[논문]손가락 누르기 속력에 따른 Enslaving 효과

우병훈

doi:10.5103/kjsb.2007.17.3.217

손가락 누르기 속력에 따른 Enslaving 효과
Enslaving Effects on Finger Pressing Speed 원문보기

한국운동역학회지 = Korean journal of sport biomechanics, v.17 no.3, 2007년, pp.217 - 224

Abstract ▼ AI-Helper

This study was to investigate the effects of enslaving on finger-tip force of other fingers on finger pressing speed. We hypothesized that the effects depend on finger pressing speed, and the fingers proximity and are larger for fingers that are closer to each other. Six healthy, right-handed subjects(age: $27.1{\pm}4.3yr$, height: $175.4{\pm}7.2cm$, weight $71.3{\pm}5.8kg$) participated in the experiment. Each finger showed no significant on task finger speed. In the tasks with two neighboring fingers (e.g. middle and ring finger tasks), the index and middle fingers showed larger forces than the other neighboring fingers. During the index and little finger tasks, the enslaving force magnitude decreased with distance to the task finger (i.e. index finger enslaving force was the smallest during the little finger task).

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 각각의 master finger의 누르는 속력에 따라 slave 손가락들에 나타나는 enslaving 효과의 변화를 알아보는 것이다. 이에 본 연구의 결론은 다음과 같다.
, 1998) 등 손가락 힘 사이의 상호작용에 대한 운동역학적 연구들과 손가락의 움직임을 통한 운동학적 특성을 다루는 연구들(Novak, Filler, & Houk, 2000; Hager-Ross & Schieber, 2000)이 주류를 이루고 있다. 본 연구에서는 이러한 선행연구를 토대로 손가락의 자발적인 힘을 속력에 맞추어 누르기를 했을 때, 어떠한 변화가 나타나는지에 대해 분석하였다.
이를 바탕으로, 본 연구의 목적은 각각의 master finger의 누르는 속력에 따라 slave fingers에 나타나는 enslaving 효과의 변화를 알아보는 것이다.
또한, 스포츠 종목에서 그립에 관련된 장비 개발에 기초자료로 활용될 것으로 기대된다. 이에 본 연구는 손가락의 조절된 힘을 바탕으로 나타나는 이웃 손가락들의 반응을 관찰하여 손가락 사이의 상호반응에 대한 연구의 필요성을 가지게 되었다.

제안 방법

10초간 각 실험에서 나온 master finger의 자료중 최고값 (peak value) 3개를 선정하여 평균을 내었고, 그 순간 나온 slave 손가락들의 자료를 수집하여 분석하였다.
먼저 각 피험자들의 각 손가락에 대한 MVC(maximal voluntary contraction)을 측정하여 MVC의 70%에 해당되는 힘을 계산하였다. 70%에 해당되는 힘의 크기를 모니터상에 선을 그려서 피험자가 인식하기 편하도록 하였다. 각 피험자들에게 센서에 손가락의 위치를 정확히 놓도록 하고 수직으로 정확히 누르도록 교육을 시켰다.
각 피험자들에게 센서에 손가락의 위치를 정확히 놓도록 하고 수직으로 정확히 누르도록 교육을 시켰다. 또한, master finger의 실험시 나머지 slave 손가락이 센서에서 떨어지지 않도록 교육시켰다.
먼저 각 피험자들의 각 손가락에 대한 MVC(maximal voluntary contraction)을 측정하여 MVC의 70%에 해당되는 힘을 계산하였다. 70%에 해당되는 힘의 크기를 모니터상에 선을 그려서 피험자가 인식하기 편하도록 하였다.
본 실험은 메트로놈을 이용한 6가지 속력 (75, 100, 125, 150, 175, 200 Hz)으로 하여 각 세션마다 2회의 실시하여 평균을 내었다.
4개의 압전 센서 (piezoelectric sensors) (model 208A03; Piezotronic)가 힘을 측정하는데 사용하였다. 센서로부터 나오는 아날로그 출력 신호를 AC/DC conditioners (M482M66; Piezotronic)로 연결하였다.
실험 전, 피험자는 긴장을 풀게 하였고, ‘시작’이라는 구호와 함께 컴퓨터 모니터 상에서는 이동 선을 확인할 수 있고, 피험자는 각 속력에 따른 메트로놈의 소리에 따라 해당 손가락을 MVC의 70% 고정선까지 힘을 반복적으로 수축, 이완하였다. 실시 구간은 총 10초로 설정하였다.
실험시, 피험자는 전후면에서 약 45° 외전, 시상면에서 45° 굴곡된 상완과 견관절의 약 45° 굴곡된 상태로 실험 테이블에 앉혔다. 원목 보드로 손목과 전완을 고정시켰다. 전완은 4개의 나이론 접착끈으로 보드에 고정시켰다.
피험자들은 메트로놈의 소리를 들으면서, 미리 master finger로 설정된 각 손가락을 이용하여 센서에 힘을 가하였다. 주어진 6가지의 속력(75, 100, 125, 150, 175, 200 Hz)에 따라, 각각의 master 및 slave fingers 를 비교해 본 결과, 아무런 차이를 보이지 않았다.

대상 데이터

4개의 압전 센서 (piezoelectric sensors) (model 208A03; Piezotronic)가 힘을 측정하는데 사용하였다. 센서로부터 나오는 아날로그 출력 신호를 AC/DC conditioners (M482M66; Piezotronic)로 연결하였다.
강철 프레임 (140×90 mm) 내부에 4개의 센서를 장치하였다. 각 센서 사이는 프레임내에서 30 mm 떨어진 곳에 설치하였다.
신체질환이 없고 본 실험경험이 없는 대학생 6명의 남자들이 실험에 참여하였다. 모든 피험자들은 오른손잡이들로 선정하였고, 피험자들의 신체적 특성은 평균 연령 27.1±4.3yrs, 신장 175.4±7.2cm, 체중 71.3±5.8kg이었다.
신체질환이 없고 본 실험경험이 없는 대학생 6명의 남자들이 실험에 참여하였다. 모든 피험자들은 오른손잡이들로 선정하였고, 피험자들의 신체적 특성은 평균 연령 27.
2. 실험장비

실험시, 피험자는 전후면에서 약 45° 외전, 시상면에서 45° 굴곡된 상완과 견관절의 약 45° 굴곡된 상태로 실험 테이블에 앉혔다. 원목 보드로 손목과 전완을 고정시켰다.

데이터처리

센서의 위치는 60 mm 범위에서 전-후 방향으로 이동할 수 있게 하였다. Gateway 450 MHz PC에서 상용 프로그램인 LabView 프로그램을 이용하여 데이터 습득과 처리를 하였다. 모든 데이터의 샘플링 빈도는 50 Hz로 하였다.
메트로놈의 속력에 따라 master finger에서 힘을 줄때, 속력과 각 손가락들에서 나타나는 MVC에 어떠한 차이가 있는지 알아보기 위해 two-way ANOVA를 실시하였다.
모든 자료처리와 통계처리에 대해서는 MatLab 7.01과 SPSS 13.0으로 분석하였다.

성능/효과

1. 메트로놈의 속력(75, 100, 125, 150, 175, 200 Hz)에 따른 각각의 master finger의 등척성 힘을 발휘할때, 손가락들의 MVC에는 차이를 보이지 않았다.
2. Master finger에 힘을 발휘했을 때, 각각의 손가락 힘에는 차이를 보였고, master finger와 근접할수록 더 강한 힘을 발휘하였다.
또한, master fingers에 힘이 주어졌을 때, 선행연구의 결과들과 유사하게 master finger와 가장 근접한 손가락들이 더 큰 힘을 발휘하는 것으로 분석되었다. 이는 가장 근접한 손가락들 사이에서 힘을 발휘할 때, 동일한 근육을 이용하는 것으로 사료된다.
8N으로, 각각 총 힘의 14%, 12%, 28%, 46%의 힘이 발휘되었다. 본 연구에서는 master finger가 검지일 때, 모든 속력의 평균 힘은 검지 84%, 중지 10%, 약지 3%, 소지 3%를 보였고, master finger가 중지일 때, 모든 속력의 평균 힘은 검지 12%, 중지 76%, 약지 10%, 소지 2%를 보였고, master finger가 약지일 때, 모든 속력의 평균 힘은 검지 4%, 중지 25%, 약지 59%, 소지 12%를 보였고, master finger가 소지일 때, 모든 속력의 평균 힘은 검지 4%, 중지 7%, 약지 21%, 소지 69%를 보였다.
주어진 6가지의 속력(75, 100, 125, 150, 175, 200 Hz)에 따라, 각각의 master 및 slave fingers 를 비교해 본 결과, 아무런 차이를 보이지 않았다. 본 연구에서는 속력이 빨라짐에 따라, 각 master fingers가 충분한 MVC를 발휘하지 못할 것으로 예상하였지만, 통계적으로 차이가 없는 것으로 밝혀졌다. 누르는 속력이 빨라짐에 따라 뇌에서 전달되는 신호가 말단부분인 손가락 끝마디까지 전달되는 반응시간이 떨어질 것으로 기대하였지만, 우리가 생각한 바와는 다르게 반응시간은 더 빠르게 작용하여, 아무런 차이를 보이지 않은 것으로 사료된다.
소지가 힘을 발휘할 때, 이전 결과들과 마찬가지로 소지와 가장 근접한 손가락인 약지가 slave finger에서 가장 큰 힘을 발휘했고, 중지, 검지 순으로 힘을 발휘한 것으로 나타났다.
001)를 보였다<표 6>. 약지가 master일 때, 또한 약지와 가장 근접한 중지와 소지가 검지보다 더 큰 힘을 발휘한 것으로 나타났다.
7N을 보여, 각각 총 힘의 72%, 15% 8%, 4% 힘을 발휘하였다. 중지가 master finger 일 때, 검지 14.0N, 중지 38.0N, 소지 12.9N, 약지 4.1N을 보여, 각각 총 힘의 20%, 55%, 8%, 4%의 힘이 발휘되었고, 약지가 master finger 일 때, 검지 9.4N, 중지 16.5N, 소지 29.9N, 약지 10.6N을 보여, 각각 총 힘의 14%, 25%, 45%, 16%의 힘이 발휘되었으며, 소지가 master finger일 때, 검지 7.7N, 중지 6.7N, 소지 15.0N, 약지 24.8N으로, 각각 총 힘의 14%, 12%, 28%, 46%의 힘이 발휘되었다. 본 연구에서는 master finger가 검지일 때, 모든 속력의 평균 힘은 검지 84%, 중지 10%, 약지 3%, 소지 3%를 보였고, master finger가 중지일 때, 모든 속력의 평균 힘은 검지 12%, 중지 76%, 약지 10%, 소지 2%를 보였고, master finger가 약지일 때, 모든 속력의 평균 힘은 검지 4%, 중지 25%, 약지 59%, 소지 12%를 보였고, master finger가 소지일 때, 모든 속력의 평균 힘은 검지 4%, 중지 7%, 약지 21%, 소지 69%를 보였다.
001)를 보였다. 특히, master finger인 검지와 가까운 중지, 약지, 소지 순으로 힘을 발휘한 것으로 나타났다.

후속연구

이는 운동제어분야 및 로봇공학, 인간공학적 디자인에 유용할 것으로 사료된다. 또한, 스포츠 종목에서 그립에 관련된 장비 개발에 기초자료로 활용될 것으로 기대된다. 이에 본 연구는 손가락의 조절된 힘을 바탕으로 나타나는 이웃 손가락들의 반응을 관찰하여 손가락 사이의 상호반응에 대한 연구의 필요성을 가지게 되었다.
손가락에 대한 연구는 대부분 등척성 힘에 관련된 운동역학적 연구와 손가락 움직임에 관련된 운동학적 연구가 주류를 이루고 있다. 매우 세밀한 운동을 할 수 있는 손가락에 대한 차후 연구에서는 각 손가락들의 움직임을 통해 이루어지는 힘의 배분관계에 대한 운동학적 요인과 운동역학적 요인을 결합시킨 연구가 필요로 할 것으로 사료된다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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