[운동역학] 인체동작의 분석방법- 질적 분석방법(qualitative analysis) 과 양적 분석방법(quantative analysis)
인체의 동작을 분석하는 방법에는 기본적으로 두 가지가 있다.
양적 접근 (量的 接近, quantitative approach) , 질적 접근 (質的 接近, qualitative approach)
이 바로 그것이다.
질적분석방법(qualitative analysis)
질적인 접근방식은 연기의 어느 부분도 계산하거나 측정함이 없이 비수학적 용어로 운동을 묘사하는 것이다. 종종 질적 분석으로 얻어진 생각들은 양적인 자료로서 입증되어진다. 그리고 연구계획들을 위한 많은 가설들이 이와 같은 방법으로 공식화되어진다. 질적 평가는 연기자의 동작을 교사나 코치가 분석할 수 있음으로 해서 널이 행해지는 방법이다.
질적 분석방법을 체계적으로 이해하는 것은 대단히 중요하다. 질적 분석을 하기 전에 알아두어야 할 지식들이 있다.
첫째는, 연구대상이 되는 스포츠에 대한 지식이다. 두 번째는 기술동작에 대한 축적된 지식을 아는 것이다.
질적 분석 과정
① 동작의 결과와 결과에 영향을 미치는 요인들 간의 관계를 보여주는 모델을 만든다.
-결과의 분류 : 객관적 측정결과 와 주관적 측정결과로 분류
-결과에 영향을 미치는 요인들 : 1. 가능한 한 모델에 포함시키는 요인들은 메카닉 적인 양들이어야 함.
2. 결정된 요인들 바로 밑에는 이들 요인들을 좌우하는 또 다른 요인들을 찾아 넣어야 한다.
이렇게 하는 데는 두가지 방법이 있다. -1. 나뉘어진 결과들을 간단히 함하는 방법
-2. 알고 있는 기계학적 관계를 사용하는 것.
② 동작의 관찰과 오류의 발견
-동작의 관찰 : 시각관찰, 청각관찰, 촉각관찰, 근감각관찰.
③ 오류의 상대적 중요성 평가
-오류의 발견 : 1. 교사나 코치의 머리 속에 들어 이STms 이상적 동작에 비추어 이와 다른 동작들을 집어내는 방법
2. 기계학적 방법으로서 앞에 설명한 이론적 모델에 근거하는 것.
-오류의 평가 : 선수가 하나 또는 둘 이상의 오류를 한 번에 수정하기는 불가능한 일이므로 여러 가지 오류들을 중요한 순서대로 순번을 정할 필요가 있다.
④ 분석결과에 따른 지도
-선수의 지도 : 오류의 우선순위가 결정되었으며 이 오류를 체계적으로 제거할 수 있는 지도를 해야 한다. 이 지도를 하는 방법이야말로 중요하여 질적 분석의 성공 여부가 달려 있는 것이다. 지도목적에 따라 코치나 교사에 의하여 주어지는 지도내용은 여러 가지 요인들에 의하여 그 좋고 나쁨이 결정된다.
1. 선수들과의 대화가 잘 이루어지도록 한 가지 방법만을 고집하지 말고 그때그때 적절한 방법을 가려 사용한다.
2. 효율적인 대화는 코치가 선수의 신체적-심리적 특징을 얼마나 잘 알고 있느냐에 달려 있다.
3. 지도가 이루어지는 환경 역시 대화의 효율에 영향을 미친다. 선수들의 주의집중에 방해가 되는 코칭환경을 최소화시키도록 노력한다.
4. 정보를 선수에게 전달하는 형태 - 직접명쳥방법, 문제해결식 방법 이 2가지 방법을 시기적절하게 사용한다.
5. 전달되는 정보의 양과 질이 받아들이는 선수의 능력에 적절해야 한다.
양적 분석방법(quantative analysis)
양적인 접근방식은 수적 용어로 어떤 움직임이나 또는 그 운동의 일부분을 묘사하는 것을 말한다. 운동의 특성을 수량화하는 것은 주관적인 기술을 배제하고 기계 기구를 사용해서 얻은 수적 자료 數的 資料에 의존하는 데 도움이 된다. 이러한 수량화는 연구자가 실제 상황을 설명하거나 또는 기술하는 데 사용되어질 수 있다.
바이오매케닉적 연구에서 가장 많이 쓰이는 도구는 16mm 고속카메라, EMG, elgon, force plate, motion analyer등이 있다.
바이오매케닉 연구중 양적 분석방법에 사용되는 도구는 매우 여러 가지 이다. 그 중에 대표적인 도구가 힘의 측정 기구들이다. 모든 측정기구 시스템은 다음과 같은 세단계로 이루어 진다. 1단계 ; 감식단계 2단계; 시그널 조절단계 3단계; 결과 기록단계 이다. 각 단계에서 쓰이는 기구들 중 대표적인 몇가지 도구를 소개하기로 한다.
1. 스트레인 게이지 시스템
스트레인 게이지는 감식단계에 사용되는 감식기이다. 스트레인 게이지(전환기)와 브리지 회로와 증폭기 그리고 기록계로 구성되어 있다. 이때 증폭기는 우리의 측정이 동적 측정치를 요구하기 때무에 다이나믹 증폭기를 사용한다. 스트레인 게이지에는 여러 종류가 있으나 가장 많이 쓰이는 것은 작은 선이 배열된 저항 스트레인 게이지로서, 단위 길이의 변화 즉 스트레인을 저항의 변화로 전환시켜 주는 전환기이다. 이것은 가는 선을 단전체 위에 배열-부착시킨 것으로 이 게이지를 로드셀에 접착시키는가는 선의 직경이 변화함으로써 그 선에 흐른 전류의 저항값이 변화하도록 한 것이다.
이 저항의 변화는 브리지 회로라는 일종의 포텐시오미터(potentiometer)를 거쳐 전압의 변화로 바꾸어 증폭기를 통해 증폭시켜 그 변화량을 기록하게 된다.
2. 포스 플렛폼 (force platfor)
Biomechanics 분야에서 힘을 측정하는 기구로 가장 많이 쓰이는 기구가 소위 포스 플랫폼이다. 근본적으로 이 기구는 전자 저울로서 수시로 변하는 반사력 즉 수직방향과 자우의 두 수평방향으로의 힘을 측정할 수 있을 뿐만 아니라 수직축을 중심으로 한 토크와 플랫폼에 작용하는 결과력의 작용점을 찾아낼 수 있게 한다.
3. 일렉트로고니오미터 (electrogoniometer : elgon)
일렉트로고니오미터는 관절각의 변화를 기록해내는 장치이다. 이 기록장치는 엘곤이라는 일종의 포텐시어미터와 콘트롤 회로 그리고 기록계로 구성되어 있다. 엘곤의 디자인은 관절의 모양과 그 운동면에 따라 달라져야 하고 필요에 따라 방수엘곤, 미니엘곤 등 다양하게 만들어 쓸 수 있다. 특히 이 기구는 카메라 또는 EMG등과 함께 사용했을 때 더 뜻있는 결과를 찾아낼 수 있다.
4. 근전도 (electromyograph:EMG)
① 운동단위와 운동단위 포텐셜스(potentials)
운동신경을 통하여 내려가는 각각의 신경자극은 그 운동신경이 지배하는 모든 근섬유들을 수축하게 만든다. 이 때 하나의 운동단위(motor, unit)가 지배하는 근섬유의 수는 근육마다 달라서, 보통 섬세한 동작과 저절을 요하는 근육은 하나의 운동단위가 지배하는 근섬유의 수가 적다. 또한 큰 동작을 하는 근육에는 하나의 운동단위가 지배하는 근섬유의 수가 많아서, 대퇴사두근의 경우에는 약 2,000개의 근섬유가 하나의 운동단위로 지배하고 있다.
하나의 운동단위가 내는 일의 양은 대단히 적어 분절동작이 눈으로 보일만큼의 동작도 나타내지 못한다. 일반적으로 작은 운동단위로부터 작용하기 시작하여 힘이 증가할수록 더 큰 운동단위들이 동원되고, 동시에 동원된 운동단위들은 그것의 작동회수를 증가시킨다. 이 때의 작동빈도는 일정하지 않아서, 느릴 수도 있으며 요구에 따라 빈번할 수도 있다. 이와 같이 운동단위들이 수축할 때는 많은 기간 동안(9m.sec)아주 약한 전기가 발생하는데(일반적으로 마이크로 볼트), 바로 이 전기 현상을 받아내어 이를 증폭시켜 기록해 내는 것이 근전도(EMG)의 기본원리 이다.
② 기 구
㉠ 전극(electodes)
운동단위가 수축시에 내는 전기현상(motor unit potentials)을 감지하기 위해서는 전극이 필요하다.
㉡ 증폭기(amplifier)
증폭기는 게인(gain)이 높은 것으로 빈도(frequency)가 10~1,000Hz 되는 증폭기이어야 하며 기록계는 마그네틱 테이프를 이용한 기록게이지나 반응이 빠른 기록계가 효과적이다.
③EMG결과의 해석
EMG결과를 해석하고 계량화시키는 데는 여러 가지 방법이 있다. 가장 초보적이고 많이 쓰이는 방법이 스파이크(spike)의 폭을 대체로 RPfid화시키는 방법이다. 이 방법은 일반적으로 빠른 동작에는 오차가 많으나, 보통 동작의 경우에는 성공적으로 쓰이고 있다.
그 밖에 연구의 목적에 따라 스파이크의 개수 혹은 스파이크의 구간을 이 구간의 평균전압과 함께 평가하는 방법도 있다. 근래에는 여러 가지 전기 인테그레이터(electric integrator)를 만들어 자동적으로 스파이크들의 면적을 전부 합쳐 계량화하여 평가한다.
