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문제 정의
- 따라서 중급 기승자세인 경속보(rising trot)시 2보폭동안 이벤트와 분석국면에 따라 운동학적 변인을 숙련 정도별 비교ㆍ분석하여 기초교육과정에 응용할 수 있는 정량적 자료를 제시하고자 한다.
- 제주산마를 이용한 경속보(rising trot)시 운동학적 변인을 숙련정도에 따라 비교ㆍ분석하여 교육과정에 응용할 수 있는 정량적 자료를 제시한다. 참여한 피험자는 총 10명(숙련군: 5명, 미숙련군: 5명)이었고, 실험 및 분석 방법은 3차원 영상분석(Kwon3D Motion Analysis System)을 하였고, 분석변인은 2 보폭동안 국면 및 이벤트별 시간, 선 및 각운동변인이었다.
제안 방법
- 매 경속보에 대해 1인당 3회씩 촬영을 하여 이 중에서 가장 정상적인 경속보를 분석대상으로 하였다. 경속보를 진행하는 방향을 y 축, 진행방향의 좌우를 x축, x-y축이 만나는 점에 대해 수직축을 z축으로 설정하였다. 신체 각 분절의 무게중심과 전체 무게중심의 위치를 계산하기 위한 인체 분절매개변수(body segment parameters)는 Plagenhoef, Evans와 Abdelnour(1983)의 자료를 이용하였다.
- 매 시기에 대해 4대 카메라의 필름을 분석과정에서 동조를 위해 분석구역에 들어오기 시작하는 시점과 벗어나는 시점을 기준으로 표식을 하였다. 매 경속보에 대해 1인당 3회씩 촬영을 하여 이 중에서 가장 정상적인 경속보를 분석대상으로 하였다. 경속보를 진행하는 방향을 y 축, 진행방향의 좌우를 x축, x-y축이 만나는 점에 대해 수직축을 z축으로 설정하였다.
- 지정한 기승자의 순서에 따라서 출발신호와 동시에 경속보의 속도로 원형트랙을 따라서 통제점 틀의 위치를 지나는 반복 경속보를 3회씩 실시하도록 하였다. 매 시기에 대해 4대 카메라의 필름을 분석과정에서 동조를 위해 분석구역에 들어오기 시작하는 시점과 벗어나는 시점을 기준으로 표식을 하였다. 매 경속보에 대해 1인당 3회씩 촬영을 하여 이 중에서 가장 정상적인 경속보를 분석대상으로 하였다.
- 말의 경속보는 2박자 보조(왼쪽앞발-오른쪽 뒤발 및 오른쪽 앞발-왼쪽뒤발)로 이루어진다. 본 연구에서는 왼쪽 앞발을 기준으로 각 보폭에서 5개 이벤트와 4개국면으로 나누어지고, 지지기의 2국면, 공중기의 2국면으로 나누어 분석하였다. 경속보의 모든 분석 기준은 말의 왼쪽 앞발을 기준으로 하였다.
- 산출된 자료는 시간, 선운동학적 및 각운동학적 변인이었다. 산출된 운동학적 변인은 각 피험자 간 비교가 용이하게 표준화(normalization)시켰고, 각 국면마다 최대, 최소, 평균, 범위 및 시간변인을 산출하여 단순 비교하였다. 속도의 경우 집단간 유의차는 독립 t-test를 하였다.
- 2보폭동안 국면별 기승자의 시간, 선 및 각운동변인의 결과는 <표 6>에서 <표 9>까지 제시되었다. 선운동 변인은 신체중심의 좌우 및 전후변위와, 전체 1보폭의 길이이고, 각운동변인은 팔꿈치, 어깨, 고관절, 무릎, 발목, 및 전후경각을 분석하였다. 제1 지지기 <표 6>에서 전체시간에 대한 비율은 숙련군의 23.
- 실내승마장(200m 원형트랙)에서 승마 2보폭을 촬영할 수 있는 3m 구간을 설정한 후 구간 전후로 각각 10m 거리를 보행할 수 있게 실험장면의 거리를 총 23m로 미리 설정하였다. 2보폭 촬영구간 중앙에 설치된 통제점틀을 중심으로 4대의 카메라를 5m 거리에서 2보폭이 4대카메라(4대의 조명)에 완전히 포착이 되게 설치하였다.
- 지정한 기승자의 순서에 따라서 출발신호와 동시에 경속보의 속도로 원형트랙을 따라서 통제점 틀의 위치를 지나는 반복 경속보를 3회씩 실시하도록 하였다. 매 시기에 대해 4대 카메라의 필름을 분석과정에서 동조를 위해 분석구역에 들어오기 시작하는 시점과 벗어나는 시점을 기준으로 표식을 하였다.
- 피험자의 복장은 몸에 달라붙는 검은색 타이즈를 착용하고, 인체관절에 21개, 말의 각 관절 점에 3개의 반사마크(①대결절(greater tubercle)과 ②관 골결절(tuber coxae)의 하부 ③재갈에 대한 고삐의 착점을 과 같이 부착시켰다.
대상 데이터
- 016 Program을 이용하였다. 산출된 자료는 시간, 선운동학적 및 각운동학적 변인이었다. 산출된 운동학적 변인은 각 피험자 간 비교가 용이하게 표준화(normalization)시켰고, 각 국면마다 최대, 최소, 평균, 범위 및 시간변인을 산출하여 단순 비교하였다.
- 54years, 1개월이었다. 승마용 말의 체고는(withers height)는 지면으로부터 135cm 신장의 1마리 제주마를 가지고 원형승마를 하였다. 말은 실험 당시 다리의 파행과 기타 질병이 없는 건강한 상태였다.
- 연구에 참여한 연구대상은 총 10명으로서 숙련군의 5명은 현재 3급생활체육지도자 자격을 가지고 각종 승마교실에서 지도자로 활동 중인자와 미숙련군의 5명은 초보단계의 동호인으로 구성하였다. 기승자의 특성은 숙련군의 평균신장은 165.
데이터처리
- 산출된 운동학적 변인은 각 피험자 간 비교가 용이하게 표준화(normalization)시켰고, 각 국면마다 최대, 최소, 평균, 범위 및 시간변인을 산출하여 단순 비교하였다. 속도의 경우 집단간 유의차는 독립 t-test를 하였다.
- 제주산마를 이용한 경속보(rising trot)시 운동학적 변인을 숙련정도에 따라 비교ㆍ분석하여 교육과정에 응용할 수 있는 정량적 자료를 제시한다. 참여한 피험자는 총 10명(숙련군: 5명, 미숙련군: 5명)이었고, 실험 및 분석 방법은 3차원 영상분석(Kwon3D Motion Analysis System)을 하였고, 분석변인은 2 보폭동안 국면 및 이벤트별 시간, 선 및 각운동변인이었다.
이론/모형
- 경속보를 진행하는 방향을 y 축, 진행방향의 좌우를 x축, x-y축이 만나는 점에 대해 수직축을 z축으로 설정하였다. 신체 각 분절의 무게중심과 전체 무게중심의 위치를 계산하기 위한 인체 분절매개변수(body segment parameters)는 Plagenhoef, Evans와 Abdelnour(1983)의 자료를 이용하였다.
- 자료처리는 통제점 좌표화, 인체관절점의 좌표화, 동조 및 3차원 좌표변환(DLT, Abdel-Aziz & Karara,1971) 과 Butterworth의 저역통과필터(low-pass filter)법을 이용하여 차단주파수(Cut-off frequency) 6Hz로 스무딩하여 노이즈(noise)를 제거하였다. 이 외 운동학적 자료산출 과정은 권영후(Kwon 2004)가 개발한 Kwon3D Motion Analysis Package Ver. 3.016 Program을 이용하였다. 산출된 자료는 시간, 선운동학적 및 각운동학적 변인이었다.
- 자료처리는 통제점 좌표화, 인체관절점의 좌표화, 동조 및 3차원 좌표변환(DLT, Abdel-Aziz & Karara,1971) 과 Butterworth의 저역통과필터(low-pass filter)법을 이용하여 차단주파수(Cut-off frequency) 6Hz로 스무딩하여 노이즈(noise)를 제거하였다.
성능/효과
- 2 보폭동안 기승자 신체분절의 각도변화는 및 과 같고, 분절 간의 각도는 상대각도로 표현하였다.
- 경속보의 국면의 경과에 따른 각 방향에서 신체중심의 속도변화는 <표 4> 및 <그림 2>와 같다. 2보폭동안 신체중심의 진행방향(Y)의 속도변화는 모든 국면에서 미숙련군이 상대적으로 빠른 값을 보인 반면 국면에 따른 변화의 폭이 숙련군에 비해 다소 불안정한 경향을 보인 반면, 숙련군은 모든 국면에서 큰 변화의 폭이 없이 안정된 보행이 이루어졌다. 좌우(X)의 속도변화는 국면이 경과됨에 따라서 두 집단 모두 증가하는 양상을 보였고, 최대의 값을 보인 국면은 제2공중기로서 국면 경과에 따라 미숙련군이 숙련군에 비해 변화의 폭이 큰 것으로 나타났다.
- 국면의 경과에 따른 각 방향에서 신체중심의 위치변화는 <표 3>과 같다. 2보폭동안 신체중심의 진행방향의 위치변화는 숙련자의 평균 270.75cm, 미숙련자의 평균 321cm로 나타났고, 미숙련군의 경우가 50.25cm더 긴보폭의 길이를 가졌다.
- 특히 제2 지지기에서 숙련군의 신전각도의 변화는 보조의 주기를 잘 맞추면서 보행이 이루어 졌다. 고관절각도는 숙련군이 미숙련군의 경우보다 모든 국면에서 전방으로 더 굴곡된 자세를 유지 하였고, 무릎각 역시 숙련군이 더 많은 굴곡된 자세를 취하였고, 발목의 경우 국면에 따라 두 집단 모두 약간의 저측굴곡을 하였고, 두 집단간에 거의 차이가 없는 것으로 나타났다
- 42도를 각각 보인바 숙련군에 비해 더 작은 운동범위를 보임으로서 더 안정된 기승을 하였다고 사료된다. 또한 제2지지기에서 숙련군의 경우 대퇴가 10.53도, 하 퇴가 4.09도 및 동체가 5.59도의 운동범위를 보인 반면 미숙련군은 12.32도, 10.75도, 및 5.45도를 각각 보인바 숙련군에 비해 더 많은 분절의 움직임을 보인바, 더 불안정한 기승자세를 유지한 것으로 사료된다. 이러한 결과는 Thomas et al.
- 70% 의 비율을 보였다. 미숙련군의 경우 제1, 3지지 기가 평균 .64초, 제 2, 4공중기가 평균 .66초로서 지지 기의 49% 와 공중기의 51%로서 숙련군의 경우 공중기가 지지기에 비해 더 많은 비율을 보였지만 미숙련군의 경우는 차이가 없는 것으로 나타났다. 숙련군의 경우 제1보폭동안 .
- 보폭간의 비교에서 숙련군의 전후방향의 제1보폭에서 269.49cm/sec 및 제2보폭에서 280.75cm/sec로서 보폭간의 차이는 11.30cm/sec를 보였고, 미숙련군의 경우 제1보폭에서 326.45cm/sec 및 제2보폭에서 336.51cm/sec를 보여 보폭간의 차이는 10.00cm/sec를 보인바 숙련군과 미숙련군간 전후방향에서 보폭간의 차이는 없는 것으로 나타났다. 이러한 결과를 정리하면 전후 및 좌우방향에서 국면 경과에 따라서 숙련군이 미숙련군에 비해 더 느리고 변화폭이 적은 가운데 보행이 이루어졌고, 상하방향의 경우 유의한 차이가 없이 모두 말의 보조와 동조를 이루면서 상하방향에서 일관된 반동운동이 주기적으로 이루어졌다.
- 05)고 보고 하였다. 본 연구의 경우 제1지지기에서 숙련군의 경우 고관절이 4.97도, 무릎이 9.03도 및 동체가 1.87도의 운동범위를 보인 반면 미숙련군은 20.79도, 12.23도 및 7.42도를 각각 보인바 숙련군에 비해 더 작은 운동범위를 보임으로서 더 안정된 기승을 하였다고 사료된다. 또한 제2지지기에서 숙련군의 경우 대퇴가 10.
- 숙련군의 제1, 3지지기가 평균 .55초, 제 2, 4공중기가 평균 .75초로서 지지기의 42.30% 및 공중기의 57.70% 의 비율을 보였다. 미숙련군의 경우 제1, 3지지 기가 평균 .
- 숙련군이 미숙련군에 비해 상대적으로 팔꿈치에서 더 많은 굴곡 및 국면경과에 따라 어깨의 더 많은 후방 신전자세를 취하였다. 고관절과 무릎은 더 많은 전방굴곡 자세를 취한 반면 발목의 경우 모두 저측굴곡의 자세를 유지하였다.
- 33cm로 나타났다. 시간변인에서 숙련군이 상대적으로 더 적은 소요시간을 보였고, 좌우흔들림은 상대적으로 더 많았지만 수직 운동범위는 차이가 없었다. 보폭의 경우 숙련군에 비해 상대적으로 말을 통제할 능력의 부재로 첫 국면부터 마지막국면까지 일관된 보조가 이루어지지 않았다.
- 이 결과 2보폭 경속보과정에서 왼쪽 발굽을 기준으로 숙련군의 경우가 상대적으로 지지기와 공중기에서 시간소요에서 더 적절한 것으로 나타났다.
- 08°의 차이를 보였다. 이러한 결과를 볼 때 숙련군과 미숙련군의 보폭간의 제세변화는 거의 차이가 없는 것으로 나타난바, 두 집단 모두 보폭의 진행에 따라 일관된 기승자세를 유지한 것으로 나타났다.
- 00cm/sec를 보인바 숙련군과 미숙련군간 전후방향에서 보폭간의 차이는 없는 것으로 나타났다. 이러한 결과를 정리하면 전후 및 좌우방향에서 국면 경과에 따라서 숙련군이 미숙련군에 비해 더 느리고 변화폭이 적은 가운데 보행이 이루어졌고, 상하방향의 경우 유의한 차이가 없이 모두 말의 보조와 동조를 이루면서 상하방향에서 일관된 반동운동이 주기적으로 이루어졌다. 이러한 전후 및 좌우방향에서 차이는 초보 기승자의 추진능력 부족으로 인위적인 출발을 시킨 결과 국면경과에 따라 상대적으로 더 큰 값과 변화의 폭이 불안정한 결과로 사료된다.
- 제1 지지기 에서 전체시간에 대한 비율은 숙련군의 23.07%(.30초), 미숙련군의 24.61%(.32초)로 나타났고, 좌우운동 범위와 수직운동 범위는 숙련군의 각각 평균 4.66cm와 9.82cm인 반면 미숙련군의 경우 2.92cm와 9.49cm로 나타났다.
- 제1공중기를 종합하면 숙련군이 더 지연되었고, 좌우 및 수직운동을 많이 한 결과는 보조에 동조하면서 상대적으로 더 많은 상하반동과 좌우동요에 귀인하였다. 즉 팔꿈치와 어깨, 고관절 및 무릎의 경우 숙련군이 상대적으로 더 신전된 자세를 유지하였다.
- 제1공중기에서 전체시간에 대한 비율은 숙련 군의 28.46%(.37초), 미숙련군의 25.38%(.33초)로 나타났고, 좌우운동 범위와 수직운동 범위는 숙련군의 각각 평균 8.57cm와 4.12cm인 반면 미숙련군의 경우 6.73cm 와 1.36cm로 나타났다.
- 제1지지기를 종합하면 숙련군이 더 큰 좌우 및 수직 운동범위는 말의 보조에 따라 말과 동조하는 능력에서 차이를 보였다고 사료된다. 팔꿈치와 어깨의 경우 숙련 군의 경우가 상대적으로 더 신전된 자세, 그리고 동체의 기승자세는 전방굴곡자세를 유지한 반면 미숙련군은 다소 후방으로 신전자세를 유지하였다.
- 제2지지기를 종합하면 숙련군이 더 적은 시간소요를, 더 많은 좌우의 흔들림, 더 긴 보폭, 고관절의 큰 정도의 신전 및 굴곡된 무릎의 자세를 유지하였다. 동체 시전방굴곡된 자세 등으로 매 국면의 경과에 따라 일관된 자세를 유지하였고, 말의 보조에 맞추어 주기적인 리듬 있는 기승을 한 결과로 사료된다.
- 제2지지기를 종합하면 숙련군이 상대적으로 다소 더 많은 시간을 소요하면서 더 많은 좌우흔들림 및 일정한 보폭의 유지, 고관절의 더 큰 정도의 신전, 굴곡된 무릎의 자세 및 동체의 전방굴곡된 자세을 고려할 때 매 국면의 경과에 따라 일관된 자세를 유지하였고, 말의 보조에 맞추어 주기적인 리듬있는 기승을 한 결과로 사료된다.
- 2보폭동안 신체중심의 진행방향(Y)의 속도변화는 모든 국면에서 미숙련군이 상대적으로 빠른 값을 보인 반면 국면에 따른 변화의 폭이 숙련군에 비해 다소 불안정한 경향을 보인 반면, 숙련군은 모든 국면에서 큰 변화의 폭이 없이 안정된 보행이 이루어졌다. 좌우(X)의 속도변화는 국면이 경과됨에 따라서 두 집단 모두 증가하는 양상을 보였고, 최대의 값을 보인 국면은 제2공중기로서 국면 경과에 따라 미숙련군이 숙련군에 비해 변화의 폭이 큰 것으로 나타났다. 상하방향(Z)의 경우 숙련군과 미숙련군 모두 국면의 경과에 따라 리드미컬한 일관된 주기를 반복적으로 보였다.
- 팔꿈치의 경우 모든 국면에서 숙련군의 경우가 미숙련군에 비해 더 많은 굴곡자세를 유지한 것으로 나타났고, 어깨의 경우 숙련군은 제2지지기의 18.28±3.29도를 제외하면 국면경과에 따라 변화의 폭이 없는 것으로 나타난 반면, 미숙련군의 경우 변화의 폭이 큰 것으로 나타났고, 대체적으로 숙련군이 후방으로 더 신전을 시킨 자세를 유지하였다.
- 이는 제1공중기를 완료한 후 제 2지지기를 시작하는 과정에서 말의 추진방향에 반대방향으로 신전하려는 노력의 결과로 사료된다. 하지의 고관절은 숙련군이 상대적으로 후방으로 더 신전된 기승 자세를 유지한 반면 무릎의 경우 굴곡된 자세를 보였고, 반동의 폭도 더 큰 것으로 나타났다. 반면에 무릎은 상대적으로 숙련군이 더 많은 굴곡된 자세를 취하였고, 발목은 모두 약간의 저측굴곡의 자세를 유지하였다.
후속연구
- 하지만 두 집단 모두 보폭 간 비교에서 일관성 있는 속도를 유지한 것으로 나타났다. 본 연구결과 경속보의 교육과정에 활용할 수 있는 자료를 제시하였고, 추후 평보-경속보-구보습보 간의 속도변화에 따른 정량적 기승자세 연구가 필요할 것으로 사료된다.
- 한편 최근 제주도 지역특성 산물인 제주마를 활용한 재활승마와 승마체험 및 생활체육종목 등의 다양한 프로그램을 개발이 이루어지고 있다. 이를 위해 본 연구는 승마 숙련군과 미숙련군 기승자세의 정량적 자료를 제시하여 효율적인 승마교육과 안전성을 제고하고, 평보, 경속보, 구보 및 습보를 비교할 수 있는 기승자의 자세를 운동 학적측면에서 정량적인 분석ㆍ비교가 필요하다.
- 추후 심층 연구로서 평보, 경속보 및 구보간의 기승 자의 자세분석을 하는 것이 필요하다고 사료된다.
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