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Artificial neural network predictive models for optimizing the training process in race walking: a longitudinal observational study.

Skalski D, Prończuk M, Łosińska K, Stastny P, Maszczyk A, Zajac A.

Resumen ejecutivo en español

🎯 Título: Redes neuronales para predecir el rendimiento en marcha atlética

📌 En breve: Un modelo de red neuronal (RBF) predijo el rendimiento competitivo de marchistas de élite con mayor precisión que los modelos estadísticos clásicos, usando frecuencia cardíaca y longitud de paso como indicadores clave.

🔬 Puntos clave:
### El estudio
30 marchistas mujeres de nivel nacional fueron seguidas durante 4 temporadas (2021-2024), con mediciones de laboratorio y campo: ergoespirometría (VO2max), lactato, frecuencia cardíaca, cinemática de la marcha y fuerza de miembros inferiores (1RM).
### Qué predice mejor el rendimiento
La frecuencia cardíaca, la longitud de paso, el VO2max y la fuerza máxima (1RM) fueron los predictores más influyentes. El modelo de red neuronal de función de base radial (RBF) tuvo la mayor precisión predictiva (R² = 0,89), superando a otro tipo de red neuronal (R² = 0,87) y a los modelos de regresión clásicos (R² = 0,61-0,81).
### Variación estacional
Hubo variación estacional significativa en el rendimiento, lo que respalda usar modelos que consideren el momento de la temporada.

🎯 Aplicación clínica para LATAM: Federaciones de atletismo en la región que entrenan marchistas de élite podrían explorar el uso de frecuencia cardíaca y longitud de paso como indicadores de monitoreo en tiempo real, complementados con VO2max y fuerza máxima para planificación a largo plazo.

⚠ Limitaciones: La muestra fue pequeña y específica (30 marchistas mujeres de un país), por lo que el modelo debe validarse en otras poblaciones antes de generalizarse.

Abstract original

This study identified key physiological, biomechanical, and strength-related predictors of competitive performance in elite female race walkers and evaluated the effectiveness of classical and machine-learning models for individualized training optimization. Thirty nationally ranked female race walkers (25 ± 3 years) were assessed over four seasons (2021-2024). Laboratory and field tests included ergospirometry (VO2max, VCO2, VE (minute ventilation), respiratory exchange ratio (RER)), blood lactate (LA), heart rate (HR), gait kinematics (step length, speed), and lower-limb strength (1RM, maximal power). Temporal and seasonal dynamics were evaluated using Kruskal-Wallis and g-Fisher tests. Predictive models included multiple regression, polynomial regression, multilayer perceptron (MLP), and radial basis function (RBF) networks, developed with correlation-vector analysis (R0, R1), collinearity diagnostics, and interaction terms. The most influential predictors were HR, step length, VO2max, and 1RM (R0 > 0.70). RBF achieved the best predictive accuracy (R 2 = 0.89; RMSE = 0.28), outperforming MLP (R 2 = 0.87) and regression baselines (R 2 = 0.61-0.81). Significant seasonal variation (p 

Cómo citar:
Skalski D, Prończuk M, Łosińska K, Stastny P, Maszczyk A, Zajac A. (2026). Artificial neural network predictive models for optimizing the training process in race walking: a longitudinal observational study.. PeerJ.
DOI: 10.7717/peerj.21224 ↗
PMID: 42199838 ↗
Acceso al paper: Ver completo ↗

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