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문제 정의
- 따라서 이 연구의 목적은 태권도 뒤차기 기술에 관여하는 관절과 분절들사이의 협응 형태를 각도 대 각도 도면과 각도 대 각속도 도면에 기초하여 정성적으로 분석하고, 특히 앞서 연구된 돌려차기 협응 형태와 비교하여 그 차이점을 제시하는데 두었다.
- 이 연구의 목적은 태권도 뒤차기 기술에 관여하는 관절과 분절들사이의 협응 형태를 각도 대 각도 도면과 각도 대 각속도 도면에 기초하여 정성적으로 분석하고, 특히, 앞서 연구된 돌려차기 협응 형태와 비교하여 그 차이점을 제시하는데 두었다.
제안 방법
- 동조 장치로 연결된 2대의 16mm 고속카메라를 이용하여 100 frames/sec의 촬영속도로 뒤차기 기술을 촬영하였다. 대상자들은 인체의 해부학적 경계점들을 쉽게 알 수 있도록 수영복만을 착용시켰으며, 30분간의 충분한 워밍업후 자신들이 선호하는 차는다리로 명치 높이에 위치시킨 공격목표물을 향해 뒤차기를 각각 세 번씩 실제 경기현장에서와 같이 빠르고 정확하게 수행하라고 요구하였다. 우측다리를 차는 다리로 이용한 대상자는 4명, 좌측다리의 경우는 2명이었다.
- 동조 장치로 연결된 2대의 16mm 고속카메라를 이용하여 100 frames/sec의 촬영속도로 뒤차기 기술을 촬영하였다. 대상자들은 인체의 해부학적 경계점들을 쉽게 알 수 있도록 수영복만을 착용시켰으며, 30분간의 충분한 워밍업후 자신들이 선호하는 차는다리로 명치 높이에 위치시킨 공격목표물을 향해 뒤차기를 각각 세 번씩 실제 경기현장에서와 같이 빠르고 정확하게 수행하라고 요구하였다.
- 우측다리를 차는 다리로 이용한 대상자는 4명, 좌측다리의 경우는 2명이었다. 세 번의 뒤차기 시기 가운데 가장 정확하게 공격목표물의 가격한 동작을 선정하여 차는발이 지면에서 떨어지기 직전의 10장면부터 차는발이 공격목표물을 타격하는 순간이후의 10장면까지의 17개의 해부학적 경계점들을 수치화하였다. DLT법(Abdel-Aziz & Karara, 1971)을 이용하여 수치화된 해부학적 경계점들의 3차원 공간 좌표값들을 얻었으며, 이 좌표값들은 2차 Butterworth 저역필터(Winter, 1990)를 이용하여 12.
- 3차원 공간좌표값들을 이용한 인체 개개 분절들의 3차원 위치는 김승재와 최지영(1998)의 태권도 차기기술 분석법을 이용하여 결정되었다. 이 분석법은 인체분절들에 매립된 분절좌표계의 설정 및 단위벡터화, 인접한 인체 분절의 단위벡터를 이용한 회전변환 행렬식 유도, 세 축에 대한 회전으로 인한 변환 행렬식을 이용한 오일러 각의 계산 등의 세 가지 단계를 거쳐 인체 분절들의 상대적 위치를 결정하였다. 본 연구에서 이용된 관성기준계와 인체에 매립된 분절좌표계는 <그림 1>에 나타난 바와 같다.
대상 데이터
- 연구대상자는 한국 올림픽 국가대표로 선발된 6명의 남자 선수들로 키는 평균 177±5.6 cm, 몸무게는 평균 72.2±7.6 kg이었으며, 체급에 있어서 페더급 2명, 라이 트급 1명, 웰터급 2명, 미들급 1명 이었다.
이론/모형
- 3차원 공간좌표값들을 이용한 인체 개개 분절들의 3차원 위치는 김승재와 최지영(1998)의 태권도 차기기술 분석법을 이용하여 결정되었다. 이 분석법은 인체분절들에 매립된 분절좌표계의 설정 및 단위벡터화, 인접한 인체 분절의 단위벡터를 이용한 회전변환 행렬식 유도, 세 축에 대한 회전으로 인한 변환 행렬식을 이용한 오일러 각의 계산 등의 세 가지 단계를 거쳐 인체 분절들의 상대적 위치를 결정하였다.
- DLT법(Abdel-Aziz & Karara, 1971)을 이용하여 수치화된 해부학적 경계점들의 3차원 공간 좌표값들을 얻었으며, 이 좌표값들은 2차 Butterworth 저역필터(Winter, 1990)를 이용하여 12.5 Hz의 차단주파수에서 평활화되었다.
성능/효과
- 각도 대 각속도 도면을 종합적으로 요약하면, 뒤차기와 돌려차기는 무릎관절의 제어기전은 동일한 스프링 형태의 기전을 나타냈지만, 발목관절과 엉덩관절, 몸통 제어에서 차이점을 나타냈다. 뒤차기에 관여하는 주요 관절들은 점진적이고 완만한 속도의 가감속과 동작의 양 끝단에서 힘을 회복하는 스프링과 같은 형태의 제어기전에 의해 작동되었다.
- <그림 7>와 <그림 8>에서 보듯이 뒤차기 동안 하부 몸통과 상부몸통의 제어기전은 동일하였다. 구체적으로 전방-후방 기울기(그림 7a)와 신전-굴곡(그림 8a), 우측좌측 측면기울기(그림 7b)와 측면굴곡(그림 8b)은 가운데가 볼록한 완만한 곡선 형태로써 전형적인 점진적 가속과 감속제어를 나타냈으며, 좌측-우측 회전운동(그 림 7c, 그림 8c)은 원형을 나타냄으로써 스프링 형태의 제어 기전임을 알 수 있었다. 이 또한 돌려차기의 몸통 제어기전과는 확연히 차이가 나는 결과로써 점진적이고 스프링과 같은 제어기전을 보인 뒤차기와는 다르게 돌려차기에서는 뒤차기보다 급격하고 단계적인 몸통의 제어가 나타났으며, 동작의 갑작스런 중지와 재개가 발생한다는 것을 확인할 수 있었다.
- 뒤차기 동안 무릎관절의 신전-굴곡과 엉덩관절 굴곡 -신전은 에서 보듯이 전형적인 정적 방향의 사선으로써, 두 관절이 동위상으로 동시에 작동됨을 알 수 있었다.
- 뒤차기 동안 하부, 상부 몸통의 동위상 협응과 스프링형태의 회전 제어기전이 하부몸통과 엉덩관절의 자유도 고정 제어전략과 굴곡-신전을 번갈아 가며 이용하는 공간적 협응 특성을 매개로 하여 하지관절의 직선적 스프링형태의 제어기전으로 전이되는 과정을 관찰할 수 있었다.
- 뒤차기동안 발목관절 족배-족저 굴곡과 무릎관절 신전-굴곡의 협응을 나타내는 는 전형적인 부적 방향의 사선 모양으로써 두 관절이 반대위상으로 동시에 작동됨을 알 수 있었으며, 무릎최대굴곡(knee max)을 기점으로 족저굴곡되었던 발목관절은 족배굴곡시키고, 굴곡되었던 무릎관절은 신전시킴으로써 뒤차기 동안 반대위상 협응 형태를 유지하고 있음을 확인할 수 있었다.
- 뒤차기에서 발목관절의 족배-족저 굴곡은 차는발 이지순간부터 무릎최대굴곡까지 전형적인 원형의 도면을 나타냄으로써 스프링과 같이 위치-의존적으로 힘을 회복하는 제어기전임을 알 수 있었으며, 무릎최대굴곡순간을 기점으로 다이나믹스를 전환하여 타격순간을 지나 동작의 종료까지는 가운데가 볼록한 곡선으로써 점진적인 가속과 감속 기전을 나타냈다(그림 5a). 이는 돌려차기와 다른 결과로서 돌려차기에서는 원형의 형태가 아니었으며, 타격순간이후 동작의 갑작스러운 중지 및 탄도적 속도제어를 의미하는 수직에 가까운 직선이 특징적이었고, 다이나믹스의 전환도 많았다.
- 무릎관절의 신전-굴곡은 돌려차기와 동일하게 전형적인 원형의 형태로써 스프링과 같이 굴곡, 신전의 끝에서 힘을 회복하는 제어기전임을 알 수 있었다<;그림 5b>.
- 구체적으로 전방-후방 기울기(그림 7a)와 신전-굴곡(그림 8a), 우측좌측 측면기울기(그림 7b)와 측면굴곡(그림 8b)은 가운데가 볼록한 완만한 곡선 형태로써 전형적인 점진적 가속과 감속제어를 나타냈으며, 좌측-우측 회전운동(그 림 7c, 그림 8c)은 원형을 나타냄으로써 스프링 형태의 제어 기전임을 알 수 있었다. 이 또한 돌려차기의 몸통 제어기전과는 확연히 차이가 나는 결과로써 점진적이고 스프링과 같은 제어기전을 보인 뒤차기와는 다르게 돌려차기에서는 뒤차기보다 급격하고 단계적인 몸통의 제어가 나타났으며, 동작의 갑작스런 중지와 재개가 발생한다는 것을 확인할 수 있었다.
- 특히, 회전운동에서 차는발 이지순간후 동작 초기에, 다이나믹스의 전환을 나타내는 제로 속도 선을 통과하는 작은 원형을 확인할 수 있었고, 타격순간이후 동작의 종료까지는 가운데가 볼록한 곡선을 나타냄으로써 점진적인 가속과 감속 기전을 채택하고 있음을 확인할 수 있었다(그림 6c). 이러한 결과는 돌려차기와 다른 점으로써 돌려차기 동안 엉덩관절의 굴곡-신전은 급한 기울기의 곡선이 계단식으로 연결된 형태로써 뒤차기보다 급격한 속도의 가감속이 단계적으로 발생했으며, 특히 엉덩관절의 회전에서 타격순간이후의 제어기전에서 그 차이점이 뚜렷하였다. 뒤차기는 점진적인 가속과 감속과 스프링과 같은 제어기전을 보인 반면, 돌려차기에서는 동작의 갑작스런 중단과 급격한 탄도적 속도 제어기전을 보였다.
- 뒤차기에 관여하는 주요 관절들은 점진적이고 완만한 속도의 가감속과 동작의 양 끝단에서 힘을 회복하는 스프링과 같은 형태의 제어기전에 의해 작동되었다. 이에 반해, 돌려차기는 타격순간이후 급격한 동작의 중지 및 탄도적 속도 제어가 발목관절의 굴곡과 신전, 엉덩관절의 회전운동을 지배하는 제어기전이었으며, 엉덩관절의 굴곡-신전도 뒤차기보다 급격하고 단계적인 속도 가감을 보였고, 하부와 상부몸통 또한 뒤차기보다 급격하고 불규칙하고 계단식의 단계적 속도 가감속을 나타냈다. 이런 결과들은 뒤차기가 돌려차기보다 부드러운 기술이라는 특성을 갖고 있어 잘 학습될 경우 상해의 위험이 상대적으로 적을 수 있다는 점을 시사한다.
- 뒤차기에서 엉덩관절의 굴곡-신전, 내전-외전, 그리고 내측-외측 회전운동 모두는 원형의 형태로써 스프링과 같은 주기적 진동자의 제어기전을 나타냈다<그림 6>. 특히, 회전운동에서 차는발 이지순간후 동작 초기에, 다이나믹스의 전환을 나타내는 제로 속도 선을 통과하는 작은 원형을 확인할 수 있었고, 타격순간이후 동작의 종료까지는 가운데가 볼록한 곡선을 나타냄으로써 점진적인 가속과 감속 기전을 채택하고 있음을 확인할 수 있었다(그림 6c). 이러한 결과는 돌려차기와 다른 점으로써 돌려차기 동안 엉덩관절의 굴곡-신전은 급한 기울기의 곡선이 계단식으로 연결된 형태로써 뒤차기보다 급격한 속도의 가감속이 단계적으로 발생했으며, 특히 엉덩관절의 회전에서 타격순간이후의 제어기전에서 그 차이점이 뚜렷하였다.
- 하부몸통과 상부몸통의 전방-후방 기울기와 신전-굴곡, 우측-좌측 측면기울기와 측면굴곡(그림 4b)은 돌려차기와 동일하게 전형적인 정방향 사선으로 하부몸통과 상부몸통이 동위상으로 동시 작동 된다는 것을 알 수 있었다.
후속연구
- 그러나 이러한 운동학적 변인들을 운동 학습 및 제어 분야에서 사용되는 협응 변인들로 전환시켜 다른 분야의 시각으로 관찰할 수 있도록 표현한다면, 협응변인들이 인체의 근육 움직임을 원천적으로 발생시키고 제어하는 기전을 이해하게하기 때문에 이를 토대로 태권도 차기기술을 분류하고, 단계별 학습순서를 제시하고, 태권도 수련자의 동작학습에 효과적인 피드백을 개발 하는 등 지도현장에서 보다 유용하게 활용될 수 있는 실용적 정보를 얻을 수 있을 것으로 판단된다. 그러므로 이 연구에서는 운동 학습 및 제어 분야에서 활용되고 있는 협응 변인, 구체적으로 두 관절사이의 공간적 협응 관계를 정성적 나타내 주는 각도 대 각도 도면과 동작에 관여하는 각 관절의 시공간적인 관계와 동작의 기본 제어기전을 나타내는 주는 각도 대 각속도 도면을 활용하여 태권도 차기기술을 분석한다면, 차기기술의 동작 형태를 체계화시킬 수 있을 뿐만 아니라 차기기술의 단계적 학습에 관한 유용한 정보를 얻을 수 있을 것이다.
- 그러나 이러한 운동학적 변인들을 운동 학습 및 제어 분야에서 사용되는 협응 변인들로 전환시켜 다른 분야의 시각으로 관찰할 수 있도록 표현한다면, 협응변인들이 인체의 근육 움직임을 원천적으로 발생시키고 제어하는 기전을 이해하게하기 때문에 이를 토대로 태권도 차기기술을 분류하고, 단계별 학습순서를 제시하고, 태권도 수련자의 동작학습에 효과적인 피드백을 개발 하는 등 지도현장에서 보다 유용하게 활용될 수 있는 실용적 정보를 얻을 수 있을 것으로 판단된다. 그러므로 이 연구에서는 운동 학습 및 제어 분야에서 활용되고 있는 협응 변인, 구체적으로 두 관절사이의 공간적 협응 관계를 정성적 나타내 주는 각도 대 각도 도면과 동작에 관여하는 각 관절의 시공간적인 관계와 동작의 기본 제어기전을 나타내는 주는 각도 대 각속도 도면을 활용하여 태권도 차기기술을 분석한다면, 차기기술의 동작 형태를 체계화시킬 수 있을 뿐만 아니라 차기기술의 단계적 학습에 관한 유용한 정보를 얻을 수 있을 것이다.
- 따라서 추후 연구에서는 이러한 협응 변인과 기본 제어기전에 대한 이해를 토대로 태권도 차기기술의 단계적 학습순서를 제시할 뿐만 아니라 새로운 태권도 차기기술의 개발을 제안하는 바이다. 다양한 태권도 차기기술의 개발은 국제경기에서의 경기력 유지 및 향상에 기여할 수 있을 것이고, 최근에 뉴 스포츠로 등장한 이종격투기 종목에 적용할 수 있는 태권도 차기기술의 변형에도 활용할 수 있을 것이다
- 따라서 추후 연구에서는 이러한 협응 변인과 기본 제어기전에 대한 이해를 토대로 태권도 차기기술의 단계적 학습순서를 제시할 뿐만 아니라 새로운 태권도 차기기술의 개발을 제안하는 바이다. 다양한 태권도 차기기술의 개발은 국제경기에서의 경기력 유지 및 향상에 기여할 수 있을 것이고, 최근에 뉴 스포츠로 등장한 이종격투기 종목에 적용할 수 있는 태권도 차기기술의 변형에도 활용할 수 있을 것이다
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