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문제 정의
- 본 연구는 양궁 슈팅 시 세 가지 점수 수준에 따른 인체 움직임의 차이를 분석하고, 고득점에서 나타나는 동작의 특징을 살펴보고자 실시한 연구이다. 이를 위해, 상지 분절의 중심이동 변위와 관절의 방향별 각도 및 각속도, 압력중심위치의 이동변위와 선속도를 산출하였다.
- 본 연구는 양궁 슈팅 시 세 가지 점수 수준에 따른 인체 움직임의 차이를 판별하고, 고득점에서 나타나는 동작의 특징을 살펴보고자 실시한 연구이다. 이를 위해, 상지 분절의 중심이동 변위와 관절의 방향별 각도 및 각속도, 압력중심위치의 이동변위와 선속도를 측정하여 득점요인의 특징을 찾고자 실시하였다.
- 본 연구는 양궁 점수에 따라 슈팅 동작 시 양발의 균형성과 상지 각 관절의 움직임과 각속도의 차이를 분석하고 고득점을 획득하기 위한 방법을 살펴보고자 하였다.
- 이에 본 연구에서는 양궁 슈팅 동작에서 점수에 따른 양발의 균형성과 상지의 분절 및 관절의 움직임과 각속도의 차이를 분석하고 고득점을 획득하기 위한 전략을 모색하는데 목적이 있다. 이를 위하여 2가지 연구문제를 제시하고자 한다.
제안 방법
- 첫째, 양궁 슈팅 동작에서 점수에 따른 양발의 COP 범위와 속도를 비교한다. 둘째, 양궁 슈팅동작에서 점수에 따른 상지관절의 움직임 범위와 속도를 비교한다.
- COP는 섬세한 움직임의 표현으로 주로 지지면 위에 나타나는 COP 크기로 묘사되며, COP 움직임 방향, 형태, 범위 그리고 평균속도가 주된 평가 요인이다[16,18,20]. 따라서 본 연구에서도 양궁 선수의 슈팅동작에서 나타나는 균형성을 평가하기 위하여 양발의 COP 좌우, 전후 범위와 평균속도를 산출하였다. COP 움직임 범위를 살펴보면, 왼발의 좌우 범위는 8점에서 10.
- 또한 드로잉 암의 동작변화를 살펴보기 위해 팔굽관절의 굴곡(flexion)·신전(extension), 회내(pronation)·회외(supination)및 손목관절의 굴곡·신전, 요골측 편위(radial deviation)· 척골측 편위(ulnar deviation)의 각도와 평균 각속도를 산출하였다.
- 활은 핸들 라이저(handle riser)와 림(limb)그리고 사이트(sight)와 스태비라이저(stabilizer)가 있는 리커브 활 중 개인의 선호장비를 사용하도록 하였다. 발사를 위한 기본자세는 스퀘어 스탠스(square stance)로서 사선을 중심으로 양 발 끝이 표적 중심과 일직선이 되는 특정 자세이며 모든 선수가 동일하게 실시하였다(Fig. 1)[15]. 이때, 날씨 및 풍속 등 자연 조건은 동일한 상황이라고 간주하고 진행하였다.
- 2), 활을 당기는 끝점인 앵커(Anchor)자세로부터 릴리즈(release)까지 나타난 드로잉 암의 각도변화, 각속도 및 보우 암 분절중심점의 이동변위를 살펴보았다. 상지 분절의 각도변화는 Visual3D software (C-motion, USA)를 이용하여 상완(upper arm)과 전완(forearm)의 분절 지역좌표계 3축 간의 회전각으로 수집하였다. 균형성을 판단하기 위한 압력중심(COP)의 계산은 지면반력기에서 제공되는 Fz, Mx, My 자료의 변환을 통한(COPx=-My/Fz, COPy=Mx/Fz) 계산과정을 Matlab2016a (The Mathwork, USA)을 이용하여 산출하였다[16].
- 세 가지 점수 변화(8, 9, 10점)에 따른 운동학적 차이를 확인하기 위해 30개의 상지분절 반사마커가 사용되었으며(Fig. 2), 활을 당기는 끝점인 앵커(Anchor)자세로부터 릴리즈(release)까지 나타난 드로잉 암의 각도변화, 각속도 및 보우 암 분절중심점의 이동변위를 살펴보았다. 상지 분절의 각도변화는 Visual3D software (C-motion, USA)를 이용하여 상완(upper arm)과 전완(forearm)의 분절 지역좌표계 3축 간의 회전각으로 수집하였다.
- 슈팅 시 균형성 평가요인으로는 두 대의 지면반력기에서 수집된 전·후, 좌·우 압력중심의 최대 이동변위 및 방향별 평균 선속도를 산출하였다.
- 슈팅 시 보우 암의 운동범위(range of motion [ROM]) 측정하기 위하여 전완 및 상완 분절 중심좌표의 방향별 최대·최소 변위와 평균 선속도를 측정하였다.
- 균형성을 판단하기 위한 압력중심(COP)의 계산은 지면반력기에서 제공되는 Fz, Mx, My 자료의 변환을 통한(COPx=-My/Fz, COPy=Mx/Fz) 계산과정을 Matlab2016a (The Mathwork, USA)을 이용하여 산출하였다[16]. 실험절차는 선수가 총 15회의 활을 발사 하는 동안 나타난점수 수준을 기록하고, 각 점수 수준에 맞는 운동학적 요인 및 균형성의 차이를 확인하였다.
- 양궁 슈팅 시 점수 변화에 따른 균형성 및 운동학적 변인을 산출하기 위하여 Qualisys Track Manager software (Qualisys, Sweden)와 Visual3D software (C-motion, USA)를 사용하였으며, Butterworth 2nd order low-pass filter로 smoothing을 적용하고 차단주파수는 6 Hz 로 설정하였다. 지면반력 자료 역시 획득 과정에서 생긴 오차(noise)를 제거하기 위하여 Butterworth 2nd order low-pass filter를 실시하였으며, 이때 차단주파수는 50 Hz로 설정하였다.
- 양궁 슈팅 시 점수 수준에 따라 변화한 정적자세에서의 움직임을 분석하기 위하여 기본자세에서 활 시위를 당겨 조정이 들어가는 앵커(Anchor) 순간부터 활이 손가락에서 떨어지는 릴리즈(release) 순간까지를 분석하였다.
- 운동학적 변인의 측정을 위해 발사가 이루어지는 선수 주위에 7대의 적외선카메라(MCU 240, Qualisys, Sweden)를 설치하여200 Hz의 속도로 동작을 촬영하였으며, 이 때 균형성을 판단하기 위한 양발의 압력중심위치(COP)는 기본자세를포함하는 2 대의지면반력기(Type9286A, Kistler, Switerland; sampling rates: 2000 Hz)를 통해서 수집하였다.
- 대상자는 양궁 경기규칙에 따라 사전연습을 실시한 뒤 올림픽경기의 70 m 거리에서 122 cm 표적지를 향해 화살을 발사하였다. 이 때, 최종 파이널 라운드(finals round)를 가정한 3발씩 5엔드인 총 15회의 발사 기회를 부여하였으며, 시기별 발사 제한 시간인 20초가 넘지 않도록 제한하였다. 활은 핸들 라이저(handle riser)와 림(limb)그리고 사이트(sight)와 스태비라이저(stabilizer)가 있는 리커브 활 중 개인의 선호장비를 사용하도록 하였다.
- 본 연구는 양궁 슈팅 시 세 가지 점수 수준에 따른 인체 움직임의 차이를 분석하고, 고득점에서 나타나는 동작의 특징을 살펴보고자 실시한 연구이다. 이를 위해, 상지 분절의 중심이동 변위와 관절의 방향별 각도 및 각속도, 압력중심위치의 이동변위와 선속도를 산출하였다.
- 본 연구는 양궁 슈팅 시 세 가지 점수 수준에 따른 인체 움직임의 차이를 판별하고, 고득점에서 나타나는 동작의 특징을 살펴보고자 실시한 연구이다. 이를 위해, 상지 분절의 중심이동 변위와 관절의 방향별 각도 및 각속도, 압력중심위치의 이동변위와 선속도를 측정하여 득점요인의 특징을 찾고자 실시하였다. Table 1-6
- 양궁 슈팅 시 점수 변화에 따른 균형성 및 운동학적 변인을 산출하기 위하여 Qualisys Track Manager software (Qualisys, Sweden)와 Visual3D software (C-motion, USA)를 사용하였으며, Butterworth 2nd order low-pass filter로 smoothing을 적용하고 차단주파수는 6 Hz 로 설정하였다. 지면반력 자료 역시 획득 과정에서 생긴 오차(noise)를 제거하기 위하여 Butterworth 2nd order low-pass filter를 실시하였으며, 이때 차단주파수는 50 Hz로 설정하였다. 차단 주파수 (cut-off frequency) 결정은 FFT (Fast Fourier Transform) 분석을 실시하고 주파수로 전환된 신호에 대해 PSD (Power Spectral Density)를 계산하여 누적된 PSD의 99.
- 지면반력 자료 역시 획득 과정에서 생긴 오차(noise)를 제거하기 위하여 Butterworth 2nd order low-pass filter를 실시하였으며, 이때 차단주파수는 50 Hz로 설정하였다. 차단 주파수 (cut-off frequency) 결정은 FFT (Fast Fourier Transform) 분석을 실시하고 주파수로 전환된 신호에 대해 PSD (Power Spectral Density)를 계산하여 누적된 PSD의 99.9% 수준을 각 신호 특성의 대표적인 것으로 간주하여 결정하였다. 지면반력 자료를 통해 추출된 COP 자료의 경우 선수의 해부학적자세(anatomical position)를 기준으로 사선에 해당하는 이동변위를 인체의 좌우축(mediolateral axis [ML])움직임으로 규정하고, 사선에 직교하는 방향의 움직임을 전후축(anteroposterior axis [AP]) 움직임으로 규정하여 기술구간에서 나타나는 균형성을 판단하였다.
- 이를 위하여 2가지 연구문제를 제시하고자 한다. 첫째, 양궁 슈팅 동작에서 점수에 따른 양발의 COP 범위와 속도를 비교한다. 둘째, 양궁 슈팅동작에서 점수에 따른 상지관절의 움직임 범위와 속도를 비교한다.
- 이 때, 최종 파이널 라운드(finals round)를 가정한 3발씩 5엔드인 총 15회의 발사 기회를 부여하였으며, 시기별 발사 제한 시간인 20초가 넘지 않도록 제한하였다. 활은 핸들 라이저(handle riser)와 림(limb)그리고 사이트(sight)와 스태비라이저(stabilizer)가 있는 리커브 활 중 개인의 선호장비를 사용하도록 하였다. 발사를 위한 기본자세는 스퀘어 스탠스(square stance)로서 사선을 중심으로 양 발 끝이 표적 중심과 일직선이 되는 특정 자세이며 모든 선수가 동일하게 실시하였다(Fig.
대상 데이터
- 대상자는 양궁 경기규칙에 따라 사전연습을 실시한 뒤 올림픽경기의 70 m 거리에서 122 cm 표적지를 향해 화살을 발사하였다. 이 때, 최종 파이널 라운드(finals round)를 가정한 3발씩 5엔드인 총 15회의 발사 기회를 부여하였으며, 시기별 발사 제한 시간인 20초가 넘지 않도록 제한하였다.
- 본 연구를 위해 실험에 참여한 대상자는 K대학교 양궁선수 중 경기경력이 10년 이상이며, 전국 규모 이상(국내․외)의 대회에서 입상실적이 있는 성인 9명(남자: 7명, 여자: 2명; 신장 평균: 176.67±7.14 cm, 체중 평균: 74.00±11.79 kg, 나이 평균: 22.45±1.13 yrs)으로 선정하였다.
데이터처리
- 세 가지 점수 수준에 따른 인체움직임의 특징을 찾기 위하여 반복측정 일원변량분석(One-way ANOVA with reapeated measure)을 실시하였으며, 사후분석은Bonferroni방법을 사용하였다. 이때, SPSS Ver.
이론/모형
- 상지 분절의 각도변화는 Visual3D software (C-motion, USA)를 이용하여 상완(upper arm)과 전완(forearm)의 분절 지역좌표계 3축 간의 회전각으로 수집하였다. 균형성을 판단하기 위한 압력중심(COP)의 계산은 지면반력기에서 제공되는 Fz, Mx, My 자료의 변환을 통한(COPx=-My/Fz, COPy=Mx/Fz) 계산과정을 Matlab2016a (The Mathwork, USA)을 이용하여 산출하였다[16]. 실험절차는 선수가 총 15회의 활을 발사 하는 동안 나타난점수 수준을 기록하고, 각 점수 수준에 맞는 운동학적 요인 및 균형성의 차이를 확인하였다.
성능/효과
- 균형성을 판별하기 위한 COP 요인에서는 사선 앞쪽에 위치한 왼발의 좌·우 이동범위에서 7점의 결과(10.95±3.22 cm)보다 8, 9점(7.70±2.10 cm, 6.78±2.26 cm)이 낮은 좌·우 움직임 범위를 보이면서 통계적으로 유의한 차이가 나타났다(p=.032)(Table 5).
- 그 외 COP의 전·후 움직임 및 평균속도는 점수 별 유의한 차이를 보이지 않으면서 점수 간 유사한 것으로 나타났다.
- 그러나 드로잉 암의 팔굽관절에 대한 굴곡·신전 가동범위는 통계적인 차이(p=.024)를 보이면서(8점: 11.58±5.41 deg, 9점: 8.47±2.53 deg, 10점: 8.10±3.25 deg) 높은 득점에서 보다 굴곡되는 것으로 나타났다(Table 2).
- 다음으로 드로잉 암의 팔굽관절 굴곡·신전 가동범위를 살펴보면, 8점에서 11.58±5.41 deg, 9점에서 8.47±2.53 deg, 10점에서 8.10±3.25 deg로 8점이 9점, 10점에 비하여 팔굽관절의 움직임이 통계적으로 크게 나타났다.
- 둘째, 팔굽관절의 굴곡·신전 가동범위는 8점이 9점, 10점에 비하여 통계적으로 크게 나타났다.
- 위 내용을 종합해보면, 양궁 경기에서 고득점을 유지하기 위해서는 지속적인 균형성이 요구되며, 특히 슈팅하는 순간 활을 지지하는 왼발의 좌우 균형능력이 중요한 요인이라 판단되며, 드로잉암의 팔굽관절 움직임을 최소화하는 것이 안정적인 슈팅에 도움이 될 것으로 사료된다. 향후 미세한 움직임으로 점수의 차이가 나타날수 있는 양궁의 특성상 손가락 관절의 움직임을 살펴볼 필요가 있다.
- 그 결론은 다음과 같다. 첫째, 왼발 COP 좌우 범위는 8점이 9점, 10점에 비하여 통계적으로 크게 나타났다. 둘째, 팔굽관절의 굴곡·신전 가동범위는 8점이 9점, 10점에 비하여 통계적으로 크게 나타났다.
후속연구
- 향후 미세한 움직임으로 점수의 차이가 나타날수 있는 양궁의 특성상 손가락 관절의 움직임을 살펴볼 필요가 있다. 또한 양궁의 주요 경기력 요인으로 대두되고 있는 심리상태[26] 또는 상지근육의 안정화[27] 등과 같은 내부적인 요인과 운동역학적 분석을 통한 기술분석의 융합연구가 이뤄진다면 한국 양궁의 경기력 향상에 큰 기여를 할 수 있을 것이다.
- 위의 결과를 바탕으로 양궁 경기에서 고득점을 유지하기 위해서는 지속적인 균형성이 요구되며, 특히 슈팅하는 순간 활을 지지하는 왼발의 좌우 균형성이 중요한 요인으로 작용한다. 또한 익스텐딩 기술을 사용하는 드로잉 암 팔굽관절 움직임을 최소화하는 것이 안정적인 슈팅에 긍정적인 역할을 할 것으로 판단된다.
- 위 내용을 종합해보면, 양궁 경기에서 고득점을 유지하기 위해서는 지속적인 균형성이 요구되며, 특히 슈팅하는 순간 활을 지지하는 왼발의 좌우 균형능력이 중요한 요인이라 판단되며, 드로잉암의 팔굽관절 움직임을 최소화하는 것이 안정적인 슈팅에 도움이 될 것으로 사료된다. 향후 미세한 움직임으로 점수의 차이가 나타날수 있는 양궁의 특성상 손가락 관절의 움직임을 살펴볼 필요가 있다. 또한 양궁의 주요 경기력 요인으로 대두되고 있는 심리상태[26] 또는 상지근육의 안정화[27] 등과 같은 내부적인 요인과 운동역학적 분석을 통한 기술분석의 융합연구가 이뤄진다면 한국 양궁의 경기력 향상에 큰 기여를 할 수 있을 것이다.
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