用穿戴裝置就能測量彈跳能力

垂直跳躍動作在競技賽場上頻繁地出現,其表現同時也是比賽勝負的關鍵,透過觀察其進步情形除了可以評估訓練計畫是否有效之外,還能監控運動員的疲勞狀況,因此垂直跳便成為評估訓練效果的一項重點指標。

器材難攜帶又昂貴,改用這個就好!

在實驗室中測量跳躍表現最常用的儀器為測力板,運動時人體會對地面施力,透過地面的反作用力,便能完成跳躍動作。測力板能記錄運動時的地面反作用力,並將其繪製成圖形,透過分析這些圖形,可以讓我們了解每個人的運動特徵。雖然測力板操作不複雜且能精確描繪出動作特徵,然而一塊測力板動輒幾十萬元且體積大、笨重又難以搬運。因此只有在實驗室中才有機會使用,難以提供教練和選手訓練中的即時回饋。在開發出精簡方便又低價的測力板系統前其他感測元件也有可能精準的量測到跳躍表現

慣性感測器(Inertial measurement unit, IMU)可以量測物體運動時的加速度和轉動情形,其特性為方便、輕巧且容易攜帶。學者認為蒐集運動時候人體質心的合加速度,透過牛頓第二定律(F=ma),可以將加速度的訊號轉換為運動時人體受到的合力,在跳躍動作中便是地面反作用力。如此也許能代替測力板以量測地面反作用力,同時可以在運動中即時監控表現。

IMU可以代替測力板,評估跳躍動作

2017年在Journal of Sports Sciences期刊的一篇研究為了驗證IMU是否能代替測力板,作為評估跳躍動作表現的有效工具。該研究招募了17位的非運動員受試者,將IMU固定於人體質心處(腰椎4、5節間),在測力板上實施三種垂直跳動作,分別是單/雙腳落地跳及單腳反向跳,並將IMU的加速度訊號換算後和測力板的反作用力訊號做比對,觀察其準確度。

用穿戴裝置就能測量彈跳能力

下圖為不同跳躍動作時,測力板以及IMU測得地面反作用力結果比較圖,其中實線為測力板訊號,虛線為IMU加速度訊號換算而得的地面反作用力。從圖中可以發現除了起跳及落地時的訊號有較明顯的差異,在整段跳躍動作期間IMU的加速度訊號和測力板的反作用力訊號之間呈現極高的相關性。作者認為在起跳及落地階段有較多肢段的動作,例如:旋轉、擺動…等等,將人體簡化為一個質點的方式雖然便於計算,卻容易忽略這類軀幹的動作,進而造成誤差。

用穿戴裝置就能測量彈跳能力

圖片來源: Journal of Sport Science, 34(9), 843-851.

以配戴於質心處的IMU預測垂直跳躍動作時身體受到的地面反作用力似乎是可行的方式,目前也有一些裝置例如: Push band,可以將其固定在槓鈴上,觀察負重跳躍時的表現參數未來或許可以將此研究結果應用於更多的體能測驗或是訓練動作上,提供教練及選手一個更便宜、省時方便且有效的替代方法,能在訓練當中得到立即的回饋。

參考文獻:

Setuain, I., Martinikorena, J., Gonzalez-Izal, M., Martinez-Ramirez, A., Gómez, M., Alfaro-Adrian, J., Izquierdo, M. (2017). Vertical jumping biomechanical evaluation through the use of an inertial sensor-based technology. Journal of Sport Science, 34(9), 843-851.

加入會員看更多

更多最新文章

回頂部