Algorytmy pomogą wejść na szczyt

Aleksandra i Natalia Kałuckie podczas rywalizacji na Europejskich Igrzyskach Akademickich w Łodzi. Fot. EUG

Najpierw urodziła się Aleksandra. Dwie minuty później przyszła na świat Natalia. Dzisiaj rywalizacja bliźniaczek toczy się już w setnych, a nawet tysięcznych częściach sekundy.

Sześć sekund i pięćdziesiąt trzy setne – od maja tego roku wiadomo, że tyle czasu wystarczy do pokonania 15-metrowej ściany ustawionej pod kątem 95 stopni. Jeszcze do niedawna wydawało się, że zejście poniżej siedmiu sekund jest niewykonalne. Skoro jednak granicę przełamano, to nic nie stoi na przeszkodzie, by i ten rekord świata poprawić. Aleksandra i Natalia Kałuckie powoli się do niego zbliżają. Pierwszej brakuje tylko 0,11 sekundy, „życiówka” drugiej jest gorsza o 0,35 sek. Tajną bronią sióstr w osiągnięciu tego celu ma być współpraca z informatykami z ich macierzystej uczelni – Akademii Nauk Stosowanych w Tarnowie.

Który „patent” najlepszy?

Z uwagi na dynamikę i nieprzewidywalność wspinaczka należy do sportów wyjątkowo widowiskowych, a przy tym bardzo wymagających zarówno fizycznie, jak i psychicznie. Wszystko decyduje się, i to dosłownie, w ułamkach sekund. Sztaby trenerskie poszukują więc ciągle nowych rozwiązań i metod umożliwiających doskonalenie „patentów na standardzie”, czyli sposobów pokonania drogi na szczyt ściany. W Tarnowie sięgnięto po technologie informatyczne, za pomocą których powstaje unikatowy na skalę światową system wizyjny monitorujący ruchy wspinacza oraz jego parametry. Pomysł podrzucił dr inż. Adam Pieprzycki, po godzinach wspinacz z bogatym dorobkiem w skałach i górach wysokich, ratownik TOPR i przewodnik górski. Chodzi o wsparcie treningu, na którym nie wszystko da się dojrzeć „gołym okiem” i niekiedy trzeba zdać się na intuicję. A ta bywa zawodna.

System składa się z szybkiej 100-klatkowej kamery i dziewięcioosiowych czujników ruchu. W każdy z nich wbudowany jest trójosiowy akcelerometr, trójosiowy żyroskop i trójosiowy magnetometr. Takie sensory nie są żadną nowością, każdy ma je choćby w swoim smartfonie, ale informatycy z ANS nie dość, że stworzyli swoje autorskie, które komunikują się z aplikacją poprzez bluetooth, to jeszcze zwiększyli ich precyzję. Są wielkości zegarka i umieszcza się je na elastycznych opaskach zakładanych w pasie, na rękach i nogach. Były obawy, że mogą przeszkadzać, być niewygodne i opóźniać pokonanie ściany. Po próbnych przebiegach zawodnicy stwierdzili, że nawet ich nie czują. Na podstawie nagrania wideo algorytmy uczenia maszynowego estymują ruch wspinacza i „przekładają” go na wykresy. Dane, których nie da się wywnioskować z obrazu wideo, jak np. prędkość kątowa czy liniowa, pochodzą właśnie z czujników.

– Po każdym biegu jesteśmy w stanie zebrać sporo informacji, które w postaci wykresów funkcji czasu pokazujemy trenerowi. On widzi, czy obrana przez niego strategia się sprawdza, czy nie, w którym momencie zawodnik porusza się szybciej, a kiedy obiera optymalną trajektorię ruchu. Widać to czarno na białym – tłumaczy dr inż. Daniel Król, kierownik Katedry Informatyki ANS.

Naukowcy przymierzają się także do „oczujnikowania” uchwytów na ściance tzw. belkami tensometrycznymi. Dzięki temu będzie można w przestrzeni 3D sprawdzić np. siłę nacisku na taki uchwyt i poprawiać także i ten parametr w czasie treningu. Za kilka miesięcy dołożą również sensory, które analizują elektromiogramy z poszczególnych partii mięśni.

– Jestem wielką entuzjastką nauki. Bardzo mnie cieszą takie nowinki w naszym sporcie. Wspieram tego typu inicjatywy i liczę, że wniosą one dużo dobrego do mojego treningu – podkreśla Aleksandra Kałucka, która w ANS studiuje matematykę, a w dalszej przyszłości marzy, by zająć się właśnie badaniami naukowymi.

Jej siostra Natalia wybrała wychowanie fizyczne. Teraz wszyscy ją pytają, czy będzie wuefistką. Być może, ale bardziej skłania się ku pracy jako instruktor sportu. Niewykluczone jednak, że po licencjacie zmieni kierunek – na wydziale otwarto właśnie psychologię sportu. Również ciekawi ją wprowadzenie technologii do treningu.

– Ten system pokaże, które fragmenty są słabsze w naszym wykonaniu i co należy zmienić. To z pewnością przyczyni się do szybszego pokonywania „standardu” – nie pozostawia wątpliwości.

Raj dla wspinaczy

Tarnów od lat jest polską stolicą wspinaczki na czas. Śmieją się, że gdzie nie rzucić kamieniem, tam trafi na mistrza. Sekcję w uczelnianym klubie AZS założono w roku 2008, a bezpośrednim impulsem stało się zdobycie złotego medalu Mistrzostw Polski Szkół Wyższych przez Jędrzeja Komosińskiego. Mniej więcej w tamtym okresie treningi rozpoczęły też siostry Kałuckie. – Ja dwa dni później niż Ola – śmieje się „młodsza” bliźniaczka. Obie rywalizują od urodzenia. Przyszły na świat w odstępie dwóch minut. Dziś ścigają się na setne, ba, tysięczne części sekundy. Mijający rok należał zdecydowanie do Aleksandry, która wygrała Puchar Świata, była najlepsza w Europejskich Igrzyskach Akademickich i Akademickich Mistrzostwach Świata oraz sięgnęła po srebro w mistrzostwach Europy. Ale i Natalia z tego sezonu jest zadowolona.

Siostry Kałuckie z trenerem Tomaszem Mazurem

– Moim zadaniem było poradzić sobie z presją i oczekiwaniami, jakie wiązano z moimi występami po tym, gdy w ubiegłym roku zostałam mistrzynią świata. Udało się, przełamałam klątwę „następnego sezonu” – zauważa.

W ostatnich miesiącach zdobyła srebro w The World Games i w Europejskich Igrzyskach Akademickich, brąz na mistrzostwach Europy, dwukrotnie stawała na najniższym stopniu podium Akademickich Mistrzostw Świata, a do tego dołożyła trzecie miejsce w Pucharze Świata. We wrześniu, na zawodach PŚ w Edynburgu, doszło po raz pierwszy do siostrzanego finału.

– Niektórzy się dziwią, ale to było nasze największe marzenie. Popłakałyśmy się przed tym biegiem, trochę poniosły nas emocje, ale to była bardzo wzruszająca i piękna chwila – wspomina Aleksandra, która wówczas wygrała.

Obie podkreślają, że ich współzawodnictwo oparte jest na zdrowych zasadach. Na treningach zakładają się, która zrobi tego wieczoru kolację. Przyznają, że to działa, motywacja jest wtedy większa. – Uważam, że gdyby nie siostra, nie byłoby mnie tu, gdzie dzisiaj jestem – z przekonaniem twierdzi Natalia.

Wspinaczka była dla bliźniaczek naturalnym wyborem. Od zawsze były ruchliwe – w dzieciństwie wdrapywały się na drzewa, wskakiwały na meble, wisiały na trzepaku. W dodatku nieopodal ich domu była ścianka, na którą pewnego dnia zabrał je brat. Nie przeszkadzało im nawet to, że od urodzenia obie nie widzą na jedno oko. Poza tym są jak ogień i woda. Ola bardziej energiczna, żywiołowa, Natalia to z kolei siła spokoju. Jedna prawo-, druga leworęczna. Ale to akurat przy wspinaniu nie ma znaczenia. Od ubiegłego roku dzielą czas między sport i studia. Nie jest to łatwe.

– Zdarzają się treningi, po których jestem tak zmęczona, że nie mam ochoty siadać do książek, ale wtedy zaciskam zęby i nie ma przeproś – mówi Natalia.

– Najtrudniej bywa w trakcie sesji, gdy trzeba pogodzić zgrupowania, wyjazdy i naukę. Na szczęście mamy indywidualny tok studiów. Jest dzięki temu łatwiej, wykładowcy są wyrozumiali, choć nikt prezentów nam nie daje – zastrzega Aleksandra.

Obie są też w Narodowej Reprezentacji Akademickiej – programie, który wspiera kształcenie sportowców-studentów, pozwalając im na jednoczesne kontynuowanie kariery. Jeszcze do niedawna startowały we wspinaczkowym trójboju, na który składają się: prowadzenie, speed i bouldering. Teraz skupiają się już tylko na konkurencji szybkościowej, w której powalczą o kwalifikację olimpijską. Liczą, że pomoże im w tym informatyka.