AI赋能运动护齿复位器革新及其体育效应研究

摘要：探讨AI技术在运动护齿复位器领域的应用所带来的革新以及由此产生的体育效应。首先阐述了传统运动护齿复位器的局限，其次分析了AI赋能的方式，包括智能材料选择、个性化设计与制造、实时监测等。通过案例分析，探讨了革新对运动员口腔保护、运动表现提升、训练效果优化等体育效应方面的影响，同时也对未来发展和潜在挑战进行了展望。

关键词：AI赋能；运动护齿复位器；革新；体育效应

在激烈竞技的体育比赛和高风险运动中，运动员的口腔极易受到损伤[1]。运动护齿复位器作为一种重要的防护装备，对于保护运动员的牙齿、颌骨和口腔软组织具有关键作用。然而，传统的运动护齿复位器在功能和适应性方面存在一定的局限性。随着AI技术的迅速发展，其在医疗和体育装备领域的应用潜力逐渐被挖掘，AI赋能运动护齿复位器带来了全新的发展机遇[2]，对体育运动产生了深刻的影响。

1.传统运动护齿复位器的局限性

传统运动护齿复位器大多是采用通用的模具制作，尺寸和形状相对固定。这种统一规格的护齿复位器可能无法与每个运动员的口腔完美贴合。由于主要功能是在受到外力冲击时，通过缓冲作用减少对口腔的伤害，也无法实时监测口腔内部的受力情况、咬合状态等。加之材料选择有限，其弹性、韧性等都无法满足复杂运动场景的需求。在设计上没有充分考虑运动员在不同运动姿势和动作下的口腔保护需求，如在运动员开口呼吸、大声呼喊等情况下，护齿复位器可能会影响呼吸或者发音。

2.AI赋能运动护齿复位器的革新方式

AI系统可以收集大量不同运动场景下护齿复位器的受力数据、材料性能数据等。通过对数据分析，能够筛选出最适合特定运动项目的材料。如对于拳击运动，需要具有更高的抗冲击强度和快速的弹性恢复能力的材料；对于水上运动，则需要较好的防水性和耐腐蚀性。AI驱动的3D口腔扫描技术能够快速、精确地获取运动员口腔的三维数据。通过激光扫描或者结构光扫描等方式，可以捕捉到牙齿、颌骨等口腔结构的细节信息。这些数据被传输到AI系统后，系统利用计算机辅助设计（CAD）软件自动生成与运动员口腔完全匹配的护齿复位器模型。这种个性化模型不仅能提高护齿复位器的贴合度，还能避免因不合适的尺寸而对口腔造成的不适或损伤。

AI赋能的护齿复位器中集成多种微型传感器，如压力传感器、应变传感器、加速度传感器等。这些传感器可以实时采集运动员口腔内部的受力情况、护齿复位器的变形情况等数据。将采集到的数据被传输到AI分析平台，平台利用深度学习算法对数据进行处理和分析对比，系统可以判断当前口腔受力是否异常，护齿复位器的保护效果是否良好。

3.AI赋能运动护齿复位器的体育效应

由于个性化设计和智能材料的应用，AI赋能的护齿复位器能够更好地贴合运动员口腔，

对牙齿、颌骨和软组织提供更精准的保护。在面对冲击力时，护齿复位器的智能材料可以根据受力情况自动调整保护策略，有效分散和缓冲冲击力，减少口腔损伤的发生概率。个性化

基金项目：教育部人文社会科学研究青年基金项目（24YJC890058）.

作者简介：付浩（1981-），男，讲师，硕士，研究方向：口腔教育与疾病治疗.

*通讯作者：付强，副教授，博士，研究方向：运动医学，E-mail：hns007511@126.com.

的设计确保了护齿复位器不会对运动员的口腔造成额外的不适，减少了因护齿不适而产生的分心。同时，优化后的设计考虑了运动员的呼吸需求，在保证防护功能的前提下，不会阻碍呼吸通道，使运动员能够更顺畅地呼吸。在高强度运动中，良好的呼吸对于维持体能和运动表现至关重要。如在拳击运动中，正确的咬合可以帮助运动员更稳定地承受和传递出拳时的反作用力，提高出拳的力量和准确性。

4.案例分析

（1）拳击：对一组职业拳击运动员进行研究，其中一部分运动员使用传统护齿复位器，另一部分使用AI赋能的护齿复位器。在经过一个赛季的比赛和训练后发现，使用AI护齿复位器的运动员口腔受伤的比例明显低于使用传统护齿复位器的运动员。并且使用AI护齿复位器的运动员在比赛中表现出更好的出拳力量和准确性，所反馈护齿复位器的舒适度更高，对呼吸和说话的影响更小。（2）橄榄球：在大学橄榄球校队中进行试验，对比使用不同护齿复位器的运动员。在训练和比赛过程中，AI赋能的护齿复位器通过实时监测发现了多起潜在的口腔高压力情况，并及时发出警报。教练根据这些信息调整了训练计划，减少了一些高风险对抗动作的训练强度。最终，该队在赛季中口腔损伤事故大幅减少。

分析发现，使用AI赋能护齿复位器后，口腔损伤的发生率明显降低。对运动员的运动表现数据对比分析，如拳击运动员的出拳速度和力量、橄榄球运动员的冲刺速度和传球准确性等显示，使用AI护齿复位器的运动员在这些指标上有提升。表明了AI护齿复位器在口腔保护方面的显著效果。

5.未来发展与挑战

（1）发展：未来的AI赋能运动护齿复位器有望集成更多的功能，如与运动员的心率、血压等生理指标监测相结合，形成一个综合的运动健康监测系统。同时，可以与虚拟现实（VR/增强现实（AR）技术融合，为运动员提供更加沉浸式的训练体验，如在训练中模拟不同的比赛场景，同时实时反馈护齿复位器的保护状态和运动员的口腔受力情况。护齿复位器可以与其他智能体育装备，如智能头盔、智能运动鞋等进行数据交互和协同工作。如当护齿复位器检测到口腔受到较大冲击时，可以与智能头盔通信，头盔自动调整其内部的缓冲系统，提供更全面的头部保护。（2）挑战：目前，AI赋能运动护齿复位器的研发和生产成本相对较高，包括先进的传感器、智能材料以及复杂的制造工艺等都增加了成本。这使得其在普及应用方面面临一定的困难，尤其是对一些基层体育队伍来说，这可能是限制他们使用的重要因素。

护齿复位器采集了大量运动员的个人数据，包括口腔受力数据、运动姿态等敏感信息。保障这些数据的安全和隐私是一个重要的问题。如果数据泄露，可能会对运动员的个人隐私和职业生涯造成损害，同时也可能被不法分子利用，用于不正当的商业用途或干扰比赛公平性。在复杂的运动环境中，护齿复位器的传感器和电子元件需要具备高度的可靠性。然而，目前这些技术在长期使用过程中可能会出现故障，如传感器失灵、数据传输中断等，这些增加了使用的复杂性。

6.结论

AI赋能运动护齿复位器的革新为体育防护装备领域带来了巨大的变化。这种新型护齿复位器在增强口腔保护效果、提升运动表现和优化训练效果等体育效应方面表现出了显著的优势。虽然还面临着成本、数据安全等挑战，但随着技术的不断发展，AI赋能运动护齿复位器有望在未来的体育活动中得到更广泛的应用，为运动员提供更加智能的保护，推动体育事业高效发展。

参考文献

[1]余婷婷.口腔颌面部运动创伤研究现状[J].中国运动医学杂志，2012，31（5）：451-455.

[2]孔祥溢，王任直.人工智能及在医疗领域的应用[J].医学信息学杂志，2016，37（11）：2-5.