[논문]플라잉디스크 포핸드 및 백핸드 던지기 동작의 운동학적 특성 비교

김미향; 박종철; 변경석

doi:10.14400/jdc.2019.17.12.555

플라잉디스크 포핸드 및 백핸드 던지기 동작의 운동학적 특성 비교
A comparative analysis of the kinematical characteristics of Forehand & Backhand Flying Disc Throwing 원문보기

디지털융복합연구 = Journal of digital convergence, v.17 no.12, 2019년, pp.555 - 563

김미향 (국민대학교 스포츠산업레저학과) , 박종철 (한국스포츠정책과학원 스포츠과학연구실) , 변경석 (벡터바이오)

초록
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본 연구는 플라잉디스크의 포핸드와 백핸드 던지기 동작에 대한 정량적 기초자료를 제공하기 위해 수행하였으며 이를 위해 3차원 동작분석 기법을 활용하여 운동학적 변인을 산출하였다. 연구 변인을 종합하여 분석한 결과 플라잉디스크는 멀리 던지는 것뿐만 아니라 정확하게 던지는 것이 중요하므로 P2와 P3에서는 전방으로의 이동을 제어하고 관절의 회전 운동에 집중해야하는 것으로 나타났다. 또한 효율적인 회전 운동을 위해 골반에서 몸통으로 회전력 전이가 중요한 것으로 판단된다. 포핸드는 상지 관절의 움직임을 주로 활용하여 던지기 동작을 수행하는 반면 백핸드 던지기는 비교적 몸통 및 골반의 회전을 주로 활용하여 던지는 것으로 나타났다. 본 연구의 정량적 자료를 바탕으로 플라잉디스크 현장 교육을 위한 기초자료로 활용될 수 있기를 기대한다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study was to provide quantitative basic data on the forehand and backhand throw movements of flying disks. For this purpose, the kinematic variables were calculated using the three-dimensional motion analysis system. A comprehensive analysis of the study variables showed that it is important to throw flying disks accurately as well as far away, so in P2 and P3 it is necessary to control forward movement and concentrate on the rotation of the joints. In addition, rotational force transfer from pelvis to body is considered important for efficient rotational movement. The forehand was found to mainly utilize the movement of the upper extremity joint to perform throwing motion, while the backhand throw was found to be relatively utilized for the rotation of the torso and pelvis. Based on the quantitative data of this study, we hope that it can be used as a basic material for on-site training of Flying Discs.

주제어

표/그림 (10)

표 Table 1. Characteristics of subjects
그림 Fig. 1. Position of reflective markers
그림 Fig. 2. Defining events and phases
표 Table 2. Duration time (Unit : sec)
표 Table 3. COM position (Unit : cm)
그림 Fig. 3. Center of mass trajectory
그림 Fig. 4. Joint angle(Shoulder, Elbow, Wrist)
표 Table 4. Joint Angle (Unit : deg)
그림 Fig. 5. Segment angle(Pelvic, Trunk)
표 Table 5. Segment Angle (Unit : deg)

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구에서는 플라잉디스크에서 가장 기본이 되는 동작인 포핸드와 백핸드 던지기 동작의 운동학적 특성 규명을 통해 플라잉디스크 현장 교육을 위한 기초 자료로 활용하고 최적의 비행궤적을 만들 수 있는 자세를 연구하고 모델을 제시하는데 그 목적이 있다.
본 연구는 플라잉 디스크의 던지기 기술동작에 대한 정량적인 운동학적 자료를 제시하여 현장의 지도자들에 게 도움을 주고자 수행하였다. 본 연구의 정량적 자료를 바탕으로 플라잉디스크 현장 교육을 위한 기초자료로 활용될 수 있기를 기대한다.
본 연구는 플라잉디스크의 포핸드와 백핸드 던지기 동작에 대한 정량적 기초자료를 제공하기 위해 수행하였으며 이를 위해 3차원 동작분석 기법을 활용하여 운동학적 변인을 산출하였다. 본 연구 결과를 바탕으로 내린 결론은 다음과 같다.
본 연구에서는 플라잉디스크 던지기 동작에 대한 정량적 자료를 수집하기 위해 각 구간별 소요시간, 신체중심(Center of mass) 위치 변화, 관절(어깨, 팔꿈치, 손목) 및 분절(골반, 몸통) 각도 변화를 산출하였다.
본 연구에서는 플라잉디스크 던지기 동작을 수행함에 있어 나타나는 운동학적 변인에 대한 평균 및 표준편차를 산출하여 제시하였다.
본 연구에서는 플라잉디스크 포핸드 및 백핸드 던지기 동작에서 나타나는 운동학적 변인을 산출하였으며 이에대한 결과는 다음과 같다.

제안 방법

3차원 동작분석 자료처리는 QTM(Qualisys Track Manager)과 Visual3D(C-motion, USA) 소프트웨어를 활용하여 운동학적 변인을 산출하였다. 공간좌표의 산출은 NLT(Non-direct Linear Transformation) 방법을 활용하였으며 좌우방향을 X축, 전후방향을 Y축, 수직방 향을 Z축으로 설정하였다.
플라잉디스크 포핸드와 백핸드 동작에 대한 3차원 동작 분석을 위해 적외선 카메라(Oqus7+, Qualisys, SWE) 14대를 활용하였으며, 디스크 릴리즈 지점의 이벤트 선정을 위해 비디오카메라(Oqus2C, Qualisys, SWE) 1대를 활용하였다. 3차원 분석을 위한 좌표 산출을 위해 캘리브레이션 키트(Calibration kit, Qualisys, SWE)를 활용하였으며, 이때 촬영속도는 200 frames/sec으로 설정하였다.
공간좌표의 산출은 NLT(Non-direct Linear Transformation) 방법을 활용하였으며 좌우방향을 X축, 전후방향을 Y축, 수직방 향을 Z축으로 설정하였다. 반사마커 위치 좌표 값을 획득함에 있어 대상자의 피부 떨림(Skin movement)으로 인해 발생하는 노이즈 제거를 위해 Butterworth 4th oder lowpass filter cut-off frequency 10 Hz의 필터를 적용하여 노이즈를 제거하였다. 자료 분석을 위한 이벤트 설정은 총 4개의 시점으로 분류하였으며 Event 1은 릴리즈 2보 전 (SLS : Second last step), Event 2는 릴리즈 1보전 (LS : Last step), Event 3은 디스크가 손에서 떨어지는 시점 (DR : Disc Release) 그리고 Event 4는 던지기 동작이 마무리되는 시점으로 지면의 전후축과 팔이 180도가 되는 시점 (FT : Follow Through)으로 설정하였다.
자료 분석을 위한 이벤트 설정은 총 4개의 시점으로 분류하였으며 Event 1은 릴리즈 2보 전 (SLS : Second last step), Event 2는 릴리즈 1보전 (LS : Last step), Event 3은 디스크가 손에서 떨어지는 시점 (DR : Disc Release) 그리고 Event 4는 던지기 동작이 마무리되는 시점으로 지면의 전후축과 팔이 180도가 되는 시점 (FT : Follow Through)으로 설정하였다. 분석 국면의 정의는 총 3개의 구간으로 분류하였으며 SLS에서 LS까지 구간을 Phase 1(P1), LS에서 DR까지의 구간을 Phase 2(P2), DR에서 FT까지의 구간을 Phase 3(P3)로 정의하였다(Fig. 2 참고).
반사마커 위치 좌표 값을 획득함에 있어 대상자의 피부 떨림(Skin movement)으로 인해 발생하는 노이즈 제거를 위해 Butterworth 4th oder lowpass filter cut-off frequency 10 Hz의 필터를 적용하여 노이즈를 제거하였다. 자료 분석을 위한 이벤트 설정은 총 4개의 시점으로 분류하였으며 Event 1은 릴리즈 2보 전 (SLS : Second last step), Event 2는 릴리즈 1보전 (LS : Last step), Event 3은 디스크가 손에서 떨어지는 시점 (DR : Disc Release) 그리고 Event 4는 던지기 동작이 마무리되는 시점으로 지면의 전후축과 팔이 180도가 되는 시점 (FT : Follow Through)으로 설정하였다. 분석 국면의 정의는 총 3개의 구간으로 분류하였으며 SLS에서 LS까지 구간을 Phase 1(P1), LS에서 DR까지의 구간을 Phase 2(P2), DR에서 FT까지의 구간을 Phase 3(P3)로 정의하였다(Fig.
적외선 카메라를 활용한 3차원 동작 분석을 위해 총 57개의 반사 마커(Reflective marker)를 인체의 관절 및 분절에 부착하였으며 12개의 관절과 15의 분절로 분류하여 정의하였다. 반사마커의 부착위치는 Fig.
플라잉 디스크 포핸드 및 백핸드 던지기시 나타난 분 절의 각도 변화는 골반과 몸통 관절 각도로 분류하여 산출하였으며 수평면(Transverse plane)에서 나타나는 결과 값을 제시하였다. 각도의 양의 값은 좌측으로 회전한 값이며 음의 값은 우측으로 회전한 값이다.

대상 데이터

본 연구는 플라잉디스크 포핸드 및 백핸드 던지기 동작 시 나타나는 운동학적 변인을 정량적으로 규명하기 위해 대한민국플라잉디스크연맹에 등록되어 있는 선수로서 경력이 3년 이상인 남자 선수 5명을 선정하여 수행하였으며 자세한 피험자의 정보는 Table 1과 같다.
플라잉디스크 포핸드와 백핸드 동작에 대한 3차원 동작 분석을 위해 적외선 카메라(Oqus7+, Qualisys, SWE) 14대를 활용하였으며, 디스크 릴리즈 지점의 이벤트 선정을 위해 비디오카메라(Oqus2C, Qualisys, SWE) 1대를 활용하였다. 3차원 분석을 위한 좌표 산출을 위해 캘리브레이션 키트(Calibration kit, Qualisys, SWE)를 활용하였으며, 이때 촬영속도는 200 frames/sec으로 설정하였다.

이론/모형

3차원 동작분석 자료처리는 QTM(Qualisys Track Manager)과 Visual3D(C-motion, USA) 소프트웨어를 활용하여 운동학적 변인을 산출하였다. 공간좌표의 산출은 NLT(Non-direct Linear Transformation) 방법을 활용하였으며 좌우방향을 X축, 전후방향을 Y축, 수직방 향을 Z축으로 설정하였다. 반사마커 위치 좌표 값을 획득함에 있어 대상자의 피부 떨림(Skin movement)으로 인해 발생하는 노이즈 제거를 위해 Butterworth 4th oder lowpass filter cut-off frequency 10 Hz의 필터를 적용하여 노이즈를 제거하였다.

성능/효과

6deg 회전한 것으로 나타났다. 골반의 가동범위는 포핸드는 88.4deg, 백핸드는 124.6deg로 나타나 백핸드가 포핸드에 비해 골반을 많이 활용하는 것으로 나타났다. 골반의 회전은 P1구간에서는 변화가 크지 않지만 P2 구간부터 급격하게 회전이 발현하게 되는데 이는 디스크를 강하게 던지기 위한 과정으로 수직축의 회전력을 활용하기 위해 수직축 회전의 시작 지점 인골반 분절의 움직임으로 판단된다.
넷째, 골반, 몸통의 가동범위는 백핸드가 포핸드보다 크게 나타나 백핸드는 코어의 수직 회전력을 보다 중요시하는 것으로 나타났다. 또한 원위 분절인 몸통의 관절 각도 변화가 근위 분절인 골반보다 큰 것으로 나타나 효율적인 수직 회전력의 전이가 중요한 것으로 판단된다.
둘째, 신체 중심의 좌우 이동은 포핸드가 백핸드에 비 해 큰 것으로 나타났다. 포핸드는 점차 좌측으로 이동하 는 것으로 나타났고 백핸드는 점차 우측으로 이동하는 것으로 나타났다.
첫째, 전체 소요시간은 백핸드가 포핸드보다 짧은것 으로 나타났다. 디스크를 목표 지점으로 보내기 위해 전방으로 힘을 전달하는 P1 구간이 가장 긴 소요시간을 보 였으며 디스크를 던지는 구간인 P2와 P3은 빠르게 수행한 것으로 나타났는데, 이는 디스크의 회전력을 높이기 위해 빠른 동작을 수행한 것으로 판단된다.
넷째, 골반, 몸통의 가동범위는 백핸드가 포핸드보다 크게 나타나 백핸드는 코어의 수직 회전력을 보다 중요시하는 것으로 나타났다. 또한 원위 분절인 몸통의 관절 각도 변화가 근위 분절인 골반보다 큰 것으로 나타나 효율적인 수직 회전력의 전이가 중요한 것으로 판단된다. 위의 결과로 볼 때 포핸드의 경우 골반 및 몸통의 회전 움직임 보다 상지 관절의 움직임이 비교적 중요하고, 이에 비해 백핸드는 상지 관절의 움직임보다 몸통 및 골반의 회전 움직임이 비교적 중요한 것으로 판단된다.
팔꿈치 관절의 각도 변화 경향을 살펴보면 포핸드의 경우 팔꿈치를 관절을 굴곡시킨 상태에서 E1로 진입하고 백핸드의 경우 팔꿈치 관절을 비교적 신전 상태에서 E1로 진입하는 것으로 나타났다. 릴리즈 이후 마지막 E4구간에서는 포핸드 및 백핸드 모두 팔꿈치 관절을 점차 신전 시키면서 동작을 마무리 하는 것으로 나타났다.
17초 소요되는 것으로 보고되었다[20]. 본 연구의 포핸드 던지기와 비교해보면 두 국면 모두 원반던지기의 소요시간이 짧은 것으로 나타났는데 이는 플라잉디스크와 원반던지기의 목적이 다르기 때문에 나타난 결과라고 판단된다. 원반던지기의 경우 원반을 멀리 보내는 것에 목적이 있어 회전력을 높이기 위해 최대한 빠르게 동작을 수행한 것으로 판단되고 플라잉 디스크의 경우 디스크를 멀리 던지는 것도 중요하지만 목표한 지점에 정확하게 던지는 것이 중요하기 때문에 컨트롤하기 위해 비교적 느린 동작을 수행한 것으로 나타났다.
02초 긴 것으로 나타났다. 산출된 결과 값을 검토해보면 전체 소요시간 뿐만 아니라 모든 구간에서 포핸드가 백핸드에 비해 소요 시간이 긴 것으로 나타났다.
셋째, 어깨, 팔꿈치, 손목의 관절각도 가동범위는 포핸드가 백핸드에 비해 큰 것으로 나타나 포핸드가 관절의 움직임이 더 중요한 것으로 나타났다. 포핸드 및 백핸드 모 두 팔꿈치 관절의 움직임이 가장 큰 것으로 나타나 디스크 던지기시 팔꿈치 관절 움직임이 중요한 것으로 판단된다.
1deg로 나타났다. 손목 관절의 가동범위는 포핸드는 79.3deg, 백핸드는 35.0deg로 나타나 포핸드가 백핸드에 비해 손목의 움직임이 큰 것으로 나타났다. 손목 관절 움직임의 경우 포핸드와 백핸드 모두 P1 과 P2에서는 큰 움직임이 없었지만 P3구간에서 큰 움직임을 보였다.
플라잉 디스크의 경우 멀리 던지는것 뿐만 아니라 정확하게 던지는 것이 중요하므로 P2와 P3 에서는 전방으로 이동을 제어하고 관절의 회전 운동에 집중하기 때문에 전방으로의 이동이 비교적 짧은 것으로 나타났다. 신체 중심의 수직 이동은 백핸드가 포핸드에 비해 신체 중심이 전체적으로 높은 것으로 나타났으며 E1에서 점차 아래로 이동한 후 E2 이후에 점차 상승하는 경향이 나타났다. E2 이후에 신체 중심이 점차 상승하는 현상은 신체 중심에서 발현된 힘을 디스크로 전달하는 과정이라고 판단된다.
8cm로 이동한 것으로 나타났다. 신체중심 수직 위치변화 경향을 살펴보면 포핸드 및 백핸드 모두 E1에서 점차 아래로 이동한 후 E2 이후에 점차 상승하는 경향을 보였으며 전체적인 패턴은 비슷하였으나 백핸드가 포핸드에 비해 신체 중심의 위치가 전체적으로 높은 것으로 나타났다. 신체 중심의 수직 위치 변화에 대해 원반 던지기 동작의 연구 보고와 비교해보면 릴리즈 전 두번째 발착지(본 연구의 E1)에서 릴리즈(본 연구의 E3)까지 원반 던지기의 경우 약 6.
8deg로 나타났다. 어깨 관절의 가동범위(ROM)는 포핸드는 49.4deg로 나타났고 백핸드는 37.4 deg로 나타나 백핸드에 비해 포핸드로 던질 때 어깨 관절의 가동 범위가 큰 것으로 나타났다. 어깨 관절의 각도 변화 경향을 살펴보면 포핸드의 경우 P1구간에서는 백핸드보다 움직임이 적었지만 P2구간과 P3구간에서 백핸드보다 움직임이 큰 것으로 나타났다.
본 연구의 포핸드 던지기와 비교해보면 두 국면 모두 원반던지기의 소요시간이 짧은 것으로 나타났는데 이는 플라잉디스크와 원반던지기의 목적이 다르기 때문에 나타난 결과라고 판단된다. 원반던지기의 경우 원반을 멀리 보내는 것에 목적이 있어 회전력을 높이기 위해 최대한 빠르게 동작을 수행한 것으로 판단되고 플라잉 디스크의 경우 디스크를 멀리 던지는 것도 중요하지만 목표한 지점에 정확하게 던지는 것이 중요하기 때문에 컨트롤하기 위해 비교적 느린 동작을 수행한 것으로 나타났다.
또한 원위 분절인 몸통의 관절 각도 변화가 근위 분절인 골반보다 큰 것으로 나타나 효율적인 수직 회전력의 전이가 중요한 것으로 판단된다. 위의 결과로 볼 때 포핸드의 경우 골반 및 몸통의 회전 움직임 보다 상지 관절의 움직임이 비교적 중요하고, 이에 비해 백핸드는 상지 관절의 움직임보다 몸통 및 골반의 회전 움직임이 비교적 중요한 것으로 판단된다.
전체 소요시간은 포핸드 0.61초, 백핸드 0.51초로 나타나 포핸드가 백핸드보다 0.1초 정도 많이 소요되는 것으로 나타났다. 던지기 동작에 있어 소요시간이 가장 길게 나타난 구간은 포핸드와 백핸드 모두 P1으로 나타났다.
5cm 이동한 것으로 나타났다. 전체적인 신체중심의 전방으로의 이동은 포핸드보다 백핸드 던지기 시 더 큰 것으로 나타났고 P1에서 가장 크게 움직이는 것으로 나타났다. P1 은 신체 중심을 전방으로 이동하면서 디스크 목표 지점으로 힘을 이동하는 것이 중요하다.
첫째, 전체 소요시간은 백핸드가 포핸드보다 짧은것 으로 나타났다. 디스크를 목표 지점으로 보내기 위해 전방으로 힘을 전달하는 P1 구간이 가장 긴 소요시간을 보 였으며 디스크를 던지는 구간인 P2와 P3은 빠르게 수행한 것으로 나타났는데, 이는 디스크의 회전력을 높이기 위해 빠른 동작을 수행한 것으로 판단된다.
6deg로 나타났다. 팔꿈치 관절의 가동범위(ROM)은 포핸드는 88.8deg로 나타났고 백핸드는 73.5deg로 나타나 포핸드가 백핸드 보다 팔꿈치 관절의 움직임이 큰 것으로 나타났다. 팔꿈치 관절의 가동범위는 어깨, 손목 관절 가동범위에 비해 큰 것으로 나타나 플라잉 디스크 던지기에 있어 팔꿈치 움직임의 제어가 중요한 것으로 판단된다.
팔꿈치 관절의 가동범위는 어깨, 손목 관절 가동범위에 비해 큰 것으로 나타나 플라잉 디스크 던지기에 있어 팔꿈치 움직임의 제어가 중요한 것으로 판단된다. 팔꿈치 관절의 각도 변화 경향을 살펴보면 포핸드의 경우 팔꿈치를 관절을 굴곡시킨 상태에서 E1로 진입하고 백핸드의 경우 팔꿈치 관절을 비교적 신전 상태에서 E1로 진입하는 것으로 나타났다. 릴리즈 이후 마지막 E4구간에서는 포핸드 및 백핸드 모두 팔꿈치 관절을 점차 신전 시키면서 동작을 마무리 하는 것으로 나타났다.
5cm 이동한 것으로 나타났다. 포핸드와 백핸드 던지기는 서로 반대 방향에서 투구가 이루어지므로 신체중심의 위치 이동도 반대로 이동하는 것을 확인할 수 있었으며 백핸드보다 포핸드 던지기 시 좌우 위치변화는 큰 것으로 나타났다. 신체중심 좌우 위치변화 경향을 살펴보면 포핸드의 경우 마지막까지 좌측으로 이동하는 경향을 보인반면 백핸드의 경우 E2이후에는 좌우의 움직임이 크지 않다는 것을 확인할 수 있다.

후속연구

그리고 본 연구에서는 플라잉 디스크에서 가장 기초가 되는 포핸드 및 백핸드 동작으로 제한하여 수행하였지만 추후 연구에서는 보다 다양한 던지기 기술과 디스크의 움직임에 대해 추가적으로 제시될 수 있도록 기대한다.
본 연구는 플라잉 디스크의 던지기 기술동작에 대한 정량적인 운동학적 자료를 제시하여 현장의 지도자들에 게 도움을 주고자 수행하였다. 본 연구의 정량적 자료를 바탕으로 플라잉디스크 현장 교육을 위한 기초자료로 활용될 수 있기를 기대한다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	플라잉디스크이란 무엇인가?	플라잉디스크(Flying Disc)는 하늘을 나는 원반이라는 의미로 1940년대 파이 접시를 던지고 받으면서 놀수있는 놀이로 시작되었으며, 이후 1984년 스웨덴, 아일랜 드 등 22개국이 모여 세계플라잉디스크연맹(World Flying Disc Federation; WFDF)을 창립하고 유럽선수권 대회개최를 통해 단순한 놀이를 넘어 스포츠로 자리매김 하는 계기가 되었으며 현재 (준)가맹국은 약 50여개 국으로 1989년에는 디스크골프와 얼티미트 경기가 IOC가 후 원하는 ‘월드 게임즈’의 시범종목이 되었다[1].
	본 논문에서 플라잉디스크의 포핸드와 백핸드의 비교 결과는 무엇인가?	또한 원위 분절인 몸통의 관절 각도 변화가 근위 분절인 골반보다 큰 것으로 나타나 효율적인 수직 회전력의 전이가 중요한 것으로 판단된다. 위의 결과로 볼 때 포핸드의 경우 골반 및 몸통의 회전 움직임 보다 상지 관절의 움직임이 비교적 중요하고, 이에 비해 백핸드는 상지 관절의 움직임보다 몸통 및 골반의 회전 움직임이 비교적 중요한 것으로 판단된다.
	플라잉디스크의 교육 효과는 무엇인가?	남녀노소 누구나 쉽게 접할 수 있기 때문에 학교스포 츠클럽에서 활성화되고 있으며 2013년 1월 교육부에서 집계한 전국학교스포츠클럽 대회 종목 만족도 조사에서 1위를 차지할만큼 인기가 있는 스포츠이다[2]. 플라잉디스크는 체력과 건강증진 뿐만 아니라 집중력, 도덕성, 리더십 등 다양한 교육적 가치를 내재하고 있으며, 실제 학 교체육에서 자발적인 체육수업 참여를 통해 긍정적인 교육 효과를 보인다고 보고되고 있으며[3, 4], 실내외 모든 공간에서 활용이 가능하고 놀이의 개념에서 스포츠까지 다양하게 응용이 가능해 스포츠 저변확대 측면의 가치가 매우 높다고 할 수 있으며, 특히 얼티미트 경기는 경쟁적 스포츠로 활용 가능성이 매우 높게 평가되고 있다[5].

참고문헌 (21)

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Hay, J. G. (1993). The biomechanics of sports techniques. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall.

LOADING...

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].

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