Inertiamittausyksiköllä mitattujen melan vedon keskeisten muuttujien vaikutus kajakin kulkunopeuteen

Abstract

Uudet pienikokoiset inertiamittausyksiköt tarjoavat uusia mahdollisuuksia biomekaniikan tutkimuksiin ja tekniikkavalmennukseen vesiurheilulajeissa. Tässä tutkimuksessa selvitettiin, kuinka uinnissa käytetty inertiamittausyksikkö kykenee mittaamaan ja analysoimaan melanvedon keskeisiä muuttujia ja millainen yhteys niillä on aluksen nopeuteen. Lisäksi tarkoitus oli selvittää, voidaanko analysoitua tietoa hyödyntää melonnan tekniikkavalmennuksessa. Mittaukset suoritettiin uima-altaassa. Mittausprotokolla sisälsi normaalia symmetristä melontaa kolmella eri tehoalueella (frekvenssillä) ja kaksi melontasuoritusta, joissa oli erilainen melontatekninen painotus. Tutkimuksessa käytettiin Trainesense SmartPaddle-inertiamittausyksikköä. Laitteen sensorien tallentaman datan perusteella voitiin laskea vedossa käytetty voima, liikerata, nopeus ja suunta. Näitä muuttujia verrattiin laservalokennoilla mitattuun aluksen keskinopeuteen. Lisäksi inertiamittausyksikköä verrattiin venymäliuska-anturitekniikkaan perustuvaan anturivarteen.

Tutkimukseen osallistui yhteensä 15 tutkittavaa, joiden keski-ikä oli 40,8 (±17,2) vuotta, keskipituus 182,3 (±7,6) cm ja keskiarvopaino 81,2 (±11,6) kg. Frekvenssi ja voima olivat keskeisiä aluksen kulkunopeuteen vaikuttavia muuttujia. Kun ne kasvoivat, nousi aluksen kulkunopeus. Voimantuottoaika oli yhteydessä nopeuteen vastakkaisella tavalla. Kulkunopeuteen vahvimmin korreloivat frekvenssi (r=0,857, p<0,001) ja voima (r=0,786, p<0,001) sekä voimantuottoaika, joka korreloi negatiivisesti (r=0,755, p<0,001). Inertiamittausyksiköllä voitiin tunnistaa ja erottaa keskeiset tekniikan ajoituksen muuttujat, kuten voimantuottoaika (p=0,001), vedon pituus (p=0,005) ja voimantuoton alun viive (p=0,037), etu- ja takapainotteisessa melontasuorituksessa toisistaan. Inertiamittausyksikön todettiin antavan luotettavaa tietoa keskeisistä melan vedon muuttujista (maksimivoima, keskimääräinen voima, voimantuottoaika ja frekvenssi), kun sitä verrattiin anturivarteen (r > 0,800, p<0,001 ja ICC > 0,60, p<0,001).

Inertiamittausyksikköä (Trainesense SmartPaddle) voidaan käyttää hyväksi melontavalmennuksessa. Se on helppokäyttöinen ja antaa uutta tietoa erityisesti melonnan tekniikkavalmennuksen tueksi. Inertiamittausyksikkö antaa luotettavaa tietoa melonnan keskeisistä muuttujista, kun sitä verrataan anturivarteen. Laitteistoa tulee kuitenkin kehittää entistä paremmin melontaan sopivaksi. Lisäksi tutkimuksia suuremmilla tutkimusjoukoilla melonnan eri alalajien välillä tarvitaan lisää.

New compact inertial measurement units offer new opportunities for coaching and biomechanical studies in water sports. The purpose of this study was to determine how an inertial measurement unit can analyze kayak stroke key variables and what kind of connection they have with the speed of the kayak. In addition, the purpose was to determine whether the analyzed data can be utilized in practice in kayak technique coaching. Measurements were taken in the swimming pool using canoe polo equipment. The measurement protocol consisted of normal symmetrical paddling at three different speeds (frequency) and two performances with different paddling techniques. The study used the Trainesense SmartPaddle-inertial measurement unit, which calculates stroke force, trajectory, velocity, and direction. These variables were compared to the average speed of the kayak. The speed of the kayak was measured by laser photocells. In addition, data from the inertial measurement unit was compared with a strain gauge paddle shaft.

The average age of the subjects (n=15) was 40.8 (± 17.2) years. Their average height was 182.3 (± 7.6) cm and average weight was 81.2 (± 11.6) kg. Frequency, force and force-time were stroke key variables, which affect the speed of the kayak. Frequency (r=0.857, p<0.001) and force (r=0.786, p<0.001) were most strongly correlated to kayak speed. Force-time was negatively correlated (r=-0.755, p<0.001). The inertial measurement unit could identify and distinguish key paddling technique timing variables such as force-time (p=0,001), stroke length (p=0,005) and force entry delay (p=0,037) for different paddling techniques. The inertial measurement unit could provide reliable information on key paddle stroke variables (maximum force, mean force, force-time and frequency) when compared to a strain gauge paddle shaft (r > 0,800, p<0,001 and ICC > 0,60, p<0,001).

Inertial measurement unit (Trainesense SmartPaddle) can be used in kayak coaching. It is easy to use and it provides new information about kayak technique coaching. The inertial measurement unit provides reliable information on stroke key variables when compared to the strain gauge paddle shaft. However, the device should be developed to be more suitable for kayaking. In addition, studies with larger numbers of subjects between different kayaking subspecies are needed.