Давыдова Н.С., к.т.н, доцент, доцент кафедры инфокоммуникационных технологий
220013, Республика Беларусь г. Минск, ул. П. Бровки, 6
Davydova N.S., PhD, Аssociate Professor, Associate Professor of the Infocommunication Technologies Department
220013, Republic of Belarus Minsk, P. Brovka str., 6
Васюк В.Е., к.п.н, доцент, заведующий кафедрой спортивной инженерии
Минск
Vasiuk V.Е., PhD (Pedagogics), Аssociate Professor, Head of the Sports Engineering Department
Minsk
Парамонова Н.А., к.б.н., доцент, доцент кафедры спортивной инженерии
Минск
Paramonova N.А., PhD (Biology), Аssociate Professor, Аssociate Professor of the Sports Engineering Department
Minsk
Меженная М.М., к.т.н, доцент, доцент кафедры инженерной психологии и эргономики
Минск
Mezhennaya М.M., PhD, Аssociate Professor, Аssociate Professor of the Engineering Psychology and Ergonomics Department
Minsk
Гусейнов Д.И., аспирант кафедры спортивной инженерии
Минск
Guseinov D.I., PhD student of the Sports Engineering Department
Minsk
Биомеханика двигательных действий решает задачи анализа внешних двигательных проявлений – кинематических и динамических параметров движения. Для биомеханического анализа движений человека используются устройства инерциального измерения, такие как гироскоп и акселерометр. В работе рассмотрен алгоритм анализа кинематических характеристик бега на основе сигналов инерциального гироскопа. Бег используется для оценки физической работоспособности, выносливости, координационных способностей человека. Регистрация сигналов гироскопа осуществлялась с помощью беспроводной системы TrignoTM Wireless System. Для анализа данных в среде технических вычислений MATLAB было разработано программное обеспечение для автоматизированной оценки электромиографического и биомеханического паттерна движений. Представленный алгоритм позволяет количественно оценить пространственные, временные и пространственно-временные параметры движения, симметрию движений левых и правых конечностей, а также стабильность повторения биомеханического паттерна движения. Алгоритм включает в себя следующие этапы: 1) адаптивная фильтрация сигналов; 2) определение фаз движения; 3) расчет пространственно-временной симметрии левых и правых конечностей; 4) анализ стабильности повторения биомеханического паттерна движения. Предложенный алгоритм был использован для оценки двигательно-координационного потенциала высококвалифицированных представителей легкой атлетики в беге на длинные дистанции. Проведенное исследование позволило оценить индивидуальные особенности работы каждой группы мышц для каждого спортсмена при выполнении тестового задания со ступенчато повышающейся нагрузкой на беговой дорожке. Такой подход является наглядным инструментом для выявления асимметричной работы парных групп мышц, а также выявления групп мышц с нерациональной врабатываемостью. Предлагаемый алгоритм анализа кинематических характеристик бега может быть использован для разработки новых критериев оценки эффективности решения двигательной задачи, а также оценки правильности выполнения техники движения и обнаружения критических ошибок, которые приводят к травмам.
Biomechanics of motor actions solves the problems of analysis of external motor events - kinematic and dynamic movement parameters. Inertial measurement devices such as gyroscope and accelerometer are used for biomechanical analysis of human movements. The paper describes an algorithm for analysis of kinematic characteristics of the running based on inertial gyro signals. Running is used to estimate the physical performance, endurance, coordination abilities of a person. Gyroscope signals were registered using the TrignoTM Wireless System. For data analysis in the MATLAB, the software for automated evaluation of electromyographic and biomechanical motion patterns was developed. The algorithm allows one to calculate time, spatial and spatial-to-time parameters of motion, symmetry of movements of the left and right limbs, and also stability of repetition of biomechanical movement pattern. The algorithm includes the following stages: 1) adaptive filtering of signals; 2) identification of movement phases; 3) calculation of spatial and time symmetry of left and right limbs; 4) analysis of the repetition stability of biomechanical movement pattern. The proposed algorithm was used to estimate the motor coordination potential of high-skilled athletes in longdistance running. The research made it possible to estimate individual features of work of each group of muscles for each sportsman while performing a test task with stepwisely increasing load on a running track. This approach is a tool to detect asymmetric work of paired muscle groups and of muscle groups with irrational workability. The proposed algorithm for the analysis of running kinematic characteristics can be used to develop new criteria for evaluating the effectiveness of solving a movement problem, as well as to assess the correctness of the movement technique and identify errors that can lead to injuries.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.