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문제 정의
- 92 m를 던져 한국기록을 수립한 이후, 현재 여자부 기록은 오히려 하락하는 실정에 있다. 따라서 본 연구의 목적은 대구에서 열린 세계 육상선수권대회를 참가한 선수들중 3명의 메달리스트들과 우리나라 김경애 선수를 대상으로 실제 경기 상황의 수행동작을 운동학적으로 분석하고 이를 토대로 우수 선수들의 기술구조에 대한 이해를 돕고 우리나라 여자 선수들의 경기력 향상을 위한 정보를 제공하는데 있다.
- 본 연구의 목적은 3차원 동작분석을 통해 2011년 대구세계육상선수권대회에 입상한 여자 투창 선수들과 우리나라 선수의 운동학적 변인을 분석하여 이를 토대로 우수 투창 선수들과 우리나라 선수의 투사 방법에 대한 정량화된 자료를 제시하는데 있다. 또한, 이와 같이 본 연구는 대구 세계육상선수권대회 입상자와 우리나라 선수의 운동학적 자료를 제공함으로써 국내 선수들의 기술적 보완 훈련을 위한 기초자료를 제공할 수 있을 것이다.
제안 방법
- 3차원 공간 좌표를 설정하기 위하여 통제점이 표시된 직사각형 통제점틀(4 m × 9 m × 4 m)을 창던지기 동작 중 오른발 착지와, 왼발 착지 및 투사동작이 모두 포함될 수 있는 범위에 설치하였다.
- 3차원 영상분석을 위해 3대의 고속 카메라(Casio EX-F1 Exilim, JPN, 300 frames/sec, Shutter speed 1/1000 sec)를 피험자의 측면, 후방 좌 우측 45° 위치에 각각 설치하였다.
- 크로스 스텝 시 왼발의 착지 시점(Left foot of Cross step; LC), 크로스 오버 시 오른발의 착지 시점(Right foot Contact; RC), 창을 던지기 전 지지하는 왼발의 착지 시점(Left foot in Delivery; LD), 그리고 창이 손에서 떨어지는 시점(Release; RE)으로 설정하였다. LC부터 RC까지의 구간을 Crossover stride Phase (CP), RC부터 LD까지의 구간을 Delivery Phase (DP), 그리고 LD부터 RE까지의 구간을 Release Phase (RP)로 설정하여 구간별 자료를 분석하였다(Figure 1).
- 본 연구에서는 신체중심속도를 비롯한 창의 투사속도에 많은 영향을 주는 구간을 CP, DP, RP로 설정하여 시간 및 거리 변인을 분석하였다. Kim(1993), Oh와 Cho(2003)는 창던지기는 크로스 스텝에서 릴리즈 순간까지의 알맞은 스텝거리와 연속적이고 리드미컬한 도약동작을 수행하는 것이 중요하다고 보고하였다.
- 10을 사용하였으며, 직접 선형 변환방법(Direct linear transformation, Abdel-Aziz & Karara, 1971)을 통해 3차원 좌표값을 얻었다. 영상 좌표화 과정에서 발생되는 노이즈를 최소화하기 위해 2차 Butterworth low-pass digital filter를 사용하였으며, 이때 차단 주파수는 6 Hz로 설정하였다.
- 또한, 이와 같이 본 연구는 대구 세계육상선수권대회 입상자와 우리나라 선수의 운동학적 자료를 제공함으로써 국내 선수들의 기술적 보완 훈련을 위한 기초자료를 제공할 수 있을 것이다. 이러한 목적을 달성하기 위해 구간별 소요시간, 구간별 변위, 창의 투사속도 및 신체무게중심속도 요인, 투사 시 창의 각도 요인, 창의 투사높이 요인, 분절의 기울기 각도(inclination angle)를 산출하였다. 본 연구의 결과 투사 이전의 안정적인 자세 전환, 투사 시 투창의 각도 변인과 신체 분절 상호간의 이상적인 기울기각 유지가 경기 결과 긍정적인 영향을 줄 것으로 판단된다.
- 인체 관절 중심의 좌표화를 위해 디지타이징 시 21개 지점 (vertex, chin, ss notch, shoulder, elbow, wrist, knuckle, knee, hip, toe, he l, ankle)을 설정하였으며 2개의 점으로 이루어진 창 등, 총 23개의 점을 직접 좌표화 하였다. 3차원 동작 분석은 Kwon3D program ver.
- 3차원 영상분석을 위해 3대의 고속 카메라(Casio EX-F1 Exilim, JPN, 300 frames/sec, Shutter speed 1/1000 sec)를 피험자의 측면, 후방 좌 우측 45° 위치에 각각 설치하였다. 촬영은 실제경기가 진행되었을 때부터 경기가 끝나는 시점까지 촬영하였으며, 개인별 6회 시기 중 가장 기록이 우수한 동작을 선정하여 분석하였다.
- 본 연구의 운동학적 분석을 위해 4개의 주요 시점과 3개의 주요 구간으로 아래와 같이 설정하였다. 크로스 스텝 시 왼발의 착지 시점(Left foot of Cross step; LC), 크로스 오버 시 오른발의 착지 시점(Right foot Contact; RC), 창을 던지기 전 지지하는 왼발의 착지 시점(Left foot in Delivery; LD), 그리고 창이 손에서 떨어지는 시점(Release; RE)으로 설정하였다. LC부터 RC까지의 구간을 Crossover stride Phase (CP), RC부터 LD까지의 구간을 Delivery Phase (DP), 그리고 LD부터 RE까지의 구간을 Release Phase (RP)로 설정하여 구간별 자료를 분석하였다(Figure 1).
- 투창동작 시 중요 운동학적 변인을 비교 분석하기 위해 구간별 소요시간, 구간별 변위, 창의 투사속도 및 각도, 분절의 기울기 각도(inclination angle)를 산출하였다. 각도요인 중 분절의 기울기각은 각 분절과 전역좌표계상의 전후축 평면이 이루는 기울기각으로 정의하였다[Figure 2].
대상 데이터
- 2011 대구세계육상선수권대회의 실제 경기장면을 촬영하였다. 3차원 공간 좌표를 설정하기 위하여 통제점이 표시된 직사각형 통제점틀(4 m × 9 m × 4 m)을 창던지기 동작 중 오른발 착지와, 왼발 착지 및 투사동작이 모두 포함될 수 있는 범위에 설치하였다.
- 본 연구는 2011년 대구 세계육상선수권대회에 참가한 여자 창던지기 선수들 중 결선 1위부터 3위까지 3명의 선수들과 국내선수 1명을 대상으로 선정하였으며, 대상자의 신체적 특성 및 각 순위에 대한 세부자료는 다음과 같다(Table 1).
이론/모형
- 3차원 동작 분석은 Kwon3D program ver. 3.10을 사용하였으며, 직접 선형 변환방법(Direct linear transformation, Abdel-Aziz & Karara, 1971)을 통해 3차원 좌표값을 얻었다.
성능/효과
- RP 국면에 대한 몸통각의 특성을 살펴보면, 몸통각에서 Maria Abakumova가 선수들 중에서 가장 수직에 가깝게 나타났으며, 상완각과 전완각에서는 가장 적게 나타났다. Sunette Viljoen과 우리나라 김경애 선수는 다른 선수들 보다 몸통각이 다소 적게 나타났으며, 상완각과 전완각은 다소 큰 것으로 나타났다(Table 8).
- RP 국면에 대한 몸통각의 특성을 살펴보면, 몸통각에서 Maria Abakumova가 선수들 중에서 가장 수직에 가깝게 나타났으며, 상완각과 전완각에서는 가장 적게 나타났다. Sunette Viljoen과 우리나라 김경애 선수는 다른 선수들 보다 몸통각이 다소 적게 나타났으며, 상완각과 전완각은 다소 큰 것으로 나타났다(Table 8).
- 개인별 특성을 보면, DP 구간과 RP 구간에서는 Sunette Viljoen이 가장 짧은 소요시간을 나타내었고, 우리나라 김경애 선수가 가장 긴 소요시간을 나타내었다.
- 거리 및 시간변인의 결과를 살펴보면, 결승경기에 입상한 선수의 구간별 평균소요시간은 0.312±0.0 2 sec, 0.184±0.015 sec, 0.133±0.018 sec로 나타났으며, 구간별 소요거리는 Impulse 구간이 1.69±0.2 m, Delivery 구간이 1.58±0.2 m, 릴리즈 후 착지하는 발과 파울라인까지의 거리는 2.19±0.5 m로 나타났다.
- 결승경기에 입상한 선수들의 구간별 변위는 평균 1.69±0.16 m, 1.58±0.17 m로 각각 나타났으며, 우리나라 김경애 선수는 1.46 m, 1.60 m로 CP 구간과 투사 후 착지하는 발로부터 파울라인까지의 변위는 다소 작게 나타났다.
- 구간별 소요된 시간을 살펴보면, CP 구간에서는 결승경기에 입상한 선수들의 평균이 312±1.7 ms로 우리나라 김경애 선수와 큰 차이가 나타나지 않았으나, DP 구간에서는 우리나라 김경애 선수가 258 ms로 메달리스트 보다 다소 느리게 나타났다.
- 기록에 직접적인 영향을 미치는 투사요인중 투사속도의 특성을 살펴보면, 결승경기에 입상한 선수들의 투사속도가 25.23±0.91 m/s인 반면 우리나라 김경애 선수는 21.20 m/s로 나타났다.
- 릴리즈 순간의 투사높이를 살펴보면, 결승경기에 입상한 선수들은 평균 1.88±0.1 m로 신장의 106.8±3.17 %를 보인 반면에 우리나라 김경애 선수는 1.62 m로 신장의 99.4%를 보이면서 입상한 선수들이 우리나라 선수보다 다소 높은 위치에서 릴리즈가 이루어지는 것으로 나타났다(Table 7)
- 본 연구 결과, 결승경기에 입상한 선수들은 각 구간별(CP, DP) 속도가 평균 5.42±0.5 m/s, 8.61±0.3 m/s로 선행연구와 유사한 결과를 나타내었고, 우리나라 김경애 선수는 4.67 m/s, 6.20 m/s로 다소 수평이동속도가 느리게 나타났다.
- 본 연구에서는 결승경기에 입상한 선수들은 평균 133±18.0 ms를 나타내었고, 우리나라 김경애 선수는 147 ms로 다소 느리게 나타났다.
- 본 연구에서는 결승경기에 입상한 선수들의 신체 중심속도는 평균 0.84±0.04 m/s인 반면, 우리나라 김경애 선수는 0.63 m/s로 나타났다.
- 이러한 목적을 달성하기 위해 구간별 소요시간, 구간별 변위, 창의 투사속도 및 신체무게중심속도 요인, 투사 시 창의 각도 요인, 창의 투사높이 요인, 분절의 기울기 각도(inclination angle)를 산출하였다. 본 연구의 결과 투사 이전의 안정적인 자세 전환, 투사 시 투창의 각도 변인과 신체 분절 상호간의 이상적인 기울기각 유지가 경기 결과 긍정적인 영향을 줄 것으로 판단된다.
- 신체 각 분절이 이루는 벡터와 수평면이 이루는 기울기각을 살펴보면, 결승경기에 입상한 선수들은 평균 몸통각이 53.6±7.3°, 상완분절각이 51.3±10.1°, 전완분절각이 61.3±1 .9°인 것으로 나타났고, 우리나라 김경애 선수는 43.9°, 60.3°, 67.3°로 나타났다.
- 표에 제시된 속도 성분에 대한 특성을 살펴보면, 투사속도의 경우 결승경기에 입상한 선수들은 평균 25.23±0.91 m/s로 나타난 반면, 우리나라 김경애 선수는 21.20 m/s로 다소 낮은 결과를 보였다.
후속연구
- 따라서, 경기력 향상을 위해서는 국내선수의 체격과 체력을 고려한 트레이닝 방법 개발과 투사방법에 대한 세부적인 지도가 필요할 것이다. 또한, 추후 연구에서는 투사 시 하체 분절에서 상지 분절로의 운동량 전이와 관련된 분절 운동의 상호작용과 특성을 분석할 것이다.
- 본 연구의 목적은 3차원 동작분석을 통해 2011년 대구세계육상선수권대회에 입상한 여자 투창 선수들과 우리나라 선수의 운동학적 변인을 분석하여 이를 토대로 우수 투창 선수들과 우리나라 선수의 투사 방법에 대한 정량화된 자료를 제시하는데 있다. 또한, 이와 같이 본 연구는 대구 세계육상선수권대회 입상자와 우리나라 선수의 운동학적 자료를 제공함으로써 국내 선수들의 기술적 보완 훈련을 위한 기초자료를 제공할 수 있을 것이다. 이러한 목적을 달성하기 위해 구간별 소요시간, 구간별 변위, 창의 투사속도 및 신체무게중심속도 요인, 투사 시 창의 각도 요인, 창의 투사높이 요인, 분절의 기울기 각도(inclination angle)를 산출하였다.
- 따라서, 경기력 향상을 위해서는 국내선수의 체격과 체력을 고려한 트레이닝 방법 개발과 투사방법에 대한 세부적인 지도가 필요할 것이다. 또한, 추후 연구에서는 투사 시 하체 분절에서 상지 분절로의 운동량 전이와 관련된 분절 운동의 상호작용과 특성을 분석할 것이다.
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