[논문]알파인 스킹 시 카빙 턴과 베이직 패러렐 턴 간의 신체중심 및 하지관절의 운동학적 패턴 비교

김주년; 전현민; 류시현; 하성희; 김진해; 류지선; 박상균; 윤석훈

doi:10.5103/kjsb.2014.24.3.201

알파인 스킹 시 카빙 턴과 베이직 패러렐 턴 간의 신체중심 및 하지관절의 운동학적 패턴 비교
Comparisons of Center of Mass and Lower Extremity Kinematic Patterns between Carved and Basic Parallel Turn during Alpine Skiing 원문보기

한국운동역학회지 = Korean journal of sport biomechanics, v.24 no.3, 2014년, pp.201 - 207

Abstract ▼ AI-Helper

This study investigated the center of mass and lower extremity kinematic patterns between carved and basic paralell turn during alpine skiing. Six experienced skiers (age: $20.67{\pm}4.72yrs$, body mass: $72.67{\pm}7.15kg$, height: $171.00{\pm}5.51cm$) participated in this study. Each skier were asked to perform carved and basic paralell turn on a $22.95^{\circ}$ groomed slope. Each turn was divided into the initiation phase, steering phase 1 and 2. The results of this study show that the carved turn spent significantly less running time than basic paralell turn at all three phases (p<.05). Also vertical displacement of the center of mass was significantly greater in carved turn at all three phases, whereas inward leaning angle of the center of mass was significantly greater in carved turn at the steering phase 1 and 2 (p<.05). Bilateral knee and hip joint angle were significantly greater in basic paralell turn at the initiation phase and the steering phase 2 (p<.05). On the other hand, left knee and hip joint angle were significantly greater in basic paralell turn at the steering phase 1 (p<.05). In order to perform successful carved turn, we suggest that skiers should coordinate bilateral knee and hip joint angles to adjust the center of mass, depending on three ski turn phases.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

많은 생활체육 스키어가 베이직 패러렐 턴을 습득한 후에 카빙 턴을 습득하기 위해 노력하지만, 이에 관한 정량화된 자료가 부족하여 경험적 지식에 의한 교수법에 의존하고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 베이직 패러렐 턴과 카빙 턴 수행 시 나타나는 신체중심과 하지관절의 운동학적 패턴을 정량화하여 비교하고자 하였다.
하지만 경험적 지식에 의존하고 있는 생활체육 스키어에게 베이직 패러렐 턴에서 카빙 턴으로 발전시키는데 필요한 신체중심 및 하지 관절의 쓰임에 대한 차이는 나타내지 못하였다. 따라서 본 연구의 목적은 생활체육 스키어의 기술향상을 위해 베이직 패러렐 턴과 카빙 턴 수행 시 활주 구간별 신체중심 및 하지관절의 운동학적 패턴을 정량화하여 비교 분석하는 데 있다.
본 연구는 생활체육 스키어에게 베이직 패러렐 턴과 카빙 턴에 관한 정량적 자료를 제공하기 위해 신체중심과 하지관절에 대한 운동학적 분석을 실시하여 위와 같은 결과를 산출하였으나, 관절의 복합적인 움직임만을 설명하는데 그쳤다. 따라서 향후 적외선 카메라나 inertial measurement unit (IMU)을 이용한 3차원 운동학적 분석을 통해 관절을 자유도를 모두 고려한 분석의 필요성이 요구된다.

제안 방법

각 스키어가 수행한 두 가지 방식의 턴은 기능적인 면 에서 세 국면으로 나누어 분석하였다. 왼쪽 턴에서 오른쪽 턴으로 전환되는 구간으로 스키어의 신체중심이 직선으로 움직이는 구간(initiation phase [I])과 회전의 시작부터 최대경사선(fall line)까지의 첫 번째 회전구간(steering phase 1 [S1]), 최대경사선에서 다음 왼쪽 턴의 직선구간 시작점까지의 두 번째 회전구간(steering phase 2 [S2])으로 나누어 분석하였다(Kim et al.
각 스키어는 충분한 준비운동과 연습을 수행한 후, 평균 경사 22.95°인 슬로프에서 카빙 턴과 베이직 패러렐 턴을 각 3회씩 실시하였다.
또한 좌표설정을 위해 턴 수행 전 6×16×2 m 크기의 통제점 틀을 설치하여 촬영하였다.
본 연구는 알파인 스키의 대표적인 중급기술인 베이직 패러렐 턴과 대표적인 상급기술인 카빙 턴 수행 시, 턴 구간별 신체중심 및 하지관절의 운동학적 패턴을 비교 분석 하였다.
촬영된 통제점 틀은 DLT (direct linear transformation) 방식을 통해 공간좌표를 설정하였고, 신체중심과 하지 관절 각도를 계산하는데 필요한 16개의 인체관절점 및 인체분 절점(left/right acromion, lateral epicondyle, ulna styloid process, greater trochanter, femoral condyles, malleolus, 1st phalanges and heel)을 좌표화하였다. 분석자료는 Betterworth 2th low-pass filter를 이용하여 노이즈를 제거 하였으며, 이때 차단주파수는 12 Hz로 설정하였다.
왼쪽 턴에서 오른쪽 턴으로 전환되는 구간으로 스키어의 신체중심이 직선으로 움직이는 구간(initiation phase [I])과 회전의 시작부터 최대경사선(fall line)까지의 첫 번째 회전구간(steering phase 1 [S1]), 최대경사선에서 다음 왼쪽 턴의 직선구간 시작점까지의 두 번째 회전구간(steering phase 2 [S2])으로 나누어 분석하였다(Kim et al., 2014; Müller et al., 1998; Figure 2).
이 연구에서는 알파인 스키의 베이직 패러렐 턴과 카빙 턴 수행 시 신체중심과 하지관절의 운동학적 패턴을 정량 화하여 비교 분석하였다. 이를 위해 최상급 스키어 6명을 대상으로 실시하였으며, 각 턴을 세 구간으로 나누어 소요 시간, 신체중심의 높이와 기울기, 하지관절각을 분석하였다.
95°인 슬로프에서 카빙 턴과 베이직 패러렐 턴을 각 3회씩 실시하였다. 이때 턴의 반경을 통일하고 최대한 자연스러운 활주를 유도하기 위해 세로 15 m, 가로 4 m의 위치마다 11개의 장애물을 설치하여 11번의 턴을 수행하도록 하였으며, 8번째 장애물에서 수행하는 턴(오른쪽 턴)을 분석구간으로 설정하였다(Figure 1).
이 연구에서는 알파인 스키의 베이직 패러렐 턴과 카빙 턴 수행 시 신체중심과 하지관절의 운동학적 패턴을 정량 화하여 비교 분석하였다. 이를 위해 최상급 스키어 6명을 대상으로 실시하였으며, 각 턴을 세 구간으로 나누어 소요 시간, 신체중심의 높이와 기울기, 하지관절각을 분석하였다.
1 (Visol, Korea)와 Malab R2009b (The Mathwork, USA)를 사용하였다. 촬영된 통제점 틀은 DLT (direct linear transformation) 방식을 통해 공간좌표를 설정하였고, 신체중심과 하지 관절 각도를 계산하는데 필요한 16개의 인체관절점 및 인체분 절점(left/right acromion, lateral epicondyle, ulna styloid process, greater trochanter, femoral condyles, malleolus, 1st phalanges and heel)을 좌표화하였다. 분석자료는 Betterworth 2th low-pass filter를 이용하여 노이즈를 제거 하였으며, 이때 차단주파수는 12 Hz로 설정하였다.
턴 방식에 따른 활주구간별 신체중심 및 하지관절의 운동학적 분석을 위해 비디오 카메라(HXR-MC 2000, Sony, Japan) 4대로 촬영하였으며, 슬로프 밖의 지면에 삼각대를 설치하여 고정하였다. 이때 촬영속도는 60 Hz, 셔터 스피드는 1/500 sec으로 설정하였다.

대상 데이터

본 연구의 연구대상자는 각 기술 수행 시, 이상적인 움직임을 수행 할 수 있는 국가대표 알파인 스키 선수 5명(남자 4명, 여자 1명)과 대한스키지도자연맹에서 발급하는 정지도자 자격증(level 3)을 소유하고 있는 1명(남자 1명)의 스키어를 선정하였다(Table 1).
영상자료 분석을 위해 Kwon 3D 3.1 (Visol, Korea)와 Malab R2009b (The Mathwork, USA)를 사용하였다. 촬영된 통제점 틀은 DLT (direct linear transformation) 방식을 통해 공간좌표를 설정하였고, 신체중심과 하지 관절 각도를 계산하는데 필요한 16개의 인체관절점 및 인체분 절점(left/right acromion, lateral epicondyle, ulna styloid process, greater trochanter, femoral condyles, malleolus, 1st phalanges and heel)을 좌표화하였다.

데이터처리

각 변인은 베이직 패러렐 턴과 카빙 턴 간의 유의한 차이를 검증하기 위해 대응표본 t-test를 실시하여 분석하였고, 유의수준은 α=.05로 설정하였다.
분석변인은 소요시간, 신체중심의 수직변위 및 기울기, 좌·우 발목, 무릎, 엉덩관절각에 대한 구간별 평균값(mean value)을 계산하였다.

성능/효과

Initiation phase에서는 베이직 패러렐 턴 수행 시, 양쪽 무릎과 엉덩관절각이 유의하게 크게 나타났다(Table 5, p<.05).
Initiation phase에서는 카빙 턴 수행 시, 신체중심의 수 직변위가 유의하게 작고, 양쪽 무릎과 엉덩관절각이 유의하게 작게 나타났다. 또한 steering phase 1에서는 카빙 턴 수행 시, 신체중심의 수직변위는 유의하게 작고, 기울 기는 유의하게 크며, 안쪽 무릎과 엉덩관절각은 작게 나타났다.
Kim 등 (2014), Stricker 등 (2010)과 Vaverka 등 (2012)의 연구에서 스키 플레이트에 알파인 스킹 시 발생하는 수직지면반력을 조사한 결과, 턴 수행 시 바깥 스키의 수직지면반력이 안쪽 스키보다 현저하게 크게 나타났음을 보고하였다. 따라서 steering phase 1에서의 카빙 턴의 에징은 신제중심의 기울기에 의존하여 만들어내는 것으로 생각되며, 이때 발생되는 하중을 바깥 스키에 전달하는데 안쪽 스키가 방해되지 않도록 안쪽 무릎과 엉덩관절을 굴곡시키는 반면, 베이직 패러렐 턴은 신체중심의 기울기가 적어 안쪽 다리 편 상태를 유지하는 것으로 판단된다.
Initiation phase에서는 카빙 턴 수행 시, 신체중심의 수 직변위가 유의하게 작고, 양쪽 무릎과 엉덩관절각이 유의하게 작게 나타났다. 또한 steering phase 1에서는 카빙 턴 수행 시, 신체중심의 수직변위는 유의하게 작고, 기울 기는 유의하게 크며, 안쪽 무릎과 엉덩관절각은 작게 나타났다.
신체중심의 수직변위는 카빙 턴 수행 시 모든 구간에서 유의하게 작게 나타났다(Table 3, p<.05).
, 1998). 이 구간에서는 steering phase 1과 같이 카빙 턴 수행 시, 신체중심의 수직변위가 유의하게 작게 나타난 동시에, 신체중심의 기울기 역시 크게 나타났다. 반면, 카빙 턴 수행 시, 양쪽 무릎과 엉덩관절각이 유의하게 작게 나타나면서 steering phase 1과는 다른 패턴을 보였다.
, 1998; Müller & Schwameder,2003). 이 구간에서는 카빙 턴 수행 시, 양쪽 무릎과 엉덩관절각이 유의하게 작게 나타났고, 신체중심의 수직변위가 유의하게 작은 반면, 신체중심의 기울기는 유의한 차이를 보이지 않았다. 스키어가 베이직 패러렐 턴에 비해 카빙턴 수행 시, 무릎과 엉덩관절을 사용하여 신체중심의 수직 변위를 낮추는 것은 사이드 컷과 하중에 의해 휘어진 스키 플레이트가 initiation phase에서 un-weighting되어 본래 모양의 캠버(camber)로 돌아오면서 발생하는 탄성과 약 1.
카빙 턴과 베이직 패러렐 턴을 수행하는 동안 소요된 시간은 모든 구간에서 카빙 턴이 유의하게 적게 나타났다 (Table 2, p<.05).

후속연구

본 연구는 생활체육 스키어에게 베이직 패러렐 턴과 카빙 턴에 관한 정량적 자료를 제공하기 위해 신체중심과 하지관절에 대한 운동학적 분석을 실시하여 위와 같은 결과를 산출하였으나, 관절의 복합적인 움직임만을 설명하는데 그쳤다. 따라서 향후 적외선 카메라나 inertial measurement unit (IMU)을 이용한 3차원 운동학적 분석을 통해 관절을 자유도를 모두 고려한 분석의 필요성이 요구된다.
향후 본 연구와 관련하여 베이직 패러렐 턴과 카빙 턴 외에 다른 종목의 기술 향상을 목적으로 하는 다양한 연구를 통해 경험적 지식에 대한 정량화가 이루어져야 할 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	알파인 스키에서 턴의 종류 중 스키딩 턴은 어떠한 기술인가?	알파인 스키에서 턴의 종류는 회전을 일으키는 방법에 따라 크게 카빙 턴(carved turn)과 스키딩 턴(skidded turn)으로 나뉜다. 스키딩 턴은 스키의 방향과 활주방향이 같은 선상에 놓여있지 않기 때문에 스키 옆면과 설면 사이의 마찰면적이 넓어지게 된다(Klous, Müller, & Schwameder, 2012). 따라서 스키딩 턴은 느린 활주속도를 유지하기 위한 기술로서 사용되어지며, 기초 제동기술인프르그 화렌(pflug fahren or snow plow)부터 시작하여 스키 플레이트를 에이(A)자로 유지하여 턴을 만드는 프르그 보겐(pflug bogen or wedge turn), 원활한 체중이동을 위한 업스템 턴(upstem turn)과 다운스템 턴(downstem turn)에 이어, 스키 플레이트를 십일(11)자로 유지하여 턴을 수행하는 베이직 패러렐 턴(basic parallel turn)까지 다양한 방식의 회전 및 제동 기법으로 활용되고 있다 (Hintermeister et al., 1997; Maxwell & Hull, 1989; Müller et al.
	레이싱 스키의 기록 단축에 영향을 주는 변인은 무엇이 있는가?	알파인 스키는 험준한 알프스 산악지방의 이동수단으로 시작되어, 현재 정해진 기문을 빠른 시간에 통과하는 기록 경기인 레이싱 스키(racing ski)와 생활체육 스키어를 위한스키 기술 및 교수법을 개발하는 인터스키(inter ski)로 발전되었다. 약 80여 년간 동계올림픽 정식 종목으로 이어지고 있는 레이싱 스키의 경우, 1/100초를 다투는 기록 경기의 특성 때문에 공기저항, 스키 플레이트와 설면 간의 마찰(ski-snow friction), 턴의 반경(turn radius), 스키 플레이트의 특성, 활주형태에 따라 변화되는 운동에너지 등 기록 단축에 영향을 미치는 변인에 대한 다양한 운동역학적 연구가 이뤄지고 있다(Federolf et al., 2008; Hintermeister et al.
	알파인 스키는 현재 어떤 형태로 발전되었는가?	알파인 스키는 험준한 알프스 산악지방의 이동수단으로 시작되어, 현재 정해진 기문을 빠른 시간에 통과하는 기록 경기인 레이싱 스키(racing ski)와 생활체육 스키어를 위한스키 기술 및 교수법을 개발하는 인터스키(inter ski)로 발전되었다. 약 80여 년간 동계올림픽 정식 종목으로 이어지고 있는 레이싱 스키의 경우, 1/100초를 다투는 기록 경기의 특성 때문에 공기저항, 스키 플레이트와 설면 간의 마찰(ski-snow friction), 턴의 반경(turn radius), 스키 플레이트의 특성, 활주형태에 따라 변화되는 운동에너지 등 기록 단축에 영향을 미치는 변인에 대한 다양한 운동역학적 연구가 이뤄지고 있다(Federolf et al.

참고문헌 (22)

Federolf, P., Scheiber, P., Rauscher, E., Schwameder, H., Luthi, A., Rhyner, H. U., & Muller, E. (2008). Impact of skier actions on the gliding times in alpine skiing. Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports, 18(6), 790-797.

상세보기
Federolf, P., Luthi, A., Roos, M., & Dual, J. (2010). Parameter study using a finite element simulation of a carving alpine ski to investigate the turn radius and its dependence on edging angle, load, and snow properties. Sports Engineering, 12(3), 135-141.

상세보기
Greenwald, R., Senner, V., & Swanson, S. (2001). Biomechanics of carving skis. Sportmedizin und Sporttraumatologie, 49(1), 00-00. Retrieved from http://www.sgsm.ch/fileadmin/user_upload/Zeitschrift/49-2001-1/11-2001-1_Greenwald.pdf.
Heinrich, D., Mossner, M., Kaps, P., & Nachbauer, W. (2010). Calculation of the contact pressure between ski and snow during a carved turn in alpine skiing. Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports, 20(3), 485-492.

상세보기
Hintermeister, R. A., O'Connor, D. D., Dillman, C. J., Suplizio, C. L., Lange, G. W., & Steadman, J. R. (1995). Muscle activity in slalom and giant slalom skiing. Medicine and Science in Sports and Exercise, 27(3), 315-322.

상세보기
Hintermeister, R. A., O'Connor, D. D., Lange, G. W., Dillman, C. J., & Steadman, J. R. (1997). Muscle activity in wedge, parallel, and giant slalom skiing. Medicine and Science in Sports and Exercise, 29(4), 548-553.

상세보기
Kim, J. N., Yoo, S. H., Ha, S. H., Kim, J. H., Ryu, J. S., Park, S. K., & Yoon, S. H. (2014). Comparisons of foot pressure patterns between experienced skiers and intermediate skiers during alpine skiing. Korean Journal of Sport Biomechanics, 24(1), 19-26.

원문보기 상세보기
Klous, M., Muller, E., & Schwameder, H. (2012). Three-dimensional knee joint loading in alpine skiing: a comparison between a carved and a skidded turn. Journal of Applied Biomechanics, 28(6), 655-664.

상세보기
Kroll, J., Wakeling, J. M., Seifert, J. G., & Muller, E. (2010). Quadriceps muscle function during recreational alpine skiing. Medicine and Science in Sports and Exercise, 42(8), 1545-1556.

상세보기
Maxwell, S. M., & Hull, M. L. (1989). Measurement of strength and loading variables on the knee during alpine skiing. Journal of Biomechanics, 22, 609-624.

상세보기
Muller, E., Bartlett, R., Raschner, C., Schwameder, H., Benko-Bernwick, U., & Lindinger, S. (1998). Comparisons of the ski turn techniques of experienced and intermediate skiers. Journal of Sports Sciences, 16(6), 545-559.

상세보기
Muller, E., Gimpl, M., Kirchner, S., Kroll, J., Jahnel, R., Niebauer, J., Niederseer, D., & Scheiber, P. (2011). Salzburg Skiing for the Elderly Study: influence of alpine skiing on aerobic capacity, strength, power, and balance. Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports, 21(Suppl. 1), 9-22.

상세보기
Muller, E., & Schwameder, H. (2003). Biomechanical aspects of new techniques in alpine skiing and ski-jumping. Journal of Sports Sciences, 21(9), 679-692.

상세보기
Park, S. K., Yoon, S. H., Ryu, J. S., Kim, J. H., Kim, J. N., Yoo, S. H., Jeon, H. M., Ha, S. H., Cho, H. J., Park, H. R., Park, S. H., Lim, G. Y., Park, H. W., Kim, Y. D., Choi, C. H., & Stefanyshyn, D. (2013, August). Lower extremity kinematics of ski motion on hills. Paper presented at the Thirty-first International Conference on Biomechanics in Sports, Taipei, TW. Retrieved from https://ojs.ub.uni-konstanz.de/cpa/article/viewFile/5582/5076.
Scheiber, P., Seifert, J. G., & Muller, E. (2012). Relationships between biomechanics and physiology in older, recreational alpine skiers. Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports, 22(1), 49-57.

상세보기
Stricker, G., Scheibera, P., Lindenhofera, E., & Mullera, E. (2010). Determination of forces in alpine skiing and snowboarding: Validation of a mobile data acquisition system. European Journal of Sport Science, 10(1), 31-41.

상세보기
Supej, M. (2008). Differential specific mechanical energy as a quality parameter in racing alpine skiing. Journal of Applied Biomechanics, 24(2), 121-129.

상세보기
Supej, M., & Holmberg, H. C. (2010). How gate setup and turn radii influence energy dissipation in slalom ski racing. Journal of Applied Biomechanics, 26(4), 454-464.

상세보기
Supej, M., Kipp, R., & Holmberg, H. C. (2011). Mechanical parameters as predictors of performance in alpine World Cup slalom racing. Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports, 21(6), e72-81.

상세보기
Supej, M., Saetran, L., Oggiano, L., Ettema, G., Sarabon, N., Nemec, B., & Holmberg, H. C. (2013). Aerodynamic drag is not the major determinant of performance during giant slalom skiing at the elite level. Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports, 23(1), e38-47.

상세보기
Vaverka, F., Vodickova, S., & Elfmark, M. (2012). Kinetic analysis of ski turns based on measured ground reaction forces. Journal of Applied Biomechanics, 28(1), 41-47.

상세보기
Yoneyama, T., Kagawa, H., Unemoto, M., Lizuka, T., & Scott, N. W. (2009). A ski robot system for qualitative modelling of the carved turn. Sports Engineering, 11(3), 131-141.

상세보기

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].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증