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문제 정의
- 본 연구는 2014년 브라질월드컵 이후 더욱 세분화 되어 생산되는 축구화들의 기능을 비교분석하여 올바른 정보를 얻고자 연구한 결론은 다음과 같다.
- 하지만 축구화 스터드의 종류 차이에 대한 연구는 미비한 실정이다. 본 연구는 아웃솔의 재질강도가 다르고 스터드의 높이가 다르게 제작된 축구화를 대상으로 운동학적 및 운동역학적 연구를 하여 비교분석하여 축구화의 올바른 정보를 얻고자 한다.
제안 방법
- Zebris Medical GmbH FDM-T System (Germany)모델의 Zebris Emed sensor platform 으로서 벨트아래 족저압과 지면반력을 동시에 측정 할 수 있는 장비와 Pedar insole system (Groupmask Evaluation, Novel, Germany)을 사용 하여 운동학적변인과 운동역학적변인으로 족저압과 지면반력을 측정하였다(Figure 1).
- 그 점을 보완한 요즘의 축구화는 신발 밑창에다 알루미늄 등으로 만들어진 압력 분산판을 넣는다. 또 둥근 모양의 스터드 대신에 길죽한 모양의 스터드를 개발함으로서 압력을 분산시키기도 하고 순간적 출발, 방향전환을 보다 쉽게 하게 만들었다. 새로운 축구화가 개발되면서 슈팅된 축구공의 속도와 회전력이 향상되어 축구선수뿐 아니라 관중의 즐거움도 더욱 향상 되었다.
- 발바닥 중심이동의 변인에서는 Zebris 시스템에서 달리는 동안 오른발과 왼발의 좌우밸런스를 알아보았다. 발바닥 중심이동길이는 세 종류 축구화 스터드 개수에 따라 다르게 나타났다.
- 89 m/sec가 약 60%를 차지한다고 보고하였다. 실험순서를 정하여 순서대로 실험에 앞서 사전 20분간의 충분한 워밍업 후에 위의 연구를 참조하여 3가지 축구화를 교대로 각각 착용한 후 Zebris 시스템을 4.89 m/sec에 맞춰 놓고 달리기 동작을 실시하여 3분 지난 시점에서 본 연구에 합당한 자료를 선택하였다. 보폭(stride)의 정의는 오른쪽 발뒷꿈치가 닿는 순간부터 떨어져서 다음 닿는 순간까지를 말하며, 스텝(step)의 정의는 오른쪽 발뒷꿈치가 닿는 순간부터 오른쪽 발가락이 떨어지는 순간으로 정의하여 데이터를 정리하였다.
- 족저압력을 분석하기 위하여 Kevin 등 (2006)이 연구한 방법을 사용하여 연구하였다. 이들은 Pedar insole 분석법을 사용하였는데 발바닥을 9개 영역으로 나누어 세 종류의 축구화 족저압력을 비교분석하였다. 통계적으로 안쪽 중앙부위(M3), 바깥쪽 중앙부위(M4) 그리고 앞쪽 중앙부위(M6)에서 통계적으로 유의한 차이가 나타났다(p<.
- 25μ)와 비슷한 조건이었다. 축구화 바닥 세종류의 압력분포 비교는 Pedar insole 방법을 사용하여 9개 영역으로 나누어 비교하였다(Figure 2).
대상 데이터
- 새로운 축구화가 개발되면서 슈팅된 축구공의 속도와 회전력이 향상되어 축구선수뿐 아니라 관중의 즐거움도 더욱 향상 되었다. 각각 선수의 취향에 따라 결정되는데, 상대방 공격수의 움직임에 대응해야하는 수비수는 방향 전환과 순간적인 동작을 취하면서 몸의 중심 이동이 심하기 때문에 축구화 스터드 숫자가 적은(6-8개) 축구화를 선택한다. 공격수는 정교한 동작과 스피드가 요구되므로 스터드 숫자가 많은(10-13개) 축구화를 선택하는 것이 유리하다.
- 연구대상자는 하지의 질병이 없고 일주일에 1회이상 축구에 참가하는 키 175±3.51 cm, 몸무게 75±5.49 kg, 신발 사이즈 270 mm를 착용하고 주로 오른발을 사용하는 남자 대학생 7명으로 하였다.
데이터처리
- 변량분석의 사후검정(Post-hoc test)은 Tukey’s Honestly significant difference의 방법을 사용하였다.
- 본 연구는 스터드의 차이 중에서도 아웃솔의 재질강도, 스터드의 높이 그리고 스터드의 갯수가 다르게 제작된 축구화를 대상으로 운동학적 및 운동역학적 연구를 일원변량분석(one way-ANOVA)을 실시하여 비교분석 하였다. 세 종류의 축구화와 오른발, 왼발에서 시·공간적 변인은 통계적으로 유의한 차이는 없었으나 평균의 비교에서 천연잔디용(SG)으로 제작된 축구화 보다 인조잔디용(HG)으로 제작된 축구화에서 모든 변인들의 값이 크게 나왔다.
- 스터드 차이에 따른 축구화의 운동학적 및 운동역학적 변인 비교를 하기 위하여 SPSS 20.0 (IBM, USA) 소프트웨어를 사용하여 일원변량분석(one way-ANOVA)을 실시하였다. 변량분석의 사후검정(Post-hoc test)은 Tukey’s Honestly significant difference의 방법을 사용하였다.
이론/모형
- 족저압력을 분석하기 위하여 Kevin 등 (2006)이 연구한 방법을 사용하여 연구하였다. 이들은 Pedar insole 분석법을 사용하였는데 발바닥을 9개 영역으로 나누어 세 종류의 축구화 족저압력을 비교분석하였다.
성능/효과
- 넷째, 수직지면반력 비교에서는 충격력(impact force)을 나타내는 첫 번째 피크에서 세 종류의 신발 모두 오른쪽 왼쪽에서 통계적으로 유의한 차이는 나타나지 않았으나 평균의 비교에서는 SG, FG, HG순으로 크게 나타났다. 능동적인 힘(active force)을 나타내는 두 번째 피크의 비교에서는 세종류의 신발 모두 오른발 왼발에서 통계적으로 유의한 차이는 나타나지 않았으나 평균의 비교에서는 SG, FG, HG 순으로 크게 나타났다.
- 수직지면반력 비교에서는 충격력(impact force)을 나타내는 첫 번째 피크에서 세 종류의 신발 모두 오른쪽 왼쪽에서 통계적으로 유의한 차이는 나타나지 않았으나 평균의 비교에서는 SG, FG, HG순으로 크게 나타났다. 능동적인 힘(active force)을 나타내는 두 번째 피크의 비교에서는 세종류의 신발 모두 오른발 왼발에서 통계적으로 유의한 차이는 나타나지 않았으나 평균의 비교에서는 SG, FG, HG 순으로 크게 나타났다(Table 5).
- 넷째, 수직지면반력 비교에서는 충격력(impact force)을 나타내는 첫 번째 피크에서 세 종류의 신발 모두 오른쪽 왼쪽에서 통계적으로 유의한 차이는 나타나지 않았으나 평균의 비교에서는 SG, FG, HG순으로 크게 나타났다. 능동적인 힘(active force)을 나타내는 두 번째 피크의 비교에서는 세종류의 신발 모두 오른발 왼발에서 통계적으로 유의한 차이는 나타나지 않았으나 평균의 비교에서는 SG, FG, HG 순으로 크게 나타났다.
- 둘째, 발바닥 중심이동의 변인에서는 좌우대칭 변화의 비교에서 세 종류의 신발에서 통계적으로 유의한 차이가 나타났다(p<.05).
- 사후검정 결과 안쪽 중앙부위의 차이는 SG용 신발과 HG용 신발, FG용 신발과 HG용 신발에서 유의한차이가 나타났다. 바깥쪽 중앙부위는 SG용 신발과 HG용 신발, FG용 신발과 HG용 신발에서 유의한 차이가 나타났다. 앞쪽 중앙부는 SG용 신발과 HG용 신발, FG용 신발과 HG용 신발에서 유의한 차이가 나타났다.
- 05). 사후검정 결과 SG용 신발과 FG용 신발, SG용 신발과 HG용 신발에서 스터드 차이가 좌우대칭의 변화에 영향을 미치는 것으로 나타났다.
- 05). 사후검정 결과 안쪽 중앙부위의 차이는 SG용 신발과 HG용 신발, FG용 신발과 HG용 신발에서 유의한차이가 나타났다. 바깥쪽 중앙부위는 SG용 신발과 HG용 신발, FG용 신발과 HG용 신발에서 유의한 차이가 나타났다.
- 05). 사후검정 결과 안쪽 중앙부위의 차이는 SG용 신발과 HG용 신발, FG용 신발과 HG용 신발에서 유의한차이가 나타났다. 바깥쪽 중앙부위는 SG용 신발과 HG용 신발, FG용 신발과 HG용 신발에서 유의한 차이가 나타났다.
- 세 종류의 축구화와 오른발, 왼발에서 시·공간적 변인은 통계적으로 유의한 차이는 없었으나 평균의 비교에서 천연잔디용(SG)으로 제작된 축구화 보다 인조잔디용(HG)으로 제작된 축구화에서 모든 변인들의 값이 크게 나왔다.
- 셋째, 세 종류의 신발에서 안쪽 중앙부위(M3), 바깥쪽 중앙부위(M4) 그리고 앞쪽 중앙부위(M6)에서 통계적으로 유의한 차이가 나타났다(p<.05).
- 수직지면반력 비교에서는 충격력(impact force)을 나타내는 첫 번째 피크에서 세 종류의 신발 모두 오른쪽 왼쪽에서 통계적으로 유의한 차이는 나타나지 않았으나 평균의 비교에서는 SG, FG, HG순으로 크게 나타났다. 능동적인 힘(active force)을 나타내는 두 번째 피크의 비교에서는 세종류의 신발 모두 오른발 왼발에서 통계적으로 유의한 차이는 나타나지 않았으나 평균의 비교에서는 SG, FG, HG 순으로 크게 나타났다(Table 5).
- 왼쪽과 오른쪽 발의 중심이동을 일원변량분석으로 알아본 결과 각각발의 중심이동길이(gait line length), 한쪽발지지 동안 중심이동 길이(single support line), 앞뒤쪽으로 움직이는 위치(ant/post position), 좌우대칭 변화(lateral symmetry) 그리고 측면변동성(lateral variability)의 차이는[Table 3; Figure 3] 나타내었다. 중심이동길이, 한쪽발지지 동안 중심이동 길이의 변인들에서는 좌우측 신발 모두 통계적인 차이는 없었다.
- 세 종류의 축구화와 오른발, 왼발에서 시·공간적 변인은 통계적으로 유의한 차이는 없었으나 평균의 비교에서 천연잔디용(SG)으로 제작된 축구화 보다 인조잔디용(HG)으로 제작된 축구화에서 모든 변인들의 값이 크게 나왔다. 이러한 결과를 고찰해 보면 본 실험에 사용된 Zebris 시스템의 기계적마찰계수는 일반적인 인조잔디와 비슷한 조건으로서 인조잔디용으로 만들어진 축구화의 스터드 높이가 낮고 개수가 많은 신발은 신고 달리는 것이 천연잔디용으로 만들어진 스터드가 높고 개수가 적은 신발을 신고 달리기하는 것 보다 편하다는 것을 알 수 있었다.
- 인조잔디용으로 제작된 축구화는 스터드의 개수가 앞·뒤쪽으로 많이 고르게 분포되어 있어서 족저압력이 9개 영역에서 고르게 나타난 반면에 천연잔디용 축구화는 6개의 스터드 부위에서 강하게 족저압력이 나타났다.
- 일원변량분석으로 알아 본 결과 왼쪽·오른쪽 한발짝의 길이(step length), 각각 한발짝의 시간(step time), 스탠스구간(stance phase), 스윙구간(swing phase), 보폭(stride length) 그리고 보폭시간(stride time)의 모든 변인에서 통계적으로 유의한 차이는 나타나지 않았다.
- 첫째, 시·공간적 변인에서는 통계적으로 유의한 차이는 나타나지 않았지만 평균의 비교에서 SG용 신발 보다는 FG용 신발이 FG용 신발 보다는 HG용 신발에서 크게 나타났다.
- 충격력을 나타내는 첫 번째 수직지면반력 피크는 세 종류의 비교에서 왼쪽 오른쪽 신발 모두 천연잔디용 축구화가 인조잔디용 축구화 보다 충격력이 크게 나타났다. 이것은 천연잔디와 비슷한 실험 조건 때문에 나타난 결과로 생각된다.
- 통계적으로 안쪽 중앙부위(M3), 바깥쪽 중앙부위(M4) 그리고 앞쪽 중앙부위(M6)에서 통계적으로 유의한 차이가 나타났다(p<.05).
- 표와 그림에 나타난 결과와 같이 세 종류의 신발에서 안쪽 중앙부위(M3), 바깥쪽 중앙부위(M4) 그리고 앞쪽 중앙부위(M6)에서 통계적으로 유의한 차이가 나타났다 (p<.05).
후속연구
- 이와 같은 결과들을 볼 때 본 연구는 인조잔디에 가까운 실험 조건에서 시행된 연구로서 천연잔디용신발의 결과들이 모든 변인에서 좋지 않게 나타난 것으로 보아 축구장의 종류에 따라 신발의 선택이 매우 중요하다고 생각된다. 차후 연구에서는 실제 천연잔디와 인조잔디에서 각각의 신발들을 비교분석 연구하는 것이 더욱더 정확 자료를 얻을 수 있을 것으로 생각된다.
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