Комплексное исследование кинематики движений суставов лыжника-гонщика при движении способом дабл-полинг: эксперимент, обработка и моделирование

Комплексное исследование кинематики движений суставов лыжника-гонщика при движении способом дабл-полинг: эксперимент, обработка и моделирование

Автор: Нургалиев А.М., Паршин Д.В.

Журнал: Российский журнал биомеханики @journal-biomech

Статья в выпуске: 4 (102) т.27, 2023 года.

Бесплатный доступ

В спорте высоких достижений высокие результаты являются продуктом, как правило, целого комплекса достижений. Инновации в материалах, методиках подготовки и технике позволяют выигрывать и ставить рекорды. Одним из способов улучшения результатов в циклических видах спорта, например в лыжных гонках, является использование сведений о биомеханике движений спортсменов-гонщиков. Анализ параметров движения спортсмена позволяет охарактеризовать эффективность этих движений, а также разработать тактику проведения им гонки. В настоящей работе приводится методика получения данных, разработан алгоритм их оцифровки, а также предложена математическая модель, описывающая набор данных движений лыжников-гонщиков. В ходе анализа данных математического моделирования было выявлено существенное влияние как класса лыжников, так и их пола на параметры математической модели. Результаты работы могут быть полезны для более глубокого понимания фундаментальных основ биомеханики движений спортсменов лыжников-гонщиков, а также для построения более оптимальных техник тренировок и прохождения дистанции.

Еще

Кинематика лыжного хода, нелинейный осциллятор, оцифровка движения спортсмена, дабл-полинг

Короткий адрес: https://sciup.org/146282786

IDR: 146282786   |   DOI: 10.15593/RZhBiomech/2023.4.09

Список литературы Комплексное исследование кинематики движений суставов лыжника-гонщика при движении способом дабл-полинг: эксперимент, обработка и моделирование

  • Васюк В.Е., Гусейнов Д.И., Давыдова Н.С., Лукашевич Д.А., Минченя А.В. Экспериментальное обоснование применения интеллектуальных сенсорных систем оценке биомеханических параметров спортивных движений // Российский журнал биомеханики. - 2020. -Т. 24, № 3. - С. 300-311.
  • Кабанихин С.И. Обратные и некорректные задачи // Сибирское научное издательство, Новосибирск. - 2009.
  • Кубяк А.Е., Паршин Д.В. Об исследовании кинематики движений лыжников элитного уровня при использовании техники «дабл полинг» // Российский журнал биомеханики. - 2021. - Т. 25, № 3. - С. 285-300.
  • Рудаков Р.Н. Новый метод обработки видеозаписей движения спортсменов и спортивных снарядов // Российский журнал биомеханики. - 2004. - Т. 8, № 1. -С. 9-20.
  • Томилов В.Н. Энергетические критерии эффективности спортивных движений // Российский журнал биомеханики. - 2011. - Т. 15, № 3. - C. 79-85.
  • Abraham H., Bloch E. Mesure envaleur absolued espériodesdes oscillations électriqu es de haute fréquence. // J.Phys. Theor. Appl. - 1919. - Vol 9. - P.211-222.
  • Almqvist A., Pellegrini B., Lintzén N., Emami N., Holmberg H.-C. Larsson R. A scientific perspective on reducing ski-snow friction to improve performance in Olympic crosscountry skiing, the biathlon and Nordic combined // Frontiers in Sports and Active Living. - 2022. - Vol. 4. - P. 844883.
  • Andersson E.P., Hamberg I., Salvador P.C D.N., McGawley K. Physiological responses and cycle characteristics during double-poling versus diagonal-stride roller-skiing in junior cross-country skiers // European Journal of Applied Physiology. - 2021.
  • Arnold V.I., Afrajmovich V.S., Il'yashenko Yu.S., Shil'nikov L.P. Relaxation oscillations // Dynamical Systems V: Bifurcation theory and Catastrophe theory. Springer -Verlag Berlin Heidelberg. - 1994. - P.154-192.
  • Bilodeau B., Rundell K.W., Roy B., Boulay M.R. Kinematics of cross-country ski racing. // Medicine and Science in Sports and Exercise. - 1996. - Vol. 28, No. 1. -P. 128-138.
  • Bonet C. Novel slow-fast behaviour in an oscillator driven by a frequency-switching force // Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation. - 2023. -Vol. 118. - P. 107032.
  • Carlsson T., Fjordell W., Wedholm L., Swaren M., Carlsson M. The modern double-poling technique is not more energy efficient than the old-fashioned double-poling technique at a submaximal work intensity // Frontiers in Sports and Active Living. - 2022. - Vol. 4.
  • Ginoux, J.-M., etellier, Van der pol and the history of relaxation oscillations: toward the emergence of a concept. // Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science. AIP Publishing. - 2012. - Vol. 22. - P. 023120
  • Gopfert C., Pohjola M.V., Linnamo V., Ohtonen O., Rapp W. Lindinger S.J. Forward acceleration of the centre of mass during ski skating calculated from force and motion capture data // Sports Engineering. - 2016. - Vol. 20, No. 2. - P. 141-153
  • Holmberg H.-C., Lindinger S., Stoggl T., Eitzmair E., Muller E. Biomechanical analysis of double poling in elite cross-country skiers // Medicine & Science in Sports & Exercise. - 2005. - Vol. 37, No. 5. - P. 807-818.
  • Holmberg H.-C., Stoggl T. Double-poling biomechanics of elite crosscountry skiers: flat versus uphill terrain // Medicine & Science in Sports & Exercise. - 2016. - Vol. 48, No 8. - P. 1580-1589.
  • Holmberg L.J., Lund A.M. A musculoskeletal full-body simulation of cross-country skiing // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Part P Journal of Sports Engineering and Technology. - 2008. - Vol. 222, No. 1. -P. 11-22.
  • Jonsson M., Welde B., Stoggl T.L. Biomechanical differences in double poling between sexes and level of performance during a classical cross-country skiing competition // Journal of sports sciences. - 2019. - Vol. 37, No. 14. - P. 1582-1590.
  • Losnegard T., Myklebust H., 0yvind Skattebo, Stadheim H. K., 0yvind Sandbakk, Hallen J. The Influence of Pole Length on Performance, O2 Cost, and Kinematics in Double Poling // International Journal of Sports Physiology and Performance. - 2017. - Vol. 12, No. 2. - P. 211-217.
  • Ma R., Zhang Z. Chen E. Human Motion Gesture Recognition Based on Computer Vision // ComplexityKi -2021. - P. 1-11.
  • Marsland, F., Mackintosh, C., Anson, J., Lyons, K., Waddington, G., Chapman, D. W. Using micro-sensor data to quantify macro kinematics of classical cross-country skiing during on-snow training // Sports Biomech. Int. Soc. Biomech. Sports. - 2015. - Vol. 14. - P. 435-47.
  • Marsland, F., Mackintosh, C., Holmberg, H. C., Anson, J., Waddington, G., Lyons, K. Full course macro-kinematic analysis of a 10 km classical cross-country skiing competition // PLoS ONE - 2017. - Vol. 12, No. 8. - P. e0182262.
  • Mende E., Schwirtz A., Paternoster F. K. The relationship between general upper-body strength and pole force measurements, and their predictive power regarding double poling sprint performance // Journal of Sports science & Medicine. - 2019. - Vol. 18, No. 4. - P. 798.
  • Mündermann L., Corazza S., Andriacchi T. P. The evolution of methods for the capture of human movement leading to markerless motion capture for biomechanical applications // Journal of neuroengineering and rehabilitation. - 2006. -Vol. 3, No. 1. - P. 1-11.
  • Myklebust, H., Gleersen, 0., and Hallen, J. Validity of ski skating center-of-mass displacement measured by a single inertial measurement unit // J. Appl. Biomech. - 2015. - Vol. 31. P. 492-498.
  • Naik B.T., Hashmi M.F. Bokde N.D. A Comprehensive Review of Computer Vision in Sports: Open Issues, Future Trends and Research Directions // Applied Sciences. - 2022. - Vol. 12, No. 9. - P. 4429.
  • Nakano N., Sakura T., Ueda K., Omura L., Kimura A., Iino Y., Fukashiro S. Yoshioka S. Evaluation of 3D markerless motion capture accuracy using OpenPose with multiple video cameras // Frontiers in sports and active living. - 2020. - Vol. 2. - P. 50.
  • Ohtonen O., Lindinger S., Linnamo V. Effects of gliding properties of cross-country skis on the force production during skating technique in elite cross-country skiers // International Journal of Sports Science & Coaching. - 2013. - Vol. 8, No. 2. - P. 407-416.
  • Ohtonen O., Lindinger S., Linnamo V. Effects of gliding properties of cross-country skis on the force production during skating technique in elite cross-country skiers // International Journal of Sports Science & Coaching. - 2013. - Vol. 8, No. 2. - P. 407-416.
  • Parshin, D.V., Gaifutdinov R.A., Koptyug, A.V., Chupakhin, A.P. Mechanics of ski sliding on snow: current status and prospects // Journal of Applied Mechanics and Technical Physics. - 2023. - Vol. 64, No. 4. - P. - 693-706.
  • Sasadai J. Maeda N. Morikawa M. Komiya M. Shimizu R. Fukui K. Yoshimi M. Kono Y. Urabe Y. Biomechanics of Double Poling in Paralympic Cross-Country Skiing—A Cross-Sectional Study Comparing the Standing and Sitting Positions in Healthy Male Subjects // Medicina. - 2022. -Vol. 58, No. 2. - P. 201
  • Shi H., Seeley R. J., Clegg D. J. Sexual differences in the control of energy homeostasis // Frontiers in neuroendocrinology. - 2009. - Vol. 30, No. 3. - P. 396-404.
  • Skattebo 0., Losnegard, T. Stadheim H.K. Double-Poling Physiology and Kinematics of Elite Cross-Country Skiers: Specialized Long-Distance Versus All-Round Skiers // International Journal of Sports Physiology and Performance. - 2019. - Vol. 14, No. 9. - P. 1190-1199.
  • Smith G. A., Fewster J. B., Braudt S. M. Double poling kinematics and performance in cross-country skiing // Journal of Applied Biomechanics. - 1996. - Vol. 12, No. 1. - P. 88-103.
  • Stöggl R., Müller E., Stöggl T. Do Maximal Roller Skiing Speed and Double Poling Performance Predict Youth CrossCountry Skiing Performance? // Journal of Sports Science and Medicine. - 2017. - Vol. 16. - P. 383-390.
  • Stöggl T., Müller E., Lindinger S. Biomechanical comparison of the double-push technique and the conventional skate skiing technique in cross-country sprint skiing // Journal of sports sciences. - 2008. - Vol. 26, No. 11. - P. 1225-1233.
  • Stoggl T., Ohtonen O., Takeda M., Miyamoto N., Snyder C., Lemmettyla T., Linnamo V., Lindinger S. J. Comparison of Exclusive Double Poling to Classic Techniques of Crosscountry Skiing // Medicine and Science in Sports and Exercise. - 2019. - Vol. 51, No. 4. - P. 760-772
  • Sunde A., Johansen J.-M., Gjera M., Paulsen G., Braten M., Helgerud J. St0ren 0. Stronger is better: The impact of upper body strength in double poling performance // Frontiers in physiology. - 2019. - Vol. 10. - P. 1091.
  • Tj0nnas J., Seeberg T.M., Rindal O.M.H., Haugnes P. Sandbakk 0. Assessment of Basic Motions and Technique Identification in Classical Cross-Country Skiing // Frontiers in Psychology. - 2019. - Vol. 10.
  • Tsilmer K.K. Comparative analysis of the technique of two-steps moving of athletes of different level of qualification // In the book: Technical training of a skier ed. V.V. Ermakov. Smolensk. - 1976.
  • Zoppirolli C., Holmberg H.-C., Pellegrini B., Quaglia D., Bortolan L. Schena F. The effectiveness of stretch-shortening cycling in upper-limb extensor muscles during elite cross-country skiing with the double-poling technique // Journal of Electromyography and Kinesiology. - 2013. -Vol. 23, No. 6. - P. 1512-1519.
  • Zoppirolli C., Pellegrini B., Bortolan L. Schena F. Energetics and biomechanics of double poling in regional and high-level cross-country skiers // European Journal of Applied Physiology. - 2015. - Vol. 115. - P. 969-979.
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp