的《Grand Challenges in SportsHCI》（体育人机交互领域的重大挑战），是体育人机交互（SportsHCI）领域首篇系统梳理领域核心瓶颈、构建未来10年研究议程的纲领性文献。该研究由来自莫纳什大学、特文特大学、瑞典皇家理工学院等全球16所顶尖高校与科研机构的22位国际跨学科专家，通过为期5天的封闭式专题研讨会完成，最终形成了的完整体系。截至2026年3月，该论文已获得47次学术引用、13159次全文下载，成为SportsHCI领域研究者、产业从业者的核心参考框架。

　　《Grand Challenges in SportsHCI》是体育人机交互（SportsHCI）领域里程碑式的顶会成果，发表于2024年国际人机交互顶会CHI Conference on Human Factors in Computing Systems。论文作者团队由22位国际顶尖跨学科专家为核心构成，最终署名作者共26位，分别来自澳大利亚、荷兰、瑞典、西班牙、美国、德国、英国、奥地利、丹麦、意大利、芬兰、中国等12个国家的20余所顶尖高校与国家级科研机构，覆盖人机交互、计算机科学、设计学、运动科学、心理学、社会科学等多个核心学科，是SportsHCI领域迄今为止规模最大、学科覆盖最全面、国际代表性最强的专家共识研究团队。

　　团队核心成员均为SportsHCI领域的深耕者，平均拥有13.7年人机交互（HCI）研究经验、7.3年SportsHCI专项研究经验，主导了该领域绝大多数经典系统开发、理论框架搭建与产业落地实践。本次研究中，团队通过为期5天的封闭式专题研讨会，完成了领域重大挑战的共识构建、体系梳理与理论升华，最终形成了论文的核心成果。

　　论文第一作者，澳大利亚莫纳什大学（Monash University）讲师、研究员，莫纳什大学运动游戏实验室（Exertion Games Lab）核心成员。

　　核心研究领域：体育可穿戴交互设备设计、具身交互技术、运动表现实时反馈系统开发、无障碍体育交互设计，是SportsHCI领域新生代核心学者。

　　代表性成果：研发了GymSoles智能鞋垫系统（论文Figure 1b），通过足底压力传感改善深蹲、硬拉等全身抗阻训练的身体姿态，是体育可穿戴反馈领域的经典研究；同时主导了多项针对力量训练、跑步运动的实时EMS、触觉反馈交互系统开发。

　　本论文核心贡献：作为第一作者主导了论文整体框架设计、研讨会全流程执行、挑战体系的最终梳理与论文撰写，同时负责运动表现优化相关挑战的核心内容撰写。

　　论文资深通讯作者，澳大利亚莫纳什大学教授，运动游戏实验室（Exertion Games Lab）创始人，全球SportsHCI领域的奠基人之一，CHI体育人机交互专项SIG的发起者。

　　核心研究领域：具身交互、运动游戏（Exertion Games）、体育人机交互理论框架搭建，是HCI领域运动交互方向的开创者，拥有超过25年的领域研究经验，主导了该领域早期的理论体系与设计范式构建。

　　代表性成果：提出了SportsHCI的10大设计透镜理论，构建了体育交互技术的核心设计框架；研发了全球首个远程体育社交交互系统，开创了“运动+社交+交互”的研究方向；主导了CHI会议历年的HCI and Sports专题研讨会，推动SportsHCI从HCI的分支方向发展为独立的跨学科领域。

　　本论文核心贡献：作为研究的总负责人，主导了研讨会的发起、专家团队的招募、研究顶层设计，同时负责领域长期愿景与社会价值相关挑战的核心内容撰写，是本次研究的核心发起人与学术带头人。

　　荷兰特文特大学（University of Twente）助理教授，论文共同核心作者。

　　核心研究领域：体育行为的长期追踪、运动动机设计、个性化体育交互系统、跑步运动的人机交互设计，长期聚焦休闲运动人群的运动参与度提升研究。

　　代表性成果：系统揭示了运动追踪工具对跑者长期运动行为的影响机制，构建了终身运动体验的设计框架，是体育动机与行为改变领域的核心学者。

　　本论文核心贡献：负责运动参与多方主体、运动员个性化设计相关挑战的内容撰写，同时主导了研讨会的挑战聚类与筛选标准制定。

　　核心研究领域：沉浸式体育交互（AR/VR）、移动人机交互、骑行与户外体育的交互系统设计，聚焦真实户外场景的体育交互技术落地。

　　代表性成果：研发了BikeAR增强现实骑行训练系统（论文Figure 1a），通过AR技术提升骑行者在无控路口的穿越决策安全性，是户外体育AR交互的经典研究。

　　本论文核心贡献：负责真实场景落地、体育数据交互设计相关挑战的内容撰写，同时主导了沉浸式体育交互相关的前沿文献梳理。

　　西班牙马德里卡洛斯三世大学助理教授，瑞典皇家理工学院研究员，论文共同核心作者。

　　核心研究领域：运动学习的生物反馈设计、体育可穿戴设备设计空间构建、具身交互的运动技能习得研究，是运动技能训练交互领域的核心学者。

　　代表性成果：提出了体育与健身场景可穿戴设备的完整设计空间，研发了BodyLights开放式视觉反馈可穿戴系统（论文Figure 1m），支持个性化的运动表现训练，相关成果已成为体育可穿戴设计的核心参考框架。

　　本论文核心贡献：负责运动员多维度个体建模、运动技能训练相关挑战的内容撰写，同时主导了可穿戴交互相关的文献梳理与挑战细化。

　　核心研究领域：体育交互技术的设计空间构建、团队运动的人机交互系统、体育技术的伦理与公平性研究，构建了SportsHCI领域首个完整的交互技术设计空间 taxonomy。

　　本论文核心贡献：负责研究方法设计、挑战体系的分类框架搭建，同时主导了体育技术产业落地、公平性相关挑战的内容撰写。

　　中国唯一核心作者，北京理工大学预聘副教授、博士生导师，国家级青年人才。（这位学者好像25年去澳门大学了，如果您本人看到了这篇文章，我如果有打错名字或者介绍不当的地方还请您留言/私信指出！）

　　核心研究领域：人机交互、普适计算、智能交互系统、体育与健康场景的交互技术设计，是国内体育人机交互领域的领军学者之一。

　　代表性成果：在CHI、UbiComp等HCI顶会发表论文数十篇，主持国家自然科学基金、北京社科基金青年人才项目等多项国家级、省部级课题，聚焦人机交互技术在体育、健康场景的落地应用。

　　本论文核心贡献：作为亚洲地区的核心专家代表，参与了研讨会全流程的挑战共识构建，同时负责亚太地区体育交互技术研究现状的梳理与挑战补充，为论文提供了非欧美地区的研究视角。

　　论文其余合著者均为SportsHCI及相关领域的顶尖学者，按研究方向可分为四大核心板块，为论文提供了全维度的学科支撑：

　　Michael D Jones：美国杨百翰大学教授，聚焦体育数据分析可视化、沉浸式体育训练系统开发，是体育数据交互领域的核心学者。

　　Florian Daiber：德国人工智能研究中心（DFKI）资深研究员，主导了跑步运动EMS实时反馈系统Footstrike（论文Figure 1k）的研发，是体育实时反馈交互技术的权威专家。

　　Robby van Delden：荷兰特文特大学研究员，研发了VR赛艇训练系统、交互式 playground 系统（论文Figure 1c），聚焦团队运动与VR体育训练的交互设计。

　　Perttu Hämäläinen：芬兰阿尔托大学教授，研发了全球首个交互式攀岩墙系统（论文Figure 1e），是沉浸式体育游戏与运动训练交互领域的开创者之一。

　　Lars Elbæk：南丹麦大学副教授，聚焦运动文化、体育伦理、基于动作的交互设计方法，是体育哲学与具身交互交叉领域的核心学者。

　　Dennis Reidsma：荷兰特文特大学教授，聚焦多模态交互、团队运动的动作捕熊猫体育直播平台捉与分析系统，主导了多项排球、足球等团队运动的交互技术开发。

　　Daniel Harrison：英国诺森比亚大学高级讲师，聚焦运动康复、损伤预防的交互技术设计，是体育康复HCI领域的核心学者。

　　Regina Bernhaupt：埃因霍温理工大学教授，聚焦用户体验设计、人机交互系统评估，为论文提供了交互系统设计与评估的核心理论支撑。

　　Carine Lallemand：埃因霍温理工大学/卢森堡大学教授，聚焦用户体验、情感化设计、女性运动参与的交互设计，是体育动机与包容性设计领域的权威专家。

　　Elise van den Hoven：悉尼科技大学/埃因霍温理工大学教授，聚焦物质交互、记忆交互、体育数据物理化设计，研发了Marbowl智能目标训练系统（论文Figure 1h）。

　　Lisa Anneke Burr、Vincent van Rheden：奥地利萨尔茨堡大学研究员，聚焦体育声音交互设计、运动体验的感官设计，是体育多模态反馈领域的核心学者。

　　Paolo Buono：意大利巴里大学教授，聚焦体育教育、青少年身体素养提升的交互技术设计，为论文的公共健康与社会影响部分提供了核心理论支撑。

　　Maria F. Montoya：莫纳什大学研究员，聚焦水上运动交互设计（WaterHCI）、包容性体育交互，为论文的体育公平与无障碍设计部分提供了核心内容支撑。

　　论文开篇明确了SportsHCI的核心定义：“体育人机交互（SportsHCI）是一个动态的、跨学科的领域，它融合交互技术与以人为本的设计原则，优化和提升从业余爱好者到精英运动员、包括休闲运动人群在内的所有运动参与者的体育体验”。

　　近年来，全球体育科技市场迎来高速增长，可穿戴设备、XR训练系统、运动数据分析平台等SportsHCI相关产品快速普及，但论文尖锐地指出了领域的核心困境：“我们注意到市场上出现了大量高度同质化的项目和产品（主要是支持运动表现对比的智能手机应用），这表明SportsHCI的创新可能已经陷入了停滞”。研究团队认为，停滞的核心根源在于，SportsHCI已从HCI的一个应用分支发展为独立的跨学科领域，却始终缺乏一套系统化、结构化的研究议程，更没有对领域的重大挑战进行体系化的梳理与界定——多数研究仅聚焦单一运动项目的特定问题，无法推动领域的整体性、变革性发展。

　　在此背景下，该研究的核心目标，是通过全球顶尖专家的集体共识，明确SportsHCI领域的重大挑战，为研究者、产业方、政策制定者提供清晰的方向指引，最终通过人机交互技术推动竞技体育表现提升、全人群运动参与度改善、大众身心健康发展与体育公平促进。

　　该研究采用社区导向的共识构建方法，形成了严谨、可追溯的研究流程，确保最终提出的重大挑战具备领域特异性、重要性与可行性。

　　研究团队招募了22位国际专家参与研讨会，专家团队具备极强的多元性与代表性，相关数据与领域分布详见论文Figure 2：

　　学术经验：专家平均拥有13.7年的HCI研究经验、7.3年的SportsHCI研究经验，覆盖从博士生、博士后到正教授的全学术层级；

　　学科背景：涵盖人机交互（18人）、计算机科学（10人）、设计学（6人）、运动与动作研究（3人）、心理学与社会科学（3人）；

　　研究领域：核心聚焦运动趣味与沉浸体验（15人）、运动动机与参与度（13人）、训练与技能发展（13人）、运动表现提升（10人），同时覆盖损伤预防与康复、团队动态、无障碍与包容性、体育伦理等细分方向；

　　覆盖人群：研究对象涵盖休闲运动者（20人）、运动专家（10人）、残障人士（7人）、青少年（6人）、老年人熊猫体育直播平台（5人）、专业运动员（4人）等全层级运动人群。

　　研讨会分为会前准备、会中共识构建、会后迭代优化三个核心阶段：会前专家独立梳理自身研究领域的核心挑战；会中通过汇报、集体汇总、初始聚类、分组讨论、全体合议完成挑战的初步筛选；会后通过AI辅助补充、文献匹配、多轮迭代，最终形成完整的挑战体系。

　　研究团队明确了4项核心准入标准，只有同时满足的挑战，才能被纳入最终的“重大挑战”体系：

　　对SportsHCI领域具有特异性，或在该领域中凸显性更强，在其他HCI分支中不存在或表现形式不同；

　　研究最终归纳的5大主题、16项重大挑战，完整呈现于论文Table 1中，形成了“基础技术底座-核心服务主体-人本核心回归-真实场景落地-社会价值释放”的完整递进逻辑，每个主题均配套了对应的可视化框架图，清晰呈现了挑战的核心要素与内在关联。

　　1. 面向运动员与教练反馈、意义建构的实时身体表现分析系统设计知识空白；2. 适配运动表现纵向特性的交互技术设计能力不足；3. 生物力学与SportsHCI方法的融合机制不明确；4. 实时身体表现分析在新型数字-物理训练中的应用不足

　　1. 基于交互技术的教练-运动员关系支撑体系不完善；2. 基于交互技术的运动员-观众深度互动关系支撑能力不足；3. 以运动员为核心的个性化设计与体验平衡难题

　　1. 面向交互技术设计的全维度运动员模型构建知识缺失；2. 身体表现建议之外的运动员情感与心理支持交互技术空白；3. SportsHCI技术设计中对个体非运动表现维度的考量不足

　　1. 复杂动态真实体育场景中的SportsHCI技术验证体系缺失；2. 支撑日常生活中运动体验侧的交互技术设计认知不足；3. 面向海量多维度体育数据的交互设计能力不足

　　1. 通过SportsHCI应对身体活动不足全球大流行的路径不明确；2. 衡量SportsHCI干预对运动素养提升效果的评估标准空白；3. 破解体育参与准入壁垒、提升体育公平性的路径缺失

　　这是SportsHCI领域的基础技术底座挑战，核心解决“交互技术如何真正、持续地赋能运动表现提升”的底层问题，其核心要素与内在关联详见论文Figure 4。

　　论文指出，当前多数SportsHCI系统仅停留在“数据采集-可视化展示”的基础阶段，未能真正实现对运动表现的深度优化，核心存在四大子挑战：

　　实时身体表现分析系统设计知识空白：论文明确提出，“关于表现优化的洞察与建议，需要通过技术传递给运动员和教练，但我们尚未明确反馈的最佳内容、模态与时机”——即时反馈可实现动作的实时调整，延迟反馈则更利于运动员深度反思，而当前领域尚未形成针对不同运动项目、不同训练场景的反馈设计体系。

　　运动表现纵向特性的交互技术设计能力不足：运动技能习得、身体状态变化、长期行为改变均具备长周期特性，“但SportsHCI领域极少关注运动的纵向特性”。论文尖锐地指出，HCI领域缺乏纵向研究的传统，纵向研究不仅面临技术耐用性、受试者留存、组织物流等现实障碍，更因学术产出效率低、职业风险高，成为领域的“无人区”。

　　生物力学与SportsHCI的融合壁垒：论文提出，“生物力学将身体简化为机械系统，不考虑生命体验；而HCI聚焦体验创造，却不理解身体的生物力学原理”。两个领域在数据使用、精度要求、研究目标上的本质差异，导致生物力学原理难以真正融入交互技术设计。

　　实时分析在数字-物理训练中的应用不足：当前SportsHCI系统的交互设计，未能充分利用前沿数据科学成果，同时“我们对技术训练环境中的技能向真实运动场景的迁移与留存效果，仍缺乏足够的理解”。

　　该挑战聚焦运动场景的三大核心利益相关方——运动员、教练、观众，解决“技术如何服务于运动参与全链条的多方关系”的核心问题，核心框架详见论文Figure 5。

　　论文指出，当前多数研究仅聚焦运动员单一主体，忽视了运动场景的多方互动关系，核心存在三大子挑战：

　　教练-运动员关系的技术赋能不足：论文强调，“教练是将客观数据与主观体验转化为可执行洞察的核心角色”，但现有技术难以将教练的专业经验、个性化指导理念融入设计，更无法平衡数据驱动的表现提升与运动员的整体体验、心理健康与长期发展。

　　运动员-观众的双向互动设计空白：当前SportsHCI对观赛场景的研究，“大多围绕观众之间的互动展开，仅有极少数研究关注运动员与观众之间的复杂双向关系”。尤其在长跑、骑行等运动员与观众长期分离的赛事中，赛前、赛中、赛后的全周期双向同步互动设计，仍处于完全空白的状态。

　　运动员为中心的设计存在核心矛盾：现有技术难以平衡个性化解决方案的高资源消耗与规模化落地的需求，同时“过度聚焦量化的表现指标，忽视了运动员的主观运动体验、长期运动动机，更未考虑运动之外的生活因素对运动员的影响”。

　　该挑战突破了“运动员仅为运动表现载体”的传统认知，回归以人为本的设计核心，聚焦运动员作为完整个体的多元需求，核心框架详见论文Figure 6。

　　论文提出，“运动员的健康与福祉，除了身体维度，还包括广泛的认知与情绪心理维度”，而当前领域对此的认知与设计能力严重不足，核心存在三大子挑战：

　　全维度运动员模型难以构建：运动员的行为与状态，受生理、心理、情绪、训练环境、生活环境、饮食等多重内外部因素影响，而“针对特定运动员的个体建模，天然面临个体数据稀缺的问题，尤其针对业余与休闲运动人群，这一问题更为突出”。

　　身体表现之外的支持体系完全空白：现有技术几乎只聚焦身体表现的指导，“尚未开发出针对运动员情绪支持、压力管理的交互技术，更未针对青少年、成年运动员的情感需求差异进行设计”。

　　非运动维度的个体特征被系统性忽视：现有个性化设计仅关注运动表现相关指标，论文明确要求，“必须在设计中明确纳入个体的身体主观感知、运动乐趣、运动目标与人生目标的平衡、个人价值观等非运动表现维度的个体特征”。

　　该挑战直击领域“实验室成果丰富、产业落地寥寥”的核心痛点，解决技术从理论到实践的转化难题，核心框架详见论文Figure 7。

　　论文指出，“SportsHCI技术通常在受控环境或短期实验中完成评估，而真实的体育场景是复杂、动态、持续演进的”，核心存在三大子挑战：

　　真实场景的技术验证体系缺失：现有技术的有效性验证，大多在实验室的理想环境中完成，缺乏在真实赛场、日常训练、户外自然环境中的长期验证，更未评估技术对运动实践本身的长期影响。

　　真实场景的运动体验设计认知不足：论文提出，“对许多运动员而言，身处自然、远离一切的沉浸感，是真实运动体验的核心部分”，而现有技术往往对运动体验造成侵入式干扰，同时过度聚焦量化指标，忽视了运动的质性、情感体验价值。

　　海量多维度运动数据的交互设计能力不足：当前领域缺乏针对海量、多源、长周期运动数据的交互设计方法，无法解决多设备数据打通、用户与跨生命周期数据的自然交互、复杂数据向可理解的运动洞察转化等核心问题。

　　该挑战将SportsHCI的价值边界，从个体运动体验提升，拓展到解决全球性社会问题，定义了领域的长期社会使命，核心框架详见论文Figure 8。

　　论文提出，“SportsHCI领域已经发展成熟，足以应对更复杂的社会议题，如身体活动不足、运动素养缺失、体育包容性不足等”，核心存在三大子挑战：

　　应对身体活动不足全球大流行的路径不明确：论文引用重磅数据指出，“身体活动不足被列为全球第四大死亡原因，全球27.5%的成年人、81%的青少年存在身体活动不足的问题”。但现有SportsHCI研究多聚焦步数等表层指标，仅针对症状，未触及身体活动不足的深层成因，更缺乏跨学科的长期干预研究。

　　运动素养提升的干预效果评估标准空白：运动素养是长期运动参与的核心决定因素，但其多维度特性导致技术干预效果难以直接评估，同时严谨的评估方案耗时耗力，与交互设计的快速迭代特性存在本质冲突，成为领域的核心瓶颈。

　　体育参与公平性的破解路径缺失：论文指出，“绝大多数SportsHCI研究，仅针对身体能力正常的主流人群”，而女性、低收入群体、残障人士、神经多样性人群等，均面临显著的体育参与壁垒，新技术的高成本反而可能进一步扩大体育参与的鸿沟。

　　论文明确了两大核心学术贡献：其一，构建了SportsHCI领域首个系统的重大挑战体系，形成了领域未来10年的结构化研究议程，为研究者定位研究方向、新入行者快速了解领域提供了核心指引；其二，系统梳理了各挑战对应的前沿研究现状，明确了领域的研究空白与协作机会，为产业合作、科研资金支持提供了清晰的方向参考。

　　论文坦诚地指出了研究的三大核心局限：一是研究方法单一，仅采用了5天研讨会的形式，未纳入其他研究范式，可能存在视角盲区；二是专家群体存在正向偏好，参与专家均为领域从业者，未纳入对领域持批判态度的研究者、厌恶运动的人群、因伤退出运动的人群等多元视角；三是对体育的负面效应，如兴奋剂使用、球迷暴力、竞技体育的心理伤害等议题，仅做了简要提及，未纳入核心挑战体系。

　　论文呼吁，领域研究者应基于提出的重大挑战体系，开展跨学科、长周期的协作研究，补充多元视角完善挑战体系，同时推动技术从实验室走向真实场景，最终实现SportsHCI的社会价值——不仅赋能竞技体育的表现提升，更推动全人群的运动参与，改善大众身心健康，促进体育公平。

　　这篇《Grand Challenges in SportsHCI》，不仅是对SportsHCI领域发展现状的全面复盘，更是对领域未来发展的顶层设计。其提出的五大主题16项重大挑战，打破了领域研究碎片化、同质化的困局，构建了从技术底座到社会价值的完整研究框架。对于SportsHCI领域而言，这篇论文不仅是一份研究指南，更是一份行动宣言——它重新定义了SportsHCI的核心使命：不仅是用技术优化运动表现，更是用技术让更多人享受运动、获得健康，最终实现体育的人本价值与社会价值。返回搜狐，查看更多