Měření času ve sportu: od stopek po hi-tech časomíry

Ondřej Vrba  |  Technika
Usain Bolt. Zdroj: Profimedia.cz

Měření času ve sportu se vyvíjí stejně rychle, jako rostou technologické možnosti lidstva. Cesta od manuálního měření k současné zautomatizované elektronicko-optické časomíře odráží i změny samotného vnímání sportu.

Sport byl ve svých prapočátcích vnímán hlavně jako souboj. Během OH v době antického Řecka, se sportovcům čas neměřil. Diváky zajímal samotný střet atletů, tedy kdo koho porazí a jak v klání zvítězí. Až v moderní éře se objevila myšlenka souboje s časem. S tím souvisí i rozmach statistik a zaznamenávání rekordů.

Rozvoji měření času významně pomohla i média a začátek přenášení sportovních událostí přímým přenosem. Dovedete si představit, jak by asi vypadal sportovní přenos bez dat, která se na nás z obrazovky chrlí? Bez online sledování času závodníků, porovnávání jejich průběžných mezičasů a zkoumání těsných rozdílů na cílových fotografiích, by byl zážitek jistě značně ochuzený.

Cílová fotografie finále sprintu na 100 metrů mužů na LOH v Pekingu. Zdroj: Profimedia.cz
Cílová fotografie finále sprintu na 100 metrů mužů na LOH v Pekingu. Zdroj: Profimedia.cz
Časomíra v cíli stadionu OH v Londýně. Zdroj: Profimedia.cz

Měření času ve sportu je v současnosti komplexní obor, který vyžaduje rozsáhlé množství složité techniky i lidí, kteří ji umí ovládat. Na letošních LOH v Londýně bude měření času zajišťovat 450 profesionálů s osmi stovkami cvičených dobrovolníků, kteří budou obsluhovat zařízení vážící dohromady asi 420 tun. Jen kabely spojující jednotlivé součásti časoměrného komplexu budou dohromady měřit přes 180 kilometrů.

Stopování času na sportovním svátku bude zajišťovat švýcarský výrobce hodinek a měřících zařízení Omega. Během her bude poprvé u cyklistiky a plavání použitý systém Quantum Timer. Quantum Timer umí měřit čas v rozlišení 1 miliontiny sekundy, tedy 100krát přesněji, než předešlá zařízení. V rámci oficiálních časů se sice zatím stále uvádějí maximálně tisíciny vteřiny, avšak měřící přesnost přístrojů se stále zlepšuje. Na první novodobé olympiádě v roce 1896 se přitom měřilo stopkami s přesností pouze na pětinu vteřiny.

Historické milníky měření času ve sportu

Rozhodčí se podíleli na měření času sportovců dlouho - i ve chvíli, kdy už se částečně využívalo elektronického měření. Zdroj: Omega

Na začátku bylo měření ve sportu plně v rukou lidského postřehu. Rozhodčí po výstřelu rozjeli své stopky a ve chvíli, kdy sportovec protnul cíl, je zastavili. Na velkých akcích měřilo jednoho sportovce hned několik rozhodčích najednou a výsledky se poté průměrovaly. Lidské oko sice vidí velmi přesně, problémem je však přenos informace ze zraku do ruky. Stlačení tlačítka stopek v reakci na vjem přichází zpožděně, což výsledky značně znepřesňuje.

Jako zajímavé se ukázalo porovnání výsledků lidského a elektronického měření u sprintu. Po zavedení elektronického měření začali „stovkaři“ najednou běhat v průměru zhruba o dvě desetiny vteřiny pomaleji. A není překvapením, že za tím nebyl náhlý výpadek formy sprinterů, ale právě korekce nedokonalosti lidského postřehu časoměřičů. Ti totiž mačkali stopky až v okamžiku, kdy uslyšeli startovní výstřel. To však už běžci zlomek vteřiny běželi a měřená dráha tak byla ve skutečnosti kratší.

Velký přelom nastal už na OH 1912 ve Stockholmu, kdy byla poprvé využita cílová fotografie pro posuzování finišů běžeckých závodů. Fotilo se stacionární štěrbinovou závěrkou s přiměřenou rychlostí, objektiv mířil na cílovou čáru a fotografoval ji v různých časech. Nevýhodou bylo, že výsledek nebyl okamžitě k dispozici, protože se muselo čekat na vyvolání kinofilmu. Zavedení cílové fotografie ale znamenalo zásadní pojistku pro rozhodnutí rozhodčích.

Z pravidel atletiky: Rozhodčí v cíli mají být v rovině cíle, nad úrovní dráhy a v odstupu alespoň 5 m od okraje dráhy. Zdroj: Český atletický svaz
Z pravidel atletiky: Rozhodčí v cíli mají být v rovině cíle, nad úrovní dráhy a v odstupu alespoň 5 m od okraje dráhy. Zdroj: Český atletický svaz

Další důležitou inovaci přinesla tzv. Kirbyho kamera, která zažila svou premiéru v roce 1932 na OH v Los Angeles. Ta současně fotografovala cíl i běžící stopky. Na základě snímků tak bylo možné nejen posoudit pořadí běžců, ale i měřit jejich přesný čas.

Snímek z Kirbyho kamery. Zdroj: Oracle ThinkQuest
Snímek z Kirbyho kamery. Zdroj: Oracle ThinkQuest

Na přelomu 40. a 50. let vyvinula Omega vysokorychlostní štěrbinovou kameru, kterou propojila s digitálními stopkami měřicími s přesností na setinu vteřiny. Racend OMEGA Timer použitý poprvé v Londýně 1948 také už uměl zastavit stopky poté, co sportovec protnul jím vyslaný paprsek světla v úrovni cíle. To znamenalo mimo jiné konec do té doby využívané cílové pásky.

S novým přístrojem končí i éra cílové pásky. Zdroj: Omega
S novým přístrojem končí i éra cílové pásky. Zdroj: Omega
Cílové foto ze závodu na 400 metrů v roce 1960. Zdroj: Omega
Cílové foto ze závodu na 400 metrů v roce 1960. Zdroj: Omega

Přes výrazně přesnější možnosti měření se až do roku 1972 oficiální výsledky udávaly s přesností na desetiny sekundy. Na setiny došlo až na začátku sedmdesátých let na OH v Mnichově, která je často zmiňována jako první s plně automatizovaným měřením. Tou dobou už bylo také samozřejmostí funkční propojení startovací pistole se stopkami.

Racend OMEGA Timer. Zdroj: Omega
Racend OMEGA Timer. Zdroj: Omega

Současné trendy v měření času ve sportu

V současnosti je měření času ve sportu plně digitální. Digitální stopky „quartz“, které nahradily ty mechanické, využívají ke stopování času přesné frekvence oscilace oxidu křemičitého. Lidský postřeh je zcela eliminován: startér-člověk sice zmáčkne spoušť pistole k odstartování závodu, ta je ale napojená na přístroje, které mají samotné měření zcela ve své režii.

Startovací pistole. Zdroj: Omega
Startovací pistole. Zdroj: Omega

Měření času ve sportu je také stále dokonaleji synchronizované s obrazem. Princip Kirbyho kamery je s digitálními možnostmi doveden k dokonalosti – cílové foto je k dispozici okamžitě i s integrovaným časovým razítkem. Cílová rovinka v atletice je snímána rychlostí až několika tisíc snímků za sekundu. Cílovou pásku v současnosti nejčastěji nahrazuje laserový paprsek. U zimních sportů se kvůli některým rušivým vlastnostem sněhu občas používá paprsek infračervený.

U sportů jako je rychlobruslení nebo sáňkování často rozhodují o umístění opravdu tisíciny vteřiny. Přesné měření je proto u těchto disciplín nezbytností. Zdroj: Profimedia.cz
U sportů jako je rychlobruslení nebo sáňkování často rozhodují o umístění opravdu tisíciny vteřiny. Přesné měření je proto u těchto disciplín nezbytností. Zdroj: Profimedia.cz

U některých sportů se při měření závodníků pracuje s radiovými frekvencemi. U disciplín s větším počtem závodníků (maratón, běh na lyžích) totiž startovní čáru nepřekročí všichni ve stejný moment. Proto má každý z běžců v botě přidělaný RFID čip s unikátní radiovou frekvencí. Na startovní čáře je smyčka mědi, která funguje jako anténa a registruje průchod označených závodníků. Systém je podobný tomu pro markování zboží na pokladnách v obchodech. V cíli pak tento systém individuálně každému sportovci změří jeho přesný čas.

U některých sportů, jako třeba u jachtingu, se pak využívá k měření závodů i globální družicový polohový systém GPS.

Důležitou roli hrají i dotyková čidla

Některé dráhové cyklistické disciplíny vyžadují použití speciálních startovních bloků, které drží kolo a jezdce až do chvíle, kdy je propustí startovací signál. Zdroj: Omega

Stále dokonalejší jsou i různá dotyková čidla, která jsou napojená na časoměřičské přístroje. Zvlášť podstatné jsou u plaveckých disciplín, jejichž měření kvůli vodnímu prostředí vyžaduje jiné metody. Speciálními dotykovými plochami jsou kontrolovány startovní bloky i cílové stěny bazénu. Zásadní u nich bylo vytvoření takové technologie, která by uměla reagovat pouze na dotyk ruky sportovce a nic jiného. Dotyková plocha na konci plavecké dráhy se proto aktivuje jedině soustředěným tlakem, naopak rozložený tlak vody nebo vln je schopna odlišit a ignorovat.

Dotyková čidla jsou podstatná i v atletice. Zabudovaná jsou do startovacích bloků – kontrolovat mají předčasné starty. Jako předčasný start se v současnosti považuje i to, když atlet opustí bloky dříve než desetinu sekundy po startovním výstřelu. Podle výzkumů totiž člověk není schopen v kratším časovém intervalu zareagovat. Startovní reakce pod desetinu sekundy je pouze náhodným trefením výběhu do startovního výstřelu a pro sportovce znamená stop v závodě.

Poté, co startovací pistole vystřelí, vyšle elektrický proud do startovacích bloků. V nich jsou dotyková čidla, která měří tlak a dokážou tak rozpoznat, jestli závodník opustil start v souladu s pravidly.

Měření plaveckých disciplín spoléhá na přesná a inteligentní dotyková čidla. Zdroj: Omega
Měření plaveckých disciplín spoléhá na přesná a inteligentní dotyková čidla. Zdroj: Omega
Startovací bloky jsou napojené na startovací pistoli. Zdroj: Omega
Startovací bloky jsou napojené na startovací pistoli. Zdroj: Omega

Sportovci dnes mohou bez obav spoléhat na to, že moderní technologie změří jejich čas až neuvěřitelně přesně. Jiná otázka už ovšem je, jak dlouho ještě budou sportovci v souboji s časem vyhrávat a pokořovat další a další hranice. Podle některých vědců už člověk vyšponoval své fyzické možnosti do extrému a konec překonávání světových rekordů je na dohled. Schválně, kolik myslíte, že padne světových rekordů na letošních LOH v Londýně?

Nejčtenější