Analiza zakresu ruchów w stawach kończyny górnej podczas swingu

Analiza zakresu ruchów w stawach kończyny górnej podczas swingu

Marta REICH, Studenckie Koło Naukowe Biomechatroniki "BIOKREATYWNI"
Agata GUZIK-KOPYTO, Andrzej BIENIEK, Katedra Biomechatroniki, Politechnika
Śląska, Gliwice
ANALIZA ZAKRESU RUCHÓW W STAWACH KOŃCZYNY GÓRNEJ
PODCZAS SWINGU GOLFOWEGO Z WYKORZYSTANIEM
URZĄDZENIA KINECT ORAZ W WARUNKACH RZECZYWISTYCH
ANALYSIS OF THE RANGE OF MOTION AT THE UPPER LIMB’S
JOINTS DURING GOLF SWING USING THE KINECT DEVICE AND
IN REAL CONDITIONS
Słowa kluczowe: golf, wirtualna rzeczywistość, Kinect, kinematyka swingu
golfowego
1. WSTĘP
Golf to niezwykle trudna dyscyplina sportu, wymagająca od gracza bardzo dużej precyzji
oraz odpowiedniego doboru siły podczas wykonania złożonych ściśle określonych ruchów.
Z tych względów staje się częstym tematem badań biomechanicznych [2,3,4]. Celem
niniejszej pracy była analiza kinematyki kończyny górnej podczas swingu golfowego
w warunkach rzeczywistych oraz z wykorzystaniem urządzenia Kinect. Badania
przeprowadzone w pracy mają charakter pilotażowy.
2. METODYKA BADAŃ
Badania doświadczalne obejmowały dwa etapy, pierwszy dotyczył rejestracji swingu
golfowego z wykorzystaniem urządzenia Kinect oraz gry “Kinect Sports: Season 2” (etap K),
drugi z kolei obejmował wykonanie swingu golfowego w warunkach rzeczywistych
z użyciem kija golfowego oraz maty do gry w golfa (etap R). Celem każdego z etapów
badania była rejestracja kinematyki podczas wykonywanego swingu golfowego. Wielkości
kinematyczne wyznaczono za pomocą systemu MVN Biomech firmy Xsense, składającego
się z inercyjnych czujników umieszczonych na badanej osobie na kończynach górnych
(ramię, przedramię, dłoń), klatce piersiowej oraz głowie oraz kończynach dolnych (udo,
podudzie, stopa). Do wykonania swingu golfowego konieczny był prawidłowy setup, czyli
przyjęcie pozycji, w której stopy powinny być rozstawione na szerokość ramion, palce stóp
skierowane na zewnątrz, kończyny dolne lekko ugięte w stawach kolanowych, a plecy
wyprostowane [2]. Pilotażowe badania doświadczalne przeprowadzone zostały na jednej
osobie. Badana osoba wykonywała swing golfowy 10 razy w każdym etapie badań. Na
potrzeby niniejszej pracy została opracowana autorska aplikacja komputerowa w środowisku
Matlab, umożliwiająca filtrowanie danych w celu pozyskania wielkości charakterystycznych
niezbędnych określenia zakresu ruchu w stawach kończyny górnej.
XIII Konferencja Naukowa Majówka Młodych Biomechaników im. prof. Dagmary Tejszerskiej
s. 98
3. WYNIKI
Przeprowadzone pomiary kinematyki podczas wykonywania swingu golfowego,
pozwoliły na wyznaczenie zakresów ruchu w stawach kończyny górnej: barkowym,
łokciowym i nadgarstkowym. Analizie poddano dwie fazy ruchu swingu golfowego, faza 1
polegała na ruchu kończyny górnej od pozycji wyjściowej (faza setup) do osiągnięcia
maksymalnego jej uniesienia w płaszczyźnie czołowej (faza backswing). Faza 2 z kolei
dotyczyła zakresu ruchu od fazy backswing do kończącej swing golfowy fazy follow through,
w której kij powinien w swobodny sposób być prowadzony po torze łukowym, aż do jego
zarzucenia na plecy [1].
Rys. 1. Średni zakres ruchu w stawie łokciowym
w fazie 1 dla badanej osoby (etap R i K)
Rys. 2. Średni zakres ruchu w stawie łokciowym
w fazie 2 dla badanej osoby (etap R i K)
4. PODSUMOWANIE
Celem pracy było dokonanie analizy zakresu ruchów w stawach kończyny górnej
podczas swingu golfowego z wykorzystaniem urządzenia Kinect oraz w warunkach
rzeczywistych. Po przeprowadzeniu analizy kinematycznej zaobserwowano porównywalne
wyniki dla obydwu etapów (R i K) przeprowadzonych badań.
Największą ruchomość podczas wykonywania swingu golfowego zaobserwowano w stawie
łokciowym.
LITERATURA
[1] Czupryna K.: Skuteczna gra w golfa. Tom 1: Technika, strategia, nauczanie, trening",
Wydawnictwo PZG, 2014.
[2] Noiumkar i współ.: Use of Optical Motion Capture in Sports Science: A case study of
Golf Swing, pp. 310-315, Proceedings of International Conference on Informatics and
Creative Multimedia, 2013 (IEEE 2013).
[3] Ueda i wsp., Measurement of Angular Motion in Golf Swing by a Local Sensor at the
Grip End of a Golf Club, vol. 43, no. 4, pp. 390-404, 2013.
[4] Zang i współ.: A Kinect based Golf Swing Score and Grade System Using GMM and
SVM, Proceedings of 5th International Congress on Image and Signal Processing (CISP
2012).