Разработка математической модели для прогнозирования максимального потребления кислорода футболистов

ˑ: 

Доктор биологических наук, профессор С.П. Левушкин1
Кандидат педагогических наук М.С. Фесенко1
Г.К. Чилингарян1
Кандидат педагогических наук Е.М. Калинин1
1Российский университет спорта «ГЦОЛИФК», Москва

Цель исследования – разработка математической модели для прогнозирования максимального потребления кислорода (МПК) у футболистов 15-17 лет на основе антропометрических и функциональных показателей с использованием методов машинного обучения.
Методика и организация исследования. Для построения прогностической модели предварительно определялся комплекс антропометрических показателей (длина и масса тела, толщина кожно-жировых складок, состав тела), параметры вариабельности сердечного ритма (ЧСС, SI, TP, HF, LF, IC, PARS), а также (систолическое и диастолическое артериальное давление). МПК измерялся прямым методом при выполнении максимального нагрузочного теста с использованием газаонализатора. В работе протестировано пять алгоритмов машинного обучения.
Результаты исследования и выводы. В ходе разработки было протестировано пять различных алгоритмов машинного обучения для прогнозирования МПК у футболистов на основе комплекса антропометрических и функциональных показателей, проведен сравнительный анализ алгоритмов. Математическая модель, основанная на использовании алгоритма линейной регрессии, позволяет прогнозировать максимальное потребление кислорода у футболистов с высокой точностью (R²=0,78; MAE=3,1 мл/кг/мин), что соответствует критериям прогнозирования в спортивной физиологии и может быть использовано для практического применения в тренировочном процессе.

Ключевые слова: максимальное потребление кислорода, футболисты, машинное обучение, линейная регрессия, прогностическая модель, антропометрические и функциональные показатели.

Литература

  1. Зайченко А.С. Оценка работоспособности футболиста в контексте индивидуализации тренировочного процесса / А.С. Зайченко, Ю.А. Попов // Физическая культура: воспитание, образование, тренировка. – 2021. – № 1. – С. 43-45.
  2. Лаптев А.И.  Комплексный контроль и коррекция аэробных и анаэробных возможностей борцов греко-римского стиля // А.И. Лаптев, С.П. Левушкин. – М.: Издательство «ОнтоПринт», 2018. – 120 с.
  3. Левушкин С.П. Определение специальной работоспособности баскетболистов на основе современных методов / С.П. Левушкин, Н.А. Лапшин, К.В. Зуев // Теория и практика физической культуры. – М., 2018. – № 12. – С. 42.
  4. Castagna C., Krustrup P., Póvoas S. Estimation of maximal oxygen uptake using the heart rate ratio method in male recreational football players. European Journal of Applied Physiology. 2022. V. 122. No. 6. Pp. 1421-1428.
  5. Dexheimer J. D. et al. Predicting maximal oxygen uptake using the 3-minute all-out test in high-intensity functional training athletes. Sports. 2020. V. 8. No. 12. Pp. 155.
  6. Fairman C. M. et al. Estimating and Tracking Changes in VO2max From a Field-Based Critical Velocity Test in Collegiate Soccer Players. Journal of Sport and Human Performance. 2015. V. 3. No. 1.
  7. Ghouili H. et al. Normative reference and cut-offs values of maximal aerobic speed-20 m shuttle run test and maximal oxygen uptake for Tunisian adolescent (elite) soccer players. Heliyon. 2023. V. 9. No. 10.
  8. Parpa K., Michaelides M. A. Maximal aerobic power using the modified heck protocol: Prediction models. International Journal of Sports Medicine. 2022. V. 43.  No. 08.  Pp. 694-700.