2024. — №15 (514). — С. 446–448.

[2] Иванцов П.П., Лукьянов А.Б., Лукьянов Б.Г., Степанов В.С. Искусственный интеллект в спортивной тренировке: монография. — Санкт-Петербург: Изд-во СПбГИКиТ, 2021. — 256 с. [3] Мануйленко Э.В., Тащиян А.А., Созаева А.С. Использование технологий искусственного интеллекта в спорте // Экономика и управление в спорте. — 2025. — Т. 5, №1. 123 c. [4] Карапетян М.К. Применение искусственного интеллекта при составлении планов обучения физической культуре для студентов высших учебных заведений // Актуальные исследования. — 2024. — №7 (189), Ч.II. — С. 24–26.

[5] Усс О.П. Использование искусственного интеллекта на уроках физической культуры // Сетевое издание «Солнечный свет». — 2024.

Скачать