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문제 정의
- 그러므로 이 연구에서는 요가수련에서 중요하게 반복적으로 수련되는 태양예배자세의 하프 빈야사(half vinyasa) 수련 전·후의 각 분절이 일 할 수 있는 능력을 나타내는 역학적 에너지 변화와 전체동작에 대한 분절의 에너지 기여도 및 수직 무게중심(vertical center of gravity, [CoGz]) 최고점과 분절 에너지와의 상관관계를 구명하고자 한다.
제안 방법
- 각 분절의 국면 기여도는 각 분절의 국면별 에너지를 각 분절의 전체 국면에너지로 나누어 계산하고, 각 분절의 전체 에너지 기여도는 신체(total body)의 전체에너지로 나누어 계산하였다.
- 실험은 요가 수련 전과 수련 8주 후, 총 2회 실시하였으며, [Figure 1]과 같은 분석동작을 획득하기 위하여 Vicon MX-T40 (UK)적외선 카메라 10대와 자체 제작한 반사마커 83개의 마커를 부착하였다. 그리고 실험 전 스탠딩 캘리브레이션(standing calibration)을 실시한 후 분절의 위치추적을 위한 48개의 트레킹 마커를 제외하고 모든 마커를 제거하였으며 이때 샘플링 비율은 100 Hz 설정하였다.
- 대상자가 수행한 3회 동작 중에서 2명의 전문가가 심사하여 선정한 1회 동작을 자료처리 하였으며 노이즈에 의한 오차를 제거하기 위하여 위상차(phase lag)을 제거함과 동시에 필터의 성능을 4차 수준으로 향상시킬 수 있는 버터워스(butterworth) 양방 2차로 스무딩(smoothing) 하였으며 이 때 차단주파수(cut-off frequency)는 6 Hz로 하였다. 획득한 자료를 Visual-3D로 보내어 모델링한 인체에 적용하여 산출한 값을 사용하였다.
- 분석동작은 하프 빈야사 요가 동작 중 땅을 보는 강아지자세(down dog pose)부터 점프하여 착지하는 자세까지를 구간으로 하였으며 동작의 주요 연결시점인 이벤트4와 동작 구간인 국면3으로 다음과 같다.
- 빈야사 요가 프로토콜은 요가디피카(Iyengar, 1997)와 빈야사 요가(Jayeswari & Park, 2007)의 8주간 수련에 준하여 본 연구 역시 8주 동안 주 3회 50분씩으로, 준비운동은 10분, 본 운동은 30분, 그리고 정리운동은 10분, 총 50분 프로그램으로 구성하였다.
- 인체 좌표화를 위하여 Visual 3D (C-motion, USA)의 마커시스템에 준하여 [Figure 3]과 같이 부착하였으며 인체모델은 강체링크시스템(rigid body linked system)으로 하였고 NLT(nonlinear transformation)방식으로 원자료를 3차원 좌표화 하였다.
대상 데이터
- 서울시에 소재한 H대학의 요가 수련 경험이 없는 여학생 13명을 대상으로 하였으며 신체적 특성은 [Table 1]과 같다.
- 빈야사 요가 프로토콜은 요가디피카(Iyengar, 1997)와 빈야사 요가(Jayeswari & Park, 2007)의 8주간 수련에 준하여 본 연구 역시 8주 동안 주 3회 50분씩으로, 준비운동은 10분, 본 운동은 30분, 그리고 정리운동은 10분, 총 50분 프로그램으로 구성하였다. 실험은 요가 수련 전과 수련 8주 후, 총 2회 실시하였으며, [Figure 1]과 같은 분석동작을 획득하기 위하여 Vicon MX-T40 (UK)적외선 카메라 10대와 자체 제작한 반사마커 83개의 마커를 부착하였다. 그리고 실험 전 스탠딩 캘리브레이션(standing calibration)을 실시한 후 분절의 위치추적을 위한 48개의 트레킹 마커를 제외하고 모든 마커를 제거하였으며 이때 샘플링 비율은 100 Hz 설정하였다.
데이터처리
- 하프 빈야사 요가 수련전후의 분절 에너지 차이를 검정하기 위하여 SPSS 18.0의 기술 통계량(평균과 표준편차)과 상관관계 규명을 위하여 피어슨의 상관계수를 이용하였다. 이때 유의수준은 로 하였다.
- 대상자가 수행한 3회 동작 중에서 2명의 전문가가 심사하여 선정한 1회 동작을 자료처리 하였으며 노이즈에 의한 오차를 제거하기 위하여 위상차(phase lag)을 제거함과 동시에 필터의 성능을 4차 수준으로 향상시킬 수 있는 버터워스(butterworth) 양방 2차로 스무딩(smoothing) 하였으며 이 때 차단주파수(cut-off frequency)는 6 Hz로 하였다. 획득한 자료를 Visual-3D로 보내어 모델링한 인체에 적용하여 산출한 값을 사용하였다. 그리고 역학적 에너지는 #로 계산하였다.
성능/효과
- 결론적으로 하프 빈야사 요가 수련은 분절이 일할 수 있는 능력을 향상시키며 신체의 최고높이를 생성하는 에너지 발현 국면과 패턴을 변화시켰다.
- 그리고 수련 전·후에서 각 분절에 대한 국면 기여도는 모든 분절에서 국면1 > 국면2 > 국면3 순으로 나타났고 신체에 대한 각 상체 분절의 기여도는 손과 전완 < 상완 < 머리 < 몸통 순으로 나타났으며 신체에 대한 각 하체 분절의 기여도는 정강이 < 엉덩이 < 허벅지 순으로 나타났다.
- 그리고 수련 후 하체 분절의 국면별 기여도 역시 수련 전과 유사하게 나타났으며 수련 전·후에서 각 분절에 대한 국면 기여도는 모든 분절에서 국면1 > 국면2 > 국면3순으로 나타나고 신체에 대한 각 분절의 기여도는 정강이 < 엉덩이 < 허벅지 순으로 나타났다(Figure 7, Table 6).
- 특히, 몸통(trunk)의 역학적 에너지가 가장 큰 증가를 보였고 손(hand)이 가장 작은 증가를 보였다. 그리고 역학적 에너지 증분량을 세 군으로 분류하면 손(hand)과 전완(forearm)은 작은 증가군, 머리(head), 상완(upper arm)과 정강이(shank)는 중간 증가군, 허벅지(thigh), 엉덩이(hip), 몸통(trunk)은 큰 증가군 으로 분류되었다. 주로 수련 후 큰 분절의 역학적 에너지의 증분이 크게 나타나는 경향을 보였다 (Table 2, 3; Figure 4).
- 수련 후 하프 빈야사 동작을 이루는 각 상체 분절의 국면 기여도는 거의 유사하게 나타났으며 수련 전·후에서 각 분절에 대한 국면 기여도는 모든 분절에서 국면1 > 국면2 > 국면3 순으로 나타나고 신체에 대한 각 분절의 기여도는 손과 전완 < 상완 < 머리 < 몸통 순으로 나타났다(Figure 6, Table 5).
- 수련 후 모든 국면의 모든 분절에서 역학적 에너지는 증가하였다. 특히, 몸통(trunk)의 역학적 에너지가 가장 큰 증가를 보였고 손(hand)이 가장 작은 증가를 보였다. 그리고 역학적 에너지 증분량을 세 군으로 분류하면 손(hand)과 전완(forearm)은 작은 증가군, 머리(head), 상완(upper arm)과 정강이(shank)는 중간 증가군, 허벅지(thigh), 엉덩이(hip), 몸통(trunk)은 큰 증가군 으로 분류되었다.
- 223 joule/kg이다(Table 4). 특히, 수련 후의 역학적 에너지는 국면1의 증분량이 3.434joule/kg로 가장 크게 나타났고 국면2는 1.631 joule/kg, 국면 3은 1.158 joule/kg 순으로 나타났으며 전 구간에서 증가하는 것으로 나타났다(Figure 5).
- 하프 빈야사 요가 수련 후 상·하체 분절의 역학적 에너지 는 증가하였으며 하체 에너지 증분량이 상체보다 크고 국면별 증분량은 국면1 > 국면2 > 국면3 순 이었으며 수련 후 동작을 이루는 각 상·하체 분절의 국면 별 기여도는 수련 전과 거의 유사하게 나타났다.
후속연구
- 이와 같이 요가 연구는 생리학 및 근활성도 연구가 주류를 이루고 있으며 요가의 역학적 에너지 변화와 분절의 에너지 기여도에 관한 연구가 매우 미비하므로 역학적 에너지요인들을 평가하는 것은 요가의 동작을 개인 맞춤형으로 설계하여 개인 수련 과정이나 재활 훈련 프로그램에 활용 할 수 있을 것이다.
- 복부 조절훈련에 유용한 것으로 알려진 하프 빈야사 요가의 숙련된 동작을 위해서는 국면2의 효율적 수행방법이 중요하며 이를 위해서는 몸통과 허벅지를 자유롭게 제어하는 능력이 필요하다. 즉 하프 빈야사 요가 수행시 국면2에서 굽혀진 무릎으로부터 저장된 에너지를 국면3에서 효율적으로 방출하며 몸통과 골반을 최대한 위로 밀어 올리는 집중 훈련이 요가수련의 목적을 달성케 할 것이다.
- 향후 상지와 하지 분절의 운동 에너지와 위치 에너지의 상호 보존과 관절 파워와 일을 연구하여 에너지의 생성과 흡수 및 전이 관계를 규명하는 것이 필요하다.
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