Università degli Studi di Pavia
Facoltà di Ingegneria
Corso di Laurea in Ingegneria Biomedica
Tesi di Laurea
Analisi cinematica del gesto sportivo:
confronto delle performance tra vogatore
esperto e principiante
Relatore: Prof. Stefano Ramat
17 Ottobre 2011
Correlatore: Ing. Andrea Turcato
Laureando: Emiliano Soda
Anno Accademico 2010/2011
1
Università degli studi di Pavia
Tesi di Laurea
Analisi cinematica del gesto sportivo:confronto delle performance tra
vogatore esperto e principiante
Obiettivi tesi
• Allenamento canottaggio
• Valutazione tecnica
oggettiva dei movimenti
compiuti da parte di una
coppia vogatori
• Evidenziare differenze tra
gli atleti confrontati
• Test 2000 metri
17 ottobre 2011
Atleti
Anno
Nascita
Gianluca
/Esperto
Edoardo
/Principiante
Emiliano Soda
di
Peso(Kg)
Altezza (cm)
1990
90
192
1995
90
194
2
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Tesi di Laurea
Analisi cinematica del gesto sportivo:confronto delle performance tra
vogatore esperto e principiante
Materiali e strumenti
• Simulazione vogata:
Remoergometro Concept2
• Acquisizione: EliteBTS
• Calibrazione sistema attraverso
“wand”
• Posizionamento marker in
specifici punti anatomici (# 18)
17 ottobre 2011
Emiliano Soda
3
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Analisi cinematica del gesto sportivo:confronto delle performance tra
vogatore esperto e principiante
Considerazione tecnica
Suddivisione in 4 fasi:
1
4
1.Catch(Attacco)
2.Passata
3.Svincolo
4.Ripresa
Ciclo di voga
2
3
17 ottobre 2011
Emiliano Soda
4
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Analisi cinematica del gesto sportivo:confronto delle performance tra
vogatore esperto e principiante
Pre-elaborazione
• Individuazione dei NaN
• Salvataggio coordinate x,y,z di ogni singolo marker
•
Correzione traslazione remoergometro
17 ottobre 2011
Emiliano Soda
5
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Analisi cinematica del gesto sportivo:confronto delle performance tra
vogatore esperto e principiante
Analisi dati
Coordinate (x,y,z)
singolo marker
freq. colpi [dist]
bpm
40
35
Identificazione dei
cicli di voga
Calcolo variabili
d’interesse
40
GL
ED
38
Maggiori
informazioni rispetto
al remoergometro
36
30
200
400
600
800
1000
metri[m]
1200
1400
1600
1800
freq.colpi [tempo]
32
40
bpm
34
2000
bpm
0
cos  
GL
ED
30
AC 2  BC 2  AB 2
2  AC  BC
35
28
30
0
1
2
3
4
5
6
7
tempo[min]
17 ottobre 2011
Emiliano Soda
26
0
0.5
1
1.5
2
2.5
# samples
3
3.5
4
4.5
x 10
6
4
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Analisi cinematica del gesto sportivo:confronto delle performance tra
vogatore esperto e principiante
Metodi
165
• Suddivisione in 4 fasi (500m)
17 ottobre 2011
165
160
angoli [°]
angoli [°]
160
155
150
145
140
0
0.5
150
1
tempo[s]
1.5
140
0
2
0.5
1
tempo[s]
1.5
2
0.5
1
tempo[s]
1.5
2
170
160
angoli [°]
160
150
140
130
0
155
145
170
angoli [°]
• 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
150
140
0.5
Emiliano Soda
1
tempo[s]
1.5
2
130
0
7
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vogatore esperto e principiante
Similitudini
Caratteristiche comune ai
due soggetti:
Durata drive
Velocità di
flessione delle braccia
p=0.3
p=0.1
17 ottobre 2011
Emiliano Soda
8
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vogatore esperto e principiante
Analisi sincronia
Distanza nel ciclo tra punti notevoli
Es. Flessione braccia - estensione gambe
Risultato test
*
17 ottobre 2011
Emiliano Soda
*p=0.32
9
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vogatore esperto e principiante
Analisi sincronia
Distanza nel ciclo tra punti notevoli
Es. Estensione gambe - estensione schiena
Risultato test
*
*p<0.001
17 ottobre 2011
Emiliano Soda
10
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vogatore esperto e principiante
Analisi tecnica
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)
Presenza doppia flessione in Edoardo
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Emiliano Soda
11
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Analisi cinematica del gesto sportivo:confronto delle performance tra
vogatore esperto e principiante
Differenze
Caratteristiche diverse
tra i due soggetti:
80
70
Pre-flessione braccia
60
Angoli[°]
Durata del recovery
Esperto-Principiante
50
40
30
Flessione gambe variabile al
progredire della gara
20
GL fase1
ED fase1
GL fase2
ED fase2
GL fase3
ED fase3
GL fase4
ED fase4
p<0.001
17 ottobre 2011
Emiliano Soda
12
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vogatore esperto e principiante
Durata Fase di Recovery
Valutazione Soggettiva
1.2
Correlazione inversa fra durata
del recovery e compressione
finale delle gambe
tempo[s]
1.1
1
0.9
0.8
0.7
 frenata: spreco di energia
 stanchezza precoce
GL FASE1
ED FASE1
GL FASE2
ED FASE2
GL FASE3
GL fase2
ED fase2
GL fase3
ED FASE3
GL FASE4
ED FASE4
GL fase4
ED fase4
80
70
60
Angoli[°]
Possibile: ED impiega energia
nel tornare velocemente alla
posizione di attacco (catch)
50
40
30
20
GL fase1
ED fase1
ED fase3
Angolo max flessione gambe
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Emiliano Soda
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Analisi cinematica del gesto sportivo:confronto delle performance tra
vogatore esperto e principiante
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
17 ottobre 2011
Emiliano Soda
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Analisi cinematica del gesto sportivo:confronto delle performance tra
vogatore esperto e principiante
Grazie
per l’attenzione
17 ottobre 2011
Emiliano Soda
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