[논문]골프 퍼팅 시 자세 흔들림과 퍼터 헤드의 운동학적 변인 간 상관성 분석

Lee, Jae-Woo; Kwon, Moon-Seok; Park, Jun-Sung; Lim, Young-Tae

doi:10.5103/kjsb.2020.30.3.217

골프 퍼팅 시 자세 흔들림과 퍼터 헤드의 운동학적 변인 간 상관성 분석
Correlation Analysis between Postural Sway and Kinematics Variables of Putter Head during Golf Putting 원문보기

한국운동역학회지 = Korean journal of sport biomechanics, v.30 no.3, 2020년, pp.217 - 223

Lee, Jae-Woo (Department of Sports Science, Graduate School of Konkuk University) , Kwon, Moon-Seok (Sports Convergence Institute, Konkuk University) , Park, Jun-Sung (Sports Convergence Institute, Konkuk University) , Lim, Young-Tae (College of Biomedical & Health Science, Golf Industry Major, Konkuk University)

Abstract ▼ AI-Helper

Objective: The purpose of this study was to analyze the effect of postural sway on the kinematic variables of the putter head during golf putting and to provide information to the importance of postural sway control in the putting stroke for novice golfers. Method: The center of pressure (CoP) and Kinematics variables of the putter head were calculated during 2 m flat golf putting using 8 motion capture cameras (250 Hz) and 2 force plate (1,000 Hz). SPSS 24.0 was used to perform Pearson's correlation coefficient and simple regression analysis, and the statistically significance level was set to .05. Results: As a result of analyzing the correlation between CoP variables and the putter head rotation angle, the CoP moving length, CoP moving range (ML direction), and CoP moving velocity (ML direction) showed a positive correlation with the putter head rotation angle (yaw axis) and were statistically significant. Conclusion: Therefore, In order to perform the accurate putting stroke maintaining the ball's directionality, it is determined that it is important to control posture sway in the ML directions by minimizing the movement and velocity of the CoP.

주제어

표/그림 (6)

표 Table 1. Physical characteristics of participants
그림 Figure 1. Definition of putter head's local reference
그림 Figure 2. Event of golf putting
표 Table 2. Results of correlation between postural sway and putter head transition during golf putting
표 Table 3. Results of correlation between postural sway and putter head rotation angle during golf putting
그림 Figure 3. Results of simple regression analysis between postural sway and putter head rotation angle during golf putting

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

그러므로 본 연구는 골프 퍼팅 스트로크 시 자세 흔들림이 퍼터 헤드의 운동학적 변인에 미치는 영향을 확인하는데 목적이 있다. 이를 위해 퍼팅 동작 시 연구참여자의 압력중심 변인을 통해 자세 흔들림의 크기와 속도를 측정하고 볼 임팩트 시점의 퍼터 헤드의 이동과 회전각도의 변화를 분석함으로써 이 연구의 결과가 초보자들에게 퍼팅 수행 시 자세 흔들림 조절의 중요성에 대한 정보를 제공할 수 있을 것으로 기대한다.
본 연구의 목적은 골프 퍼팅 시 자세 흔들림이 퍼터 헤드 운동에 미치는 영향을 분석하여 초보자들에게 퍼팅 스트로크에서 자세 조절의 중요성에 대한 기초자료를 제공하는 것이다. 본 연구의 결과를 통해 골프 퍼팅 시 AP, ML 방향의 압력중심 변인들은 임팩트 시 퍼터 헤드의 이동변화와 통계적으로 유의한 상관관계가 나타나지 않는 것을 확인하였다.
Park (2012)은 퍼팅 스트로크 시 퍼터 헤드 페이스의 변형이 2° 이상 발생될 경우 퍼팅이 실패할 가능성이 증가하는 것으로 판단하여 퍼팅에서 퍼터 헤드 페이스 각도 유지에 대한 중요성을 강조하였다. 이에 본 연구는 골프 퍼팅 시 압력중심 변인과 임팩트 시 퍼터 헤드의 회전각도의 상관관계를 분석하였다. 그 결과, 압력중심의 이동거리, 압력중심의 ML 방향 이동범위와 압력중심의 ML 방향 이동속도가 퍼터 헤드의 Yaw 축 회전각도와 정적 상관관계를 갖는 것으로 나타났으며 통계적으로 유의미한 결과를 보였다(Table 3 & Figure 3).
퍼팅이란 신체 운동에 의해 생성된 힘을 퍼터를 통해 공으로 전달하는 동작이므로 불필요한 자세 흔들림이 퍼터 운동에 영향을 미칠 수 있으나 이와 관련된 정량적 연구는 미흡한 실정이다. 이에 본 연구는 골프 퍼팅 시 자세 흔들림이 퍼터 헤드 운동에 미치는 영향을 확인하기 위해 34명의 골퍼를 대상으로 압력중심 변인과 퍼터 헤드 운동의 운동학적 변인인 퍼터 헤드의 이동변화, 회전각도 간 상관분석과 회귀분석을 실시하였다.
, 2019). 이에 본 연구는 퍼팅 시 압력중심 변인과 임팩트 시점에서 퍼터 헤드 이동변화의 관계를 확인하기 위해 임팩트 시볼이 스윗스팟에서 벗어난 정도를 측정하였다. 측정된 자료를 토대로 골프 퍼팅 시 압력중심 변인과 퍼터 헤드의 이동변화의 상관관계를 분석한 결과, 압력중심 변인인 이동거리, 이동범위, 이동속도와 AP, ML, SI 방향의 퍼터 헤드 이동거리는 통계적으로 유의미한 상관관계가 나타나지 않았다.

제안 방법

이후 spandax 소재의 실험복으로 환복한 뒤, Vicon (Vicon, Denver, USA)사에서 제공하는 Plug-in-gait 모델을 기반으로 15 mm 반사마커(reflective marker) 47개를 각 분절과 관절에 부착하고 퍼터 헤드의 toe, heel, 샤프트의 neck, grip에 총 4개의 마커를 추가적으로 부착하였다. 3차원 공간의 전역좌표계를 설정하기 위해 active wand를 이용하여 캘리브레이션(calibration)을 실시하였으며 이를 통해 X 축을 AP (anterior-posterior) 방향, Y 축을 ML (medial-lateral, targeted direction) 방향, Z 축을 SI (superior-inferior) 방향으로 설정하였다. 퍼터 헤드의 지역좌표계는 퍼터 헤드에 부착된 toe, heel, neck 마커를 통해 x 축(anterior-posterior / roll axis), y 축(medial-lateral / pitch axis), z 축(superior-inferior / yaw axis)을 설정하였다(Figure 1).
연구참여자는 부상 방지를 위해 약 10분 간 충분한 스트레칭과 퍼팅 스트로크 연습을 실시하였다. 본 연구에서 사용한 퍼터는 퍼터 헤드 페이스와 동일 수직선 상에 neck 마커를 부착할 수 있는 퍼터였으며, 모든 연구대상자들에게 충분한 연습 후 이 퍼터를 사용하게 하였다. 이후 spandax 소재의 실험복으로 환복한 뒤, Vicon (Vicon, Denver, USA)사에서 제공하는 Plug-in-gait 모델을 기반으로 15 mm 반사마커(reflective marker) 47개를 각 분절과 관절에 부착하고 퍼터 헤드의 toe, heel, 샤프트의 neck, grip에 총 4개의 마커를 추가적으로 부착하였다.
퍼터 헤드의 회전각도는 설정된 지역좌표계의 상대지향각을 계산하는 Cadan orientation 방법을 이용하여 산출하였다. 볼 임팩트 이벤트에서 퍼터 헤드의 회전각도 오차를 확인하기 위해 어드레스 이벤트 시점에서의 퍼터 헤드 회전각도 수치로 일반화하였으며 퍼터 헤드의 Roll 축(+: open, -: close), Pitch 축(+: putter heel-up, -: putter toe-up), Yaw 축(+: close, -: open)으로 회전 움직임을 정의하였다.
산출된 압력중심은 Matlab R2016a(MathWorks, USA)를 이용하여 퍼팅 동작 시 압력중심이 이동한 거리(moving path length), AP, ML 방향의 최대 이동범위(moving range)와 이동 평균속도(moving velocity)를 계산하였으며 압력중심의 이동거리, 이동범위의 크기와 이동 평균속도의 증가는 자세 흔들림 크기와 속도의 증가로 해석하였다(Palmieri, Ingersoll, Stone & Krause, 2002).
퍼팅 수행 시 자세 흔들림과 퍼터 헤드의 움직임 간 상관관계를 확인하기 위해 연구참여자들은 지면반력기 위에 올라가 퍼팅 준비 자세를 취하였으며 연구자의 신호에 따라 2 m 거리에 위치한 홀 컵을 향해 평지 퍼팅을 1회 실시하였다. 수집된 자료는 Nexus software ver. 1.8.3 (Vicon, Denver, USA)과 Kwon3DXP (Visol, Korea)를 사용하여 위치데이터는 8 Hz, 지면반력 데이터는 50 Hz의 fourth-order low-pass Butterworth filter로 smoothing하여 퍼팅 동작 시 발생하는 운동학적 및 운동역학적 변인을 분석하였다.
이 연구를 진행하기 전 연구참여자에게 연구목적과 실험 절차를 설명한 뒤, 실험 참여에 동의를 얻어 진행하였다. 연구참여자는 부상 방지를 위해 약 10분 간 충분한 스트레칭과 퍼팅 스트로크 연습을 실시하였다. 본 연구에서 사용한 퍼터는 퍼터 헤드 페이스와 동일 수직선 상에 neck 마커를 부착할 수 있는 퍼터였으며, 모든 연구대상자들에게 충분한 연습 후 이 퍼터를 사용하게 하였다.
연구참여자의 자세 흔들림 크기와 속도를 확인하기 위해 2대의 지면반력기를 이용하여 지면반력을 측정하였으며 측정된 양 발의 AP, ML 방향의 지면반력 자료를 이용하여 압력중심 자료를 산출하였다. 산출된 압력중심은 Matlab R2016a(MathWorks, USA)를 이용하여 퍼팅 동작 시 압력중심이 이동한 거리(moving path length), AP, ML 방향의 최대 이동범위(moving range)와 이동 평균속도(moving velocity)를 계산하였으며 압력중심의 이동거리, 이동범위의 크기와 이동 평균속도의 증가는 자세 흔들림 크기와 속도의 증가로 해석하였다(Palmieri, Ingersoll, Stone & Krause, 2002).
본 연구에서 사용한 퍼터는 퍼터 헤드 페이스와 동일 수직선 상에 neck 마커를 부착할 수 있는 퍼터였으며, 모든 연구대상자들에게 충분한 연습 후 이 퍼터를 사용하게 하였다. 이후 spandax 소재의 실험복으로 환복한 뒤, Vicon (Vicon, Denver, USA)사에서 제공하는 Plug-in-gait 모델을 기반으로 15 mm 반사마커(reflective marker) 47개를 각 분절과 관절에 부착하고 퍼터 헤드의 toe, heel, 샤프트의 neck, grip에 총 4개의 마커를 추가적으로 부착하였다. 3차원 공간의 전역좌표계를 설정하기 위해 active wand를 이용하여 캘리브레이션(calibration)을 실시하였으며 이를 통해 X 축을 AP (anterior-posterior) 방향, Y 축을 ML (medial-lateral, targeted direction) 방향, Z 축을 SI (superior-inferior) 방향으로 설정하였다.
퍼팅 수행 시 압력중심과 퍼터 헤드의 이동변화, 회전각도를 분석하기 위해 어드레스(Address: AD), 탑 오브 백스윙(Top of Backswing: TB), 볼 임팩트(Ball Impact: BI), 피니쉬(Finish: FIN)로 4개의 이벤트를 정의하였다. 자세 흔들림을 측정하기 위한 압력중심의 분석구간은 어드레스부터 피니쉬 이벤트까지 전체 구간으로 설정하였고 퍼터 헤드의 운동학적 변인은 볼 임팩트 이벤트에서 분석하였다(Figure 2).
3차원 공간의 전역좌표계를 설정하기 위해 active wand를 이용하여 캘리브레이션(calibration)을 실시하였으며 이를 통해 X 축을 AP (anterior-posterior) 방향, Y 축을 ML (medial-lateral, targeted direction) 방향, Z 축을 SI (superior-inferior) 방향으로 설정하였다. 퍼터 헤드의 지역좌표계는 퍼터 헤드에 부착된 toe, heel, neck 마커를 통해 x 축(anterior-posterior / roll axis), y 축(medial-lateral / pitch axis), z 축(superior-inferior / yaw axis)을 설정하였다(Figure 1). 퍼팅 수행 시 3차원 운동학 및 운동역학적 자료를 수집하기 위해 8대의 적외선 모션캡쳐카메라(T10S, Vicon, LA, USA, sampling rate: 250 Hz)와 2대의 지면반력기(OR6-7-1000, AMTI, Watertown, MA, USA, sampling rate: 1,000 Hz)를 사용하였다.
퍼터 헤드의 지역좌표계는 퍼터 헤드에 부착된 toe, heel, neck 마커를 통해 x 축(anterior-posterior / roll axis), y 축(medial-lateral / pitch axis), z 축(superior-inferior / yaw axis)을 설정하였다(Figure 1). 퍼팅 수행 시 3차원 운동학 및 운동역학적 자료를 수집하기 위해 8대의 적외선 모션캡쳐카메라(T10S, Vicon, LA, USA, sampling rate: 250 Hz)와 2대의 지면반력기(OR6-7-1000, AMTI, Watertown, MA, USA, sampling rate: 1,000 Hz)를 사용하였다.
퍼팅 수행 시 압력중심과 퍼터 헤드의 이동변화, 회전각도를 분석하기 위해 어드레스(Address: AD), 탑 오브 백스윙(Top of Backswing: TB), 볼 임팩트(Ball Impact: BI), 피니쉬(Finish: FIN)로 4개의 이벤트를 정의하였다. 자세 흔들림을 측정하기 위한 압력중심의 분석구간은 어드레스부터 피니쉬 이벤트까지 전체 구간으로 설정하였고 퍼터 헤드의 운동학적 변인은 볼 임팩트 이벤트에서 분석하였다(Figure 2).
퍼팅 수행 시 자세 흔들림과 퍼터 헤드의 움직임 간 상관관계를 확인하기 위해 연구참여자들은 지면반력기 위에 올라가 퍼팅 준비 자세를 취하였으며 연구자의 신호에 따라 2 m 거리에 위치한 홀 컵을 향해 평지 퍼팅을 1회 실시하였다. 수집된 자료는 Nexus software ver.

대상 데이터

본 연구는 최근 12개월 이내에 근골격계 부상 이력이 없는 신체 건강한 골퍼 34명이 참여하였으며 아마추어부터 KPGA, KLPGA 소속의 엘리트 골퍼까지 다양한 수준의 골퍼들로 구성하였다(Table 1). 본 연구에서는 퍼팅 동작에서 발생하는 미세한 자세 흔들림이 퍼터 헤드의 움직임에 미치는 영향을 확인하기 위해 상관관계와 회귀분석을 수행했기 때문에 연구대상자들의 골프 수준은 고려하지 않았다.

데이터처리

이 연구에서 획득한 자료는 평균(mean)과 표준편차(standard deviation)를 산출하여 SPSS 24.0 통계프로그램(SPSS Inc., Chicago, IL 60606, USA)에 입력하였다. 이후 골프 퍼팅 시 압력중심 변인과 퍼터 헤드의 운동학적 변인 간 상관관계를 검증하기 위해 pearson의 적률상관계수를(pearson's correlation coefficient) 이용하여 분석하였으며, 통계적으로 유의미한 상관관계를 나타낸 변인 간 단순 회귀분석(simple regression analysis)을 실시하였다.
이후 골프 퍼팅 시 압력중심 변인과 퍼터 헤드의 운동학적 변인 간 상관관계를 검증하기 위해 pearson의 적률상관계수를(pearson's correlation coefficient) 이용하여 분석하였으며, 통계적으로 유의미한 상관관계를 나타낸 변인 간 단순 회귀분석(simple regression analysis)을 실시하였다.
골퍼 34명을 대상으로 골프 퍼팅 수행 시 압력중심의 이동거리, 방향별 이동범위, 방향별 이동속도와 볼 임팩트 시점에서 퍼터 헤드의 회전각도 간 상관관계를 분석한 결과는 다음과 같다(Table 3). 이후 유의미한 상관관계를 나타낸 변인들은 단순 회귀분석을 실시하였다(Figure 3). 퍼팅 수행 시 압력중심의 이동거리는 퍼터 헤드의 yaw 축 회전각도와 정적 상관관계가 나타났으며(r = 0.

이론/모형

퍼터 헤드의 운동학적 변인인 이동변화는 어드레스 이벤트를 기준으로 임팩트 시점에서 퍼터 헤드가 방향별 이동한 거리를 통해 오차를 확인하였으며 퍼터 헤드의 AP 방향(+: 전, -: 후), ML 방향(+: 좌, -: 우), SI 방향(+: 상, -: 하)으로 이동하는 움직임을 정의하였다. 퍼터 헤드의 회전각도는 설정된 지역좌표계의 상대지향각을 계산하는 Cadan orientation 방법을 이용하여 산출하였다. 볼 임팩트 이벤트에서 퍼터 헤드의 회전각도 오차를 확인하기 위해 어드레스 이벤트 시점에서의 퍼터 헤드 회전각도 수치로 일반화하였으며 퍼터 헤드의 Roll 축(+: open, -: close), Pitch 축(+: putter heel-up, -: putter toe-up), Yaw 축(+: close, -: open)으로 회전 움직임을 정의하였다.

성능/효과

그 결과, 압력중심의 이동거리, 압력중심의 ML 방향 이동범위와 압력중심의 ML 방향 이동속도가 퍼터 헤드의 Yaw 축 회전각도와 정적 상관관계를 갖는 것으로 나타났으며 통계적으로 유의미한 결과를 보였다(Table 3 & Figure 3).
그러므로 골프 퍼팅 시 어깨와 상지 분절의 회전 운동은 자세 흔들림을 발생시키지만, 압력중심 이동과 속도를 최소화해 동적 자세 안정성을 유지시키므로 퍼터 헤드를 보다 일관되고 정확하게 운동시킬 수 있을 것으로 판단된다.
본 연구의 결과를 통해 골프 퍼팅 시 AP, ML 방향의 압력중심 변인들은 임팩트 시 퍼터 헤드의 이동변화와 통계적으로 유의한 상관관계가 나타나지 않는 것을 확인하였다. 반면 압력중심의 이동거리, ML 방향의 이동범위, ML 방향의 이동속도는 임팩트 시 퍼터 헤드의 Yaw 축 회전각도 변화와 통계적으로 유의한 정적 상관관계가 나타났으며 압력중심 변인의 수치 증가에 따른 퍼터 헤드 페이스가 닫힌 상태로 스트로크가 되는 결과가 나타났다. 이러한 결과를 통해 골프 퍼팅 시 자세 흔들림은 퍼터 헤드의 이동변화에 미치는 영향은 낮으나 수평면상에서 나타나는 퍼터 헤드의 회전각도에는 높은 영향을 미치는 것을 확인하였다.
본 연구의 목적은 골프 퍼팅 시 자세 흔들림이 퍼터 헤드 운동에 미치는 영향을 분석하여 초보자들에게 퍼팅 스트로크에서 자세 조절의 중요성에 대한 기초자료를 제공하는 것이다. 본 연구의 결과를 통해 골프 퍼팅 시 AP, ML 방향의 압력중심 변인들은 임팩트 시 퍼터 헤드의 이동변화와 통계적으로 유의한 상관관계가 나타나지 않는 것을 확인하였다. 반면 압력중심의 이동거리, ML 방향의 이동범위, ML 방향의 이동속도는 임팩트 시 퍼터 헤드의 Yaw 축 회전각도 변화와 통계적으로 유의한 정적 상관관계가 나타났으며 압력중심 변인의 수치 증가에 따른 퍼터 헤드 페이스가 닫힌 상태로 스트로크가 되는 결과가 나타났다.
압력중심의 ML 방향 이동속도는 퍼터 헤드의 yaw 축 회전각도와 정적 상관관계를 보였으며 통계적으로 유의미한 결과가 나타났다(r = .653, R2 = .426, p = .000) (Figure 3. C).
퍼팅 수행 시 압력중심의 이동거리는 퍼터 헤드의 AP 방향, ML 방향, SI 방향의 이동변화와 통계적으로 유의미한 상관관계가 나타나지 않았다. 압력중심의 이동범위는 퍼터 헤드의 AP 방향, ML 방향과 SI 방향에서 통계적으로 유의미한 상관관계가 나타나지 않았으며 압력중심의 이동속도에서도 퍼터 헤드의 AP 방향, ML 방향, SI 방향 이동속도와 통계적으로 유의미한 상관관계가 나타나지 않았다.
반면 압력중심의 이동거리, ML 방향의 이동범위, ML 방향의 이동속도는 임팩트 시 퍼터 헤드의 Yaw 축 회전각도 변화와 통계적으로 유의한 정적 상관관계가 나타났으며 압력중심 변인의 수치 증가에 따른 퍼터 헤드 페이스가 닫힌 상태로 스트로크가 되는 결과가 나타났다. 이러한 결과를 통해 골프 퍼팅 시 자세 흔들림은 퍼터 헤드의 이동변화에 미치는 영향은 낮으나 수평면상에서 나타나는 퍼터 헤드의 회전각도에는 높은 영향을 미치는 것을 확인하였다. 따라서 볼의 방향성을 유지한 정확한 퍼팅 스트로크를 수행하기 위해서는 압력중심의 이동과 속도를 최소화함으로써 좌우 방향의 자세 흔들림을 제어하는 것이 중요할 것으로 판단된다.
퍼팅 스트로크 동작에서 프로 선수와 아마추어 선수의 압력중심 이동거리를 비교한 Hurrion (2009)의 연구는 프로 선수가 아마추어 선수에 비해 통계적으로 작은 압력중심의 이동거리가 나타난 것으로 보고하였다. 이와 같이 앞선 연구들을 통해 수준 높은 골퍼들은 압력중심의 이동을 최소화하여 안정적인 자세에서 스트로크를 수행하는 것을 확인할 수 있었다. 그러나 신체와 공의 매개 역할을 하는 퍼터의 움직임과의 관계성에 대해서는 확인하지 못한 제한점이 존재한다.
이에 본 연구는 퍼팅 시 압력중심 변인과 임팩트 시점에서 퍼터 헤드 이동변화의 관계를 확인하기 위해 임팩트 시볼이 스윗스팟에서 벗어난 정도를 측정하였다. 측정된 자료를 토대로 골프 퍼팅 시 압력중심 변인과 퍼터 헤드의 이동변화의 상관관계를 분석한 결과, 압력중심 변인인 이동거리, 이동범위, 이동속도와 AP, ML, SI 방향의 퍼터 헤드 이동거리는 통계적으로 유의미한 상관관계가 나타나지 않았다. 이는 퍼팅 스트로크 시 자세 흔들림의 크기와 속도가 퍼터 헤드의 방향별 선 운동에 미치는 영향이 낮은 것으로 해석할 수 있다.

후속연구

그러므로 본 연구는 골프 퍼팅 스트로크 시 자세 흔들림이 퍼터 헤드의 운동학적 변인에 미치는 영향을 확인하는데 목적이 있다. 이를 위해 퍼팅 동작 시 연구참여자의 압력중심 변인을 통해 자세 흔들림의 크기와 속도를 측정하고 볼 임팩트 시점의 퍼터 헤드의 이동과 회전각도의 변화를 분석함으로써 이 연구의 결과가 초보자들에게 퍼팅 수행 시 자세 흔들림 조절의 중요성에 대한 정보를 제공할 수 있을 것으로 기대한다.

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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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