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Analisi cinematica del gesto sportivo:confronto delle performance tra vogatore
esperto e principiante
Università degli Studi di PaviaFacoltà di Ingegneria
Corso di Laurea in Ingegneria Biomedica
Tesi di Laurea
Relatore: Prof. Stefano Ramat
Correlatore: Ing. Andrea Turcato
Laureando: Emiliano Soda
Anno Accademico 2010/2011
17 Ottobre 2011
17 ottobre 2011 Emiliano Soda 2
Università degli studi di PaviaTesi di Laurea
Analisi cinematica del gesto sportivo:confronto delle performance tra vogatore esperto e principiante
• Allenamento canottaggio
• Valutazione tecnica oggettiva dei movimenti compiuti da parte di una coppia vogatori
• Evidenziare differenze tra gli atleti confrontati
• Test 2000 metri
Obiettivi tesi
Atleti Anno di Nascita
Peso(Kg) Altezza (cm)
Gianluca/Esperto
1990 90 192
Edoardo/Principiante
1995 90 194
17 ottobre 2011 Emiliano Soda 3
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Analisi cinematica del gesto sportivo:confronto delle performance tra vogatore esperto e principiante
• Simulazione vogata: Remoergometro Concept2
• Acquisizione: EliteBTS
• Calibrazione sistema attraverso “wand”
• Posizionamento marker in specifici punti anatomici (# 18)
Materiali e strumenti
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Analisi cinematica del gesto sportivo:confronto delle performance tra vogatore esperto e principiante
Ciclo di voga
1.Catch(Attacco)2.Passata3.Svincolo4.Ripresa
Suddivisione in 4 fasi:1
23
4
Considerazione tecnica
17 ottobre 2011 Emiliano Soda 5
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Analisi cinematica del gesto sportivo:confronto delle performance tra vogatore esperto e principiante
• Individuazione dei NaN
• Salvataggio coordinate x,y,z di ogni singolo marker
• Correzione traslazione remoergometro
Pre-elaborazione
17 ottobre 2011 Emiliano Soda 6
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
30
35
40
freq. colpi [dist]
metri[m]
bpm
GLED
0 1 2 3 4 5 6 7
30
35
40
freq.colpi [tempo]
tempo[min]
bpm
GLED
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Coordinate (x,y,z) singolo marker
BCAC
ABBCAC
2
cos222
Identificazione dei cicli di voga
Calcolo variabili d’interesse
Maggiori informazioni rispetto al remoergometro
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5
x 104
26
28
30
32
34
36
38
40
# samples
bpm
Analisi dati
17 ottobre 2011 Emiliano Soda 7
0 0.5 1 1.5 2140
145
150
155
160
165
tempo[s]
an
go
li [°
]
0 0.5 1 1.5 2140
145
150
155
160
165
tempo[s]
an
go
li [°
]
0 0.5 1 1.5 2130
140
150
160
170
tempo[s]
an
go
li [°
]
0 0.5 1 1.5 2130
140
150
160
170
tempo[s]
an
go
li [°
]
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• Suddivisione in 4 fasi (500m)• Normalizzazione dei tempi di completamento del ciclo ( t%)• Individuazione di “punti notevoli” : P.to flessione braccia P.to di max compressione delle gambe P.to di max estensione della schiena• Misure di tempo e di ampiezza
Analisi statistica• Test: - Anova (verifica normalità dei dati kstest) - Kruskal-Wallis alternativa non parametrica all’Anova (dati non normali) - Test post-hoc per individuare quale gruppo è significativamente differente dagli altri - T test
Metodi
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SimilitudiniCaratteristiche comune ai
due soggetti:
Durata drive
Velocità di flessione delle braccia
p=0.3p=0.1
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**p=0.32
Distanza nel ciclo tra punti notevoliEs. Flessione braccia - estensione gambe
Risultato test
Analisi sincronia
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*
*p<0.001
Distanza nel ciclo tra punti notevoliEs. Estensione gambe - estensione schiena
Analisi sincronia
Risultato test
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• Entità della flessione iniziale delle braccia (p<0.01 risultano differenti)• Ampiezza della flessione complessiva delle braccia (p<0.01 GL>ED) • Istante di flessione delle braccia (p<0.01 tempi diversi)
Analisi tecnica
Risultato test
Presenza doppia flessione in Edoardo
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GL fase1 ED fase1 GL fase2 ED fase2 GL fase3 ED fase3 GL fase4 ED fase4
20
30
40
50
60
70
80
Ango
li[°]
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Differenze
Caratteristiche diverse tra i due soggetti:
Durata del recovery
Pre-flessione braccia
Flessione gambe variabile al progredire della gara
p<0.001
Esperto-Principiante
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GL fase1 ED fase1 GL fase2 ED fase2 GL fase3 ED fase3 GL fase4 ED fase4
20
30
40
50
60
70
80
An
go
li[°
]
Correlazione inversa fra durata del recovery e compressione
finale delle gambe
Possibile: ED impiega energia nel tornare velocemente alla posizione di attacco (catch)
frenata: spreco di energia stanchezza precoce
Durata Fase di Recovery
Angolo max flessione gambe
Valutazione Soggettiva
GL FASE1 ED FASE1 GL FASE2 ED FASE2 GL FASE3 ED FASE3 GL FASE4 ED FASE4
0.7
0.8
0.9
1
1.1
1.2
tem
po
[s]
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Possibili sviluppi
• Modello di ottimizzazione delle performance che includa dinamica del remoergometro e tempistiche consigliate
• Misura delle forze con un dinamometro• Modellizzare la relazione di dipendenza tra dati
antropometrici del vogatore e forza sviluppata
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Grazie per l’attenzione