università degli studi di pavia facoltà di ingegneria corso di laurea in ingegneria biomedica

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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




• Simulazione vogata: Remoergometro Concept2

• Acquisizione: EliteBTS

• Calibrazione sistema attraverso “wand”

• Posizionamento marker in specifici punti anatomici (# 18)

Materiali e strumenti




Ciclo di voga

1.Catch(Attacco)2.Passata3.Svincolo4.Ripresa

Suddivisione in 4 fasi:1

23

4

Considerazione tecnica




• Individuazione dei NaN

• Salvataggio coordinate x,y,z di ogni singolo marker

• Correzione traslazione remoergometro

Pre-elaborazione


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



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


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 [°

]



• 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




SimilitudiniCaratteristiche comune ai

due soggetti:

Durata drive

Velocità di flessione delle braccia

p=0.3p=0.1




**p=0.32

Distanza nel ciclo tra punti notevoliEs. Flessione braccia - estensione gambe

Risultato test

Analisi sincronia




*

*p<0.001

Distanza nel ciclo tra punti notevoliEs. Estensione gambe - estensione schiena

Analisi sincronia

Risultato test




• 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


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[°]



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




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]




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




Grazie per l’attenzione

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