Научная статья на тему 'К вопросу измерения биодинамических характеристик в спорте'

К вопросу измерения биодинамических характеристик в спорте Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

CC BY
244
79
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ТЕХНИЧЕСКИЕ ДЕЙСТВИЯ / TECHNICAL ACTIONS / ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС / ДАТЧИКИ УСКОРЕНИЙ / ACCELERATION SENSORS / ДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ / DYNAMIC BEHAVIOUR / БИОМЕХАНИКА / BIOMECHANICS / ИНФОРМАЦИЯ / ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ / MEASUREMENT SYSTEM / INFORMATION FEEDBACK

Аннотация научной статьи по компьютерным и информационным наукам, автор научной работы — Акопян Александр Оникович, Гаркавенко Владимир Алексеевич, Калмыков Евгений Викторович, Моржаков В.А., Финохин В.М.

В статье представлен принцип измерений и технологический комплекс, позволяющий оценить биодинамику движений в спорте. Одной из отличительных особенностей измерительного комплекса является возможность оценивать как биомеханику движений, так и эффективность выполненного двигательного действия. Обработка полученных данных может быть представлена в цифровом и графическом виде. Представленный комплекс позволяет посредством элементов обратной связи управлять обучением и совершенствованием технических действий в спорте.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по компьютерным и информационным наукам , автор научной работы — Акопян Александр Оникович, Гаркавенко Владимир Алексеевич, Калмыков Евгений Викторович, Моржаков В.А., Финохин В.М.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

To the metodic of biodynamical characteristics measurements in sport

The article presents the principle of measurement and processing complex to evaluate movements’ biodinamics in sports. One of the characteristics of the measuring system is able to evaluate how the Biomechanics of movements, and the effectiveness of system operation. Data can be represented in numerical and graphical form. The complex allows, through the feedback items, manage training and the improvement of the technical action in sports.

Текст научной работы на тему «К вопросу измерения биодинамических характеристик в спорте»

МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ СПОРТА

К ВОПРОСУ ИЗМЕРЕНИЯ БИОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК В СПОРТЕ

А.О. АКОПЯН, В.А. ГАРКАВЕНКО, Е.В. КАЛМЫКОВ, В.А. МОРЖАКОВ,

ФИНОХИН В.М., ФБГУ ФНЦ ВНИИФК

Аннотация

В статье представлен принцип измерений и технологический комплекс, позволяющий оценить биодинамику движений в спорте. Одной из отличительных особенностей измерительного комплекса является возможность оценивать как биомеханику движений, так и эффективность выполненного двигательного действия. Обработка полученных данных может быть представлена в цифровом и графическом виде. Представленный комплекс позволяет посредством элементов обратной связи управлять обучением и совершенствованием технических действий в спорте.

Abstract

The article presents the principle of measurement

and processing complex to evaluate movements'

biodinamics in sports. One of the characteristics

of the measuring system is able to evaluate how

the Biomechanics of movements, and the effectiveness

of system operation. Data can be represented in numerical

and graphical form. The complex allows, through

the feedback items, manage training and the improvement

of the technical action in sports.

Ключевые слова: технические действия, измерительный комплекс, датчики ускорений, динамические характеристики, биомеханика, информация, обратная связь.

Key words: technical actions, measurement system, acceleration sensors, dynamic behaviour, biomechanics, information feedback.

Одной из существенных проблем российской спортивной индустрии является отсутствие современных измерительных технологий в спорте [1, 2]. Это объясняется достаточно объективными причинами современного развития спорта и промышленности в целом. Надежда на оснащение зарубежными технологиями, зачастую слегка идеализированными по своим техническим характеристикам и возможностям, в настоящее время не оправдана по экономическим соображениям.

В этой связи актуальной становится задача создания собственных, российских технологий измерений в спорте. В ФГБУ ФНЦ ВНИИФК сделаны первые шаги к разработке измерительных комплексов, позволяющих регистрировать динамические характеристики звеньев тела спортсмена при выполнении технических действий и их эффективность. Аналоги такого комплекса уже описаны в боксе и тяжелой атлетике [3, 4].

В измерительный комплекс входят: блок датчиков, программное обеспечение и персональный компьютер (рис. 1).

В настоящее время в центре спортивных единоборств ФНЦ ВНИИФК проходит экспериментальную апроба-

цию действующая модель измерительного комплекса, в которую входят следующие элементы:

• опытная партия инерциальных датчиков и приемников, подключаемых по Wi-Fi к компьютеру, планшету, мобильному устройству;

• специализированное программное обеспечение для передачи и обработки полученной с датчиков информации;

• система видеорегистрации пользователя в системе;

• методика оценки правильности нанесения прямых ударов, «жесткости» кулака спортсмена при столкновении с препятствием;

• беспроводная система зарядки и система визуализации результатов тренировки в реальном времени.

Применение новейших микромодулей, измеряющих ускорение, угловую скорость, оригинальный способ обработки данных и разработанное ПО позволяет:

• объективно измерять силу удара;

• измерять динамические и силовые характеристики одиночных ударов;

• осуществлять контроль и оценку эффективности движений спортсмена;

Медико-биологические проблемы спорта

Программное обеспечение для Win 8, мобильное пртложение Android, iOs, WinRT (8)

Рис. 1. Блок-схема измерительного комплекса

• оперативно оценивать результаты тренировок;

• корректировать биодинамические недостатки и развивать преимущества спортсменов;

• в ходе моделирования фрагментов боя получать статистику нанесенных ударов, фиксировать их силу и точность нанесения;

• создавать базу данных параметров ударов для каждого спортсмена с последующим отслеживанием прогресса и фиксацией ошибок.

При работе с комплексом возможны следующие режимы тестирования:

- режим тестирования одиночных ударов (руками и ногами);

- режим тестирования специальной скоростно-силовой выносливости единоборцев;

- режим оценки биомеханической оптимальности ударной техники;

- режим совершенствования скоростно-силовых возможностей акцентированных ударов;

- режим совершенствования точности ударной техники;

- режим совершенствования специальной выносливости.

Необходимо отметить, что габариты и вес датчиков позволяют крепить их на любом участке тела спортсмена, не создавая помех при выполнении специальных движений, а эффективность технического действия (удар) оценивается по месту нанесения удара (боксерский мешок, груша и т.п.), где также крепится аналогичный датчик (рис. 2).

Рис. 2. Система крепления датчика на боксерском снаряде и отображение информации

Во всех режимах тестирования регистрация характеристик перемещения спортсмена и эффективности ударной техники поступает на интерфейс программного обеспечения и в реальном масштабе времени отображается на мониторе компьютера и специальном экране, что позволяет сразу оценить и проанализировать выполненное действие.

В режиме обучения «правильной технике» базовых действий боксеров и формирования устойчивого двигательного навыка, применение комплекса с визуальной обратной связью динамики перемещений ведущих биомеханических переменных позволяет значительно

ускорить процесс обучения, т.к. осуществляется процесс перцептивного восприятия правильности движения.

На рис. 3, А видны ошибки выполнения прямого удара сильнейшей рукой: замах руки перед ударом, преждевременный разгон общего центра тяжести и отставание бьющей руки.

Исправление основных ошибок было получено после 8-10 ударов, выполненных под контролем «комплекса». На рис. 3, Б видно, что все биомеханические переменные включаются в работу в соответствии с оптимальными требованиями формирования двигательного навыка выполнения прямого удара сильной рукой.

Рис. 3. Биомеханическая и динамическая характеристики прямого удара в боксе

Одной из основных составляющих эффективности ударной техники является точность нанесения ударов по конкретным точкам тела соперника. В связи с этим в программе измерительного комплекса предусмотрен анализ точности нанесения удара. Подключение комплекса к тренажеру «Акцент 1» позволяет оценить силу (кг) и точность выполнения ударов в процентах (общий вид тренажера представлен на рис. 4).

Программное обеспечение комплекса при выполнении ударов на тренажере «Акцент 1» формирует информацию о силе и точности удара в виде гистограмм с цифровой индикацией точности ударов (рис. 5).

Из представленного описания измерительного комплекса можно сделать вывод о возможностях применения измерительного комплекса как в программах тестирования в рамках этапных комплексных обследований национальных сборных команд, так и в повседневной тренировочной работе, связанной с формированием

и совершенствованием технико-тактического мастерства спортсменов, в соревновательной деятельности которых разрешены ударные действия руками и ногами.

Рис. 4. Чемпион мира, профессиональный боксер А. Поветкин при работе на тренажере «Акцент 1»

ф Сила удара 250 кг 79,3%

80 кгН 33,8%

53,8%

83,9%

49,9%

83,9%

86,3%

0,0%

в 30,1%

| 24|% | 6,3%

1 23456789 10 11

Рис. 5. Отображение силы и точности ударов на экране монитора

Литература

1. Шалманов А.А. Биомеханический контроль технической и скоростно-силовой подготовленности спортсменов в тяжелой атлетике / А.А. Шалманов, В.Ф. Скотников // Теория и практика физической культуры. - 2013. - № 2. - С. 103-106.

2. Акопян А.О., Панков В.А. Информационно-методические аспекты организации текущих обследований в видах единоборств // Вестник спортивной науки. -2005. - № 3. - С. 2-7.

3. Busko K. Comparison of two boxing training simulators [Text] / K. Busko, Z. Staniak, P. Lach, et al. // Biomedical Human Kinetics, 2014. - No. 6. - P. 135-141.

4. Gourgoulis V. Three-dimensional kinematic analysis of the snatch of elite Greek weightlifters / V. Gourgoulis, N. Aggelousis, G. Mavromatis, A. Garas // J. Sport. Sci. -2000. - №. 18. - P. 643-652.

5. Сучилин Н.Г., Аркаев ЛЯ., Савельев В.С. Педагогико-биомеханический анализ техники спортивных движений на основе программно-аппаратного видеокомплекса // Теория и практика физической культуры. - 1995. -№ 4. - С. 12-21.

6. Ципин Л.Л. Методы исследования в спортивной биомеханике: лабораторный практикум / Л.Л. Ципин. -СПб.: НГУ им. П.Ф. Лесгафта, Санкт-Петербург, 2012. -36 с.

7. Воронов И.А. Информационные технологии в физической культуре и спорте: учеб. пособие / И.А. Воронов. - СПб.: СПбГУП, 2007. - 140 с.

8. Попов Г.И., Самсонова А.В. Биомеханика двигательной деятельности: учебник для студентов учреждений высшего проф. образования / Г.И. Попов. А.В. Самсонова. - М.: Академия, 2011. - 320 с.

References

1. Shalmanov A.A. Biomechanical control technical and speed-strength training athletes in weightlifting / A.A. Shalmanov, V.F. Skotnikov // Teoriya i praktika fizicheskoi cultury. - 2013. - No. 2. - P. 103-106.

2. Akopyan A.O., Pankov VA. Informatics and methodical aspects for current testing organization in martial arts // Vestnik sportivnoi nauki. - 2005. - No. 3. - P. 2-7.

3. Busko K. Comparison of two boxing training simulators [Text] / K. Busko, Z. Staniak, P. Lach, et al. // Biomedical Human Kinetics, 2014. - No. 6. - P. 135-141.

4. Gourgoulis V. Three-dimensional kinematic analysis of the snatch of elite Greek weightlifters / V. Gourgoulis, N. Aggelousis, G. Mavromatis, A. Garas / J. Sport. Sci. -2000. - No. 18. - P. 643-652.

5. Suchilin N.G., Arkaev L.Ya, Savelyev V.S. Pedagogical-biomechanical analysis technology sports movements based on firmware videokomplex // Teoriya i praktika fizicheskoi cultury. - 1995. - No. 4. - P. 12-21.

6. Cipin L.L. Research methods in sport biomechanics: laboratory Practicum / L.L. Cipin-St.: NSU them. P.F. Lesgaft, Saint-Petersburg, 2012. - 36 p.

7. Voronov I. Information technology in physical culture and sports phychology. Manual / I. Voronov. - St. Petersburg: SPbGUP, 2007. - 140 p.

8. Popov G.I., Samsonova A.V. Biomechanics of motor activity / tutorial for students of institutions of higher of Prof. Education / G. Popov, O.V. Samsonova. - M.: Academy, 2011. - 320 p.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.