Біомеханічний аналіз техніки веслування веслярів різної кваліфікації

 

Сучасна стратегія розвитку інформатизації суспільства передбачає впровадження новітніх комп'ютерних технологій у систему фізичного виховання, зокрема з метою оцінки и аналізу рухової функції людини. Найбільш ефективними та перспективними для вирішення цієїзадачі є біомеханічні відеоаналізуючі системи. [1] На даний час більш 15 відомих компаній виробляють відео-комп'ютерні системи. Такі системи можуть виконувати спеціалізовані функції. Так, система "САІТ ЕМС" використовується з метою функціонального оцінювання ходьби, а також діагностики нейром'язових патологій нижніх кінцівок. До складу системи входять: телеметричний електроміограф, набір підошовних датчиків, персональний комп’ютер, принтер.

Система "Кір Тгак" виконує тривимірний аналіз за допомогою чотирьох відеокамер. За бажанням замовника може поставлятися аналого-цифрова підсистема, що включає до 32 каналів з аналоговими датчиками, тензоплатформами та ін.

Система "Рго Тгак" вимірює кінематику колінного суглоба (зміни при хірургічному лікуванні, також можна одержати динаміку розподілу тиску стопи). [1]

В Україні роботи з створення подібної системи ведуться з 80-х років минулого століття.

Розроблена під керівництвом професора А.М. Лапутіна (Національний університет фізичного виховання і спорту України) автоматизована система обробки відеограм "АСОВ", дає можливість не тільки аналізувати переміщення біоланок тіла людини в одноплосковій руховій дії, як у більшості зарубіжних аналогах, але і виконувати на базі спеціальних програмних продуктів широкий спектр математико-статистичних процедур.

Вже у 2-му номері журналу "Теорія і методика фізичного виховання і спорту за 2004 рік Хмельницька І.В. презентує розроблений під керівництвом професора А.М. Лапутіна та В.О. Кашуби програмний комплекс (ПК) біомеханічного відео комп'ютерного аналізу, який призначений для одержання кінематичних ідинамічних характеристик рухових дій людини за відеограмою. [22]

Алгоритм роботи ПК містить такі етапи:

· побудова графічної моделі схеми руху об’єктів "людина-людина", "людина-техніка", "спортсмен-знаряддя", за якою буде проводитися подальший біомеханічний аналіз;

· визначення координат точок досліджуваних об’єктів;

· обчислення біомеханічних характеристик рухових дій людини чи знаряддя;

Залежно від мети дослідження моделі схем досліджуваних об’єктів можуть складатися з різного числа точок. Додаткову програму зняття координат точок КООПО призначено для створення масиву координат точок тіла людини чи іншого об’єкта (ласти для підводного плавання, велосипед, автомобіль, жердина для стрибка у висоту, весло і т.п.) у процесі його руху.

Таким чином, технологія проведення біомеханічного відео комп'ютерного аналізу включає два основні етапи: зйомку відеокамерою (аматорською чи професійною, аналоговою чи цифровою) і обробку отриманих відеограм за допомогою спеціалізованого програмного забезпечення. Залежно від числа використовуваних камер біомеханічний аналіз можна здійснювати як в одній, так і в двох, трьох площинах.

Для досягнення поставленої мети вирішувались наступні завдання:

1. Провести аналіз даних спеціальної літератури за проблемою;

2. Розробити та експериментально випробувати систему біомеханічного відео комп’ютерного аналізу (на прикладі веслування на байдарках);

3. Розробити інструкції та методичні рекомендації дослідження біомеханічних параметрів спортивної техніки для подальшого використання у НДР і НДРС;

За допомогою аматорської аналогової відеокамери "JVC GR-AX337E" проведена біомеханічна відео зйомка техніки веслування на байдарці (виробництво фірми "Дзінтарс" - Латвія); групи випробовуваних 12-14 років, 1-го-2-го року навчання, загальна кількість 15 чол. В яких пройшли обласні змагання.

Сегменти тіла спортсменів маркірували за допомогою контрастних міток у місцях центрів мас кисті, передпліччя, плеча і голови за стандартною методикою. [23]

Як тест-об'єкт використовували масштабну лінійку довжиною 2м поділену по 5см, нанесену на корпус човна маркером. Оператор, що знаходиться на катері, вів зйомку байдарки у одній площині, що рухається паралельним курсом, у весловому каналі (міста Дніпропетровська) на висоті 0,8 м. від поверхні води, відстань від об'єкту 3м.

У якості тесту веслярам було запропоновано:

1. рівномірне проходження 200 метрової дистанції з контролем техніки веслування;

2. проходження 200 метрової дистанції у середньому темпі з 50-метровим прискоренням у середині відрізку.

Так як, нами використовувався аналоговий відеозапис, то для одержання відеокадрів у комп'ютері було необхідно використовувати спеціальний пристрій - загарбник кадрів Aver Media EZ Maker (при цифровому відеозапису не потрібен)

Перелік програмного забезпечення для поетапної обробки відеограм у таблиці 1.