نحوة مطالعة تغییرات درجات آزادی در یک تکلیف تعادلی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری رفتار حرکتی دانشگاه تهران

2 استاد دانشکدة مکانیک دانشگاه صنعتی شریف

3 دانشیار دانشگاه تهران

4 استادیار دانشگاه تهران

5 استاد دانشگاه تربیت مدرس

چکیده

برنشتاین (1967)، برای هماهنگی اندام و کنترل درجات آزادی چند مرحله پیشنهاد داد. در مراحل اولیة تمرین و کسب یک مهارت حرکتی، مشکل هماهنگی از طریق تثبیت اولیة درجات آزادی کاهش می یابد، سپس تمرین بیشتر از طریق رفع محدودیت های واقع بر اندام موجب افزایش درجات آزادی و مشارکت آنها در یک سیستم قابل کنترل می شود. "تثبیت" درجات آزادی از لحاظ عملی هم با ثابت و محکم شدن درجات آزادی مفاصل و هم با تشکیل پیوندهای قوی بین اندام و درجات آزادی متعدد قابل توضیح است. در مقالة حاضر، نویسندگان شیوة استخراج و تفسیر داده های سینماتیکی را برای تبیین تغییرات الگوی حرکات بدن از طریق پدیده های تثبیت/آزادسازی و جفت شدن مفاصل در یک آزمودنی مرد دانشگاهی سالم و راست برتر (سن : 26 سال؛ قد : 172 سانتیمتر؛ وزن : 80 کیلوگرم) که به تمرین حفظ تعادل روی پایداری سنج می پردازد، معرفی می کنند. داده ها با استفاده از دستگاه تجزیه و تحلیل سه بُعدی که شامل سه دوربین فیلمبرداری و برنامة تحلیل حرکت رایانه ای شریف (SMA) در نرم افزار MATLAB بود که موقعیت 19 مارکرپاسیو نصب شده روی بدن و دستگاه پایداری سنج را اندازه گیری می کرد. قبل از هر کوشش، دستگاه را به کمک یک چهارچوب فلزی با ابعاد مشخص کالیبره کردیم. این امر امکان تبدیل مقادیر دوبُعدی آشکارسازی دوربین را به مختصات سه بُعدی واقعی فراهم می سازد. سپس، متغیرهای زیر برای سه کوشش اول، پنجم و نهم از یک دورة تمرینی نُه کوششی (3 جلسه? 3 کوشش) محاسبه شد : 1) تغییرپذیری پایداری سنج (SV) به عنوان شاخص عملکرد،2) تغییرپذیری مطلق و نسبی زوایای مفصلی (RV) برای بررسی تثبیت و آزادسازی و 3) همبستگی بین سری های زمانی زوایای مفصلی به منظور بررسی جفت شدن زوج مفاصل. سرانجام، نحوة تفسیر متغیرهای استخراج شده و محدودیت های موجود در زمینة مطالعات تغییرپذیری درجات آزادی به همراه پیشنهادهایی برای تحقیقات آتی ارائه شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The Methodology of Research on Changes in Degrees of Freedom in a Balance Task

نویسندگان [English]

  • Saeed Arsham 1
  • F farahman 2
  • F Bagheradeh 3
  • E Arab ameri 4
  • A Kazemnejad 5
چکیده [English]

The aim of the present study was to introduce the methods to extract and to interpret cinematic data in order to explain movement pattern changes via joint coupling and freezing/freeing phenomena in a healthy right-dominant college male (age:26, height: 172 cm, weight: 80 kg) who practiced balance maintenance on a stabilometer. Data were gathered using a three-dimensional registration system which consisted of three cameras and a computer program (Sharif Motion Analyzer-SMA) in MATLAB software and measured the position of 19 passive markers located on subject's limbs and stabilometer. Before each trial, the system was calibrated by a metal frame of known dimensions to transform the two-dimensional camera detector values to real three-dimensional coordinates. Then, the following variables were calculated for the first, fifth and ninth trail from a 3(session) × 3(trail) course of practice: 1) stabilometer variability as a performance index; 2) absolute and relative variability of joint angles to evaluate possible freezing-freeing process; 3) cross-correlations between the angular time series in order to evaluate the presence of joint coupling. Finally, the interpretation method to extract variables was presented and some limits of such studies regarding the variability in degrees of freedom were provided.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Cinematic
  • coordination
  • degrees of freedom
  • Stabilometer.