СПОСОБ ОЦЕНКИ ТОЧНОСТИ ДВИГАТЕЛЬНЫХ ДЕЙСТВИЙ СПОРТСМЕНА ИГРОВЫХ ВИДОВ СПОРТА Российский патент 2014 года по МПК A61B5/16 

Изобретение относится к спортивной медицине и предназначено для оценки точности двигательных действий спортсмена игровых видов спорта.

В игровых видах спорта от спортсмена требуется быстрая оценка соревновательных ситуаций, принятие адекватных решений и техническое мастерство при выполнении двигательных действий [1]. Эффективность двигательных действий зависит от моторных возможностей [2], обусловленных способностью совершать двигательные действия в пределах короткого времени, называемой быстротой, и точностью движений, под которой понимают качество двигательного акта, реализованного с соблюдением заранее установленной системы характеристик [3].

Известны способы оценки быстроты путем определения времени скрытого периода двигательной реакции, скорости одиночного движения, частоты движений в единицу времени и производной от этих показателей - скорости передвижения [4].

Известен способ диагностики двигательных функций человека, включающий регистрацию траекторий совместного движения глаза, головы и руки при тесте на скачкообразно предъявляемые зрительные стимулы, измерение латентных периодов, длительностей, максимальных скоростей и количества множественных саккадических движений глаза, головы и руки и сравнение их с эталонной нормой, отличающийся тем, что движение обоих глаз регистрируют одновременно, при этом дополнительно измеряют разность латентных периодов, длительностей и количества множественных саккадических движений глаз, а также отношение их максимальных скоростей, и по полученным характеристикам диагностируют двигательные функции [5].

Известен способ регистрации движений человека, состоящий в том, что в значимых точках тела человека размещают элементы, чувствительные к изменению их положения в пространстве, с помощью чувствительных к сигналам этих элементов средств записывают полученную от них информацию и обрабатывают записанную информацию с помощью ЭВМ с получением данных о характере движений человека, отличающийся тем, что на теле человека размещают по меньшей мере одно трехкоординатное микроконтроллерное устройство измерения угловых отклонений, включающее три датчика угловой скорости, каждый из которых ориентируют в направлении одной из трех взаимно перпендикулярных осей (X, Y, Z) и записывают сигналы с выходов этих датчиков в энергонезависимую память, информацию с которой затем используют для последующей обработки [6].

Недостатком способов является невозможность определения точности двигательных действий в игровых видах спорта.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ оценки точности двигательных действий спортсмена игровых видов спорта, заключающийся в том, что испытуемому предъявляют на экране видеомонитора окружность, на которой помещена метка и точечный объект, точечный объект движется с заданной скоростью по окружности, в момент предполагаемого совпадения положения движущегося точечного объекта с меткой испытуемый нажатием кнопки «Стоп» останавливает движение точечного объекта по окружности, затем вычисляют ошибку несовпадения точечного объекта и метки - время ошибки запаздывания с положительным знаком или упреждения с отрицательным знаком и через заданное время возобновляют движение точечного объекта по окружности, описанную процедуру повторяют заданное число раз, определяют максимальное абсолютное значение ошибки несовпадения точечного объекта и метки, оценку точности двигательных действий испытуемого принимают равной максимальному абсолютному значению ошибки несовпадения точечного объекта и метки [7].

В данном способе определяется максимальное абсолютное значение ошибки несовпадения точечного объекта и метки, которое характеризует вероятность ошибки в серии двигательных действиях, то есть вероятность технического брака, однако точность серии двигательных действиях не оценивается.

Технический результат предлагаемого способа заключается в повышении достоверности оценки, характеризующей точность двигательных действий спортсмена игровых видов спорта.

Технический результат достигается тем, что испытуемому предъявляют на экране видеомонитора окружность, на которой помещена метка и точечный объект, точечный объект движется с заданной скоростью по окружности, в момент предполагаемого совпадения положения движущегося точечного объекта с меткой испытуемый нажатием кнопки «Стоп» останавливает движение точечного объекта по окружности, затем вычисляют ошибку несовпадения точечного объекта и метки - время ошибки запаздывания с положительным знаком или упреждения с отрицательным знаком и через заданное время возобновляют движение точечного объекта по окружности, описанную процедуру повторяют заданное число раз, причем новым является то, что строят вариационный ряд ошибок несовпадения точечного объекта и метки, вычисляют вариационный размах ряда по формуле [8]:

$$R=t_{\max }-t_{\min },\left(1\right)$$

где t_max и t_min - соответственно наибольший и наименьший члены вариационного ряда, мс; отмечают на числовой оси отрезок, ограниченный наибольшим и наименьшим членами вариационного ряда, точность двигательных действий испытуемого оценивают по расположению на числовой оси отрезка, ограниченного наибольшим и наименьшим членами вариационного ряда ошибок несовпадения точечного объекта и метки, наиболее близкого к симметрии относительно нулевой точки, и меньшему значению вариационного размаха ошибок несовпадения точечного объекта и метки.

Задача испытуемого, стремящегося остановить движущийся объект, точно совмещая его с меткой (фиг.1), состоит в нахождении некоторой величины упреждения своих двигательных действий с учетом скорости движения объекта, оставшегося расстояния и скорости своих двигательных действий [9]. Действия испытуемого в подобной ситуации соответствуют действиям спортсмена игровых видов спорта, что позволяет оценить правильность принятия решений и точность двигательных действий испытуемого.

Для оценки времени реакции на движущийся объект вычисляется среднеарифметическое значение ошибок несовпадения точечного объекта и метки [10]. Однако оценка времени реакции на движущийся объект спортсмена игровых видов спорта, вычисленная как среднеарифметическое значение, не позволяет адекватно оценить точность его двигательных действий. Пусть при тестировании времени реакции на движущийся объект двух испытуемых получены следующие значения ошибок несовпадения положений точечного объекта и метки:

- для первого испытуемого +10, -10, +10, -10, +10, -10, +10, -10, +10, -10 мс, представленные на фиг.2;

- для второго испытуемого +5, -5, +5, -5, +5, -5, +5, -5, +5, -5 мс, представленные на фиг.3.

Среднеарифметические значения ошибок несовпадения положений точечного объекта и метки обоих испытуемых совпадают, но их вариационный размах и рассеяние у второго испытуемого меньше, чем у первого, следовательно, точность двигательных действий второго испытуемого выше.

Для характеристики рассеяния (отклонения) значений ошибок несовпадения положений точечного объекта и метки может использоваться дисперсия или стандартное (среднеквадратичное) отклонение. Однако и дисперсия и стандартное отклонение служат мерой отклонения ошибок несовпадения положений точечного объекта и метки от их среднего значения [11]. Поэтому ни дисперсия, ни стандартное отклонение не могут служить адекватной оценкой точности двигательных действий испытуемого. Пусть при тестировании времени реакции на движущийся объект трех испытуемых получены следующие значения ошибок несовпадения положений точечного объекта и метки:

- для первого испытуемого +10, -10, +5, -5, +10, -10, +5, -5, +10, -10 мс, представленные на фиг.4;

- для второго испытуемого +15, -5, +10,0, +15, -5, +10,0, +15, -5, представленные на фиг.5;

- для третьего испытуемого +5, -15,0, -10, +5, -15,0, -10, +5, -15, представленные на фиг.6.

Стандартное отклонение ошибок несовпадения положений точечного объекта и метки испытуемых равно 8,8 мс, вариационный размах - 20 мс. Однако расположение на числовой оси отрезка, ограниченного наибольшим и наименьшим членами вариационного ряда ошибок несовпадения точечного объекта и метки, у первого испытуемого симметрично относительно точки 0 (фиг.7а), у второго испытуемого сдвинуто в область положительных значений (фиг.7в), у третьего испытуемого - в область отрицательных значений (фиг.7б), следовательно, точность двигательных действий первого испытуемого выше.

Таким образом, для достоверной оценки точности двигательных действий спортсмена игровых видов спорта необходимо оценить расположение на числовой оси отрезка, ограниченного наибольшим и наименьшим членами вариационного ряда ошибок несовпадения точечного объекта и метки, и значение их вариационного размаха.

На фиг.1 представлена окружность, предъявляемая испытуемому на экране видеомонитора, где 1 - метка, 2 - точечный объект, движущийся с заданной скоростью по окружности.

На фиг.2-6 и фиг.8-11 представлены диаграммы значений ошибок запаздывания и упреждения пяти и четырех испытуемых соответственно.

На фиг.7 и фиг.12 представлено расположение на числовой оси отрезков, ограниченных наибольшими и наименьшими членами вариационного ряда ошибок несовпадения точечного объекта и метки, трех и четырех испытуемых соответственно.

Предлагаемый способ оценки точности двигательных действий спортсмена игровых видов спорта осуществляется следующим образом.

Испытуемому предъявляют на экране видеомонитора окружность, на которой помещена метка 1 и точечный объект 2, движущийся с заданной скоростью по окружности (фиг.1). Испытуемый, наблюдая за движением точечного объекта 2, в момент предполагаемого совпадения положения движущегося точечного объекта 2 с меткой 1 нажатием кнопки «Стоп» останавливает движение точечного объекта 2 по окружности. Затем вычисляют ошибку несовпадения точечного объекта 2 и метки 1 - время ошибки запаздывания с положительным знаком или упреждения с отрицательным знаком и через заданное время возобновляют движение точечного объекта 2 по окружности.

Испытуемый выполняет описанную процедуру заданное число раз, после чего строят вариационный ряд ошибок несовпадения точечного объекта 2 и метки 1, вычисляют вариационный размах ряда по формуле (1) и отмечают на числовой оси отрезок, ограниченный наибольшим и наименьшим членами вариационного ряда.

Точность двигательных действий испытуемого оценивают по расположению на числовой оси отрезка, ограниченного наибольшим и наименьшим членами вариационного ряда ошибок несовпадения точечного объекта и метки, наиболее близкого к симметрии относительно нулевой точки, и меньшему значению вариационного размаха ошибок несовпадения точечного объекта и метки.

Заявляемый способ позволяет повысить достоверность оценки, характеризующей точность двигательных действий спортсмена игровых видов спорта.

Таким образом, заявляемый способ оценки точности двигательных действий спортсмена игровых видов спорта обладает новыми свойствами, обусловливающими получение технического результата.

Пример 1

Испытуемому Л., 18 лет, имеющему 2 разряд по баскетболу, на экране видеомонитора персонального компьютера предъявили окружность, на которой помещена метка. По окружности по часовой стрелке движется с заданной скоростью точечный объект, совершая один оборот за 2 с (фиг.1).

Испытуемый, наблюдая за движением точечного объекта по окружности, в момент предполагаемого совпадения положения точечного объекта с положением метки нажимал клавишу клавиатуры компьютера «Пробел», выполняющую функцию кнопки «Стоп».

Компьютер в момент нажатия клавиши «Пробел» останавливал движение точечного объекта по окружности, вычислял ошибку несовпадения положений точечного объекта и метки, время ошибки запаздывания с положительным знаком или упреждения с отрицательным знаком, заносил значение времени ошибки с соответствующим знаком в запоминающее устройство и через 1 с продолжал движение точечного объекта по окружности.

Испытуемый в соответствии с рекомендациями [9] выполнил 13 остановок движения точечного объекта в области положения метки, первые три из которых при оценке времени реакции на движущийся объект не учитывались. В результате тестирования получены следующие значения ошибок несовпадения положений точечного объекта и метки в мс: 3, -23, -10, -14, 10, 18, 6, 3, -5, -4, которые представлены на фиг.8.

Максимальное абсолютное значение ошибки несовпадения точечного объекта и метки равно 23 мс, вариационный размах - 41 мс, расположение на числовой оси отрезка, ограниченного наибольшим и наименьшим членами вариационного ряда ошибок несовпадения точечного объекта и метки, представлено на фиг.12a.

Пример 2

Испытуемый С., 18 лет, имеющий 2 разряд по волейболу, аналогично испытуемому Л., выполнил тест по оценке реакции на движущийся объект. В результате тестирования получены следующие значения ошибок несовпадения положений точечного объекта и метки в мс: -1, 20, 11, -6, -22, -13, 2, 3, -4, -8, которые представлены на фиг.9.

Максимальное абсолютное значение ошибки несовпадения точечного объекта и метки равно 22 мс, вариационный размах - 42 мс, расположение на числовой оси отрезка, ограниченного наибольшим и наименьшим членами вариационного ряда ошибок несовпадения точечного объекта и метки, представлено на фиг.12б.

Пример 3

Испытуемый И., 18 лет, имеющий 2 разряд по бадминтону, аналогично испытуемому Л., выполнил тест по оценке реакции на движущийся объект. В результате тестирования получены следующие значения ошибок несовпадения положений точечного объекта и метки в мс: -10, -12, 13, -9, -11, -10, 11, -9, 12, 14, которые представлены на фиг.10.

Максимальное абсолютное значение ошибки несовпадения точечного объекта и метки равно 14 мс, вариационный размах - 26 мс, расположение на числовой оси отрезка, ограниченного наибольшим и наименьшим членами вариационного ряда ошибок несовпадения точечного объекта и метки, представлено на фиг.12в.

Пример 4

Испытуемый К., 18 лет, имеющий 2 разряд по настольному теннису, аналогично испытуемому Л. выполнил тест по оценке реакции на движущийся объект. В результате тестирования получены следующие значения ошибок несовпадения положений точечного объекта и метки в мс: -14, 9, 6, 10, -16, -10, -5, -8, 7, 9, которые представлены на фиг.11.

Максимальное абсолютное значение ошибки несовпадения точечного объекта и метки равно 16 мс, вариационный размах - 26 мс, расположение на числовой оси отрезка, ограниченного наибольшим и наименьшим членами вариационного ряда ошибок несовпадения точечного объекта и метки, представлено на фиг.12г.

Анализ результатов тестирования свидетельствует, что вариационный размах испытуемых Л. (2 разряд по баскетболу) и С. (2 разряд по волейболу) значительно больше вариационного размаха испытуемых И. (2 разряд по бадминтону) и К. (2 разряд по настольному теннису), следовательно, точность двигательных действий испытуемых Л. и С. ниже, испытуемых И. и К. - выше.

Вариационный размах испытуемых Л. (2 разряд по баскетболу) и С. (2 разряд по волейболу) отличаются незначительно, однако расположение на числовой оси отрезка, ограниченного наибольшим и наименьшим членами вариационного ряда ошибок несовпадения точечного объекта и метки у испытуемого С. более симметрично относительно нулевой точки, чем у испытуемого Л., следовательно, точность его двигательных действий выше.

Вариационный размах испытуемых И. (2 разряд по бадминтону) и К. (2 разряд по настольному теннису) совпадают, однако расположение на числовой оси отрезка, ограниченного наибольшим и наименьшим членами вариационного ряда ошибок несовпадения точечного объекта и метки у испытуемого И. более симметрично относительно нулевой точки, чем у испытуемого К., следовательно, точность его двигательных действий выше.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет достоверно оценить точность двигательных действий спортсмена игровых видов спорта.

Источники информации

1. Радчич И.Ю. Подходы к углубленной индивидуализации и технологии мониторинга подготовки игроков в связи с проблемой олимпийского отбора // Теория и практика физической культуры. - 2003. - №11. - С.16-19.

2. Коренберг В.Б. Спортивные возможности и способности // Теория и практика физической культуры и спорта. - 2009. - №3. - С.3-9.

3. Белокопытова Ж., Лаврентьева В., Кожевникова Л. Содержание и структура программы развития координационных способностей у девочек 10-13 лет, занимающихся художественной гимнастикой // Физическое воспитание студентов. - 2010. - №3. - С.3-8.

4. Губа В.П. Основы распознавания раннего спортивного таланта: Учебное пособие для высших учебных заведений физической культуры. - М: Тера-Спорт, 2003. - 208 с.

5. Патент 2146494 РФ, МПК A61B 5/103, A61B 5/16. Способ диагностики двигательных функций человека и устройство для его реализации / Базиян Б.Х., Дмитриев Н.Э. - №99105342/14; заявл. 24.03.1999; опубл. 20.03.2000.

6. Патент 2257846 РФ, МПК A61B 5/11. Способ регистрации движений человека и устройство для его осуществления / Морару Е., Николайчук О. - №2004113256/14; заявл. 28.04.2004; опубл. 10.08.2005.

7. Патент 2457785 РФ, МПК A61B 5/16. Способ оценки точности двигательных действий спортсмена игровых видов спорта / Закамский А.В., Полевщиков М.М. Роженцов В.В. - №2011122491/14; заявл. 02.06.2011; опубл. 10.08.2012.

8. Шалыт А.И. Вариационный ряд // Математическая энциклопедия. Т.1. Гл. ред. И.М. Виноградов. - М.: Изд-во «Советская энциклопедия», 1977. - С.603.

9. Методы и портативная аппаратура для исследования индивидуально-психологических различий человека / Н.М. Пейсахов, А.П. Кашин, Г.Г. Баранов, Р.Г. Вагапов; Под ред. В.М. Шадрина. - Казань: Изд-во Казанск. ун-та, 1976. - 238 с.

10. Патент 2326595 РФ, МПК A61B 5/16. Способ оценки времени реакции человека на движущийся объект / Песошин А.В., Петухов И.В., Роженцов В.В. - №2326595/14; заявл. 04.06.2007; опубл. 20.06.2008.

11. Тутубалин В.Н. Дисперсия // Математическая энциклопедия. Т.2. Гл. ред. И.М. Виноградов. - М.: Изд-во «Советская энциклопедия», 1979. - С.225-226.

Изобретение относится к спортивной медицине и предназначено для оценки точности двигательных действий спортсмена игровых видов спорта. Испытуемому предъявляют на экране видеомонитора окружность, на которой помещена метка и точечный объект, движущийся с заданной скоростью по окружности. Испытуемый, наблюдая за движением точечного объекта, в момент предполагаемого совпадения положения движущегося точечного объекта с меткой нажатием кнопки «Стоп» останавливает движение точечного объекта по окружности. Затем вычисляют ошибку несовпадения точечного объекта и метки - время ошибки запаздывания с положительным знаком или упреждения с отрицательным знаком и через заданное время возобновляют движение точечного объекта по окружности. Испытуемый выполняет описанную процедуру заданное число раз, после чего строят вариационный ряд ошибок несовпадения точечного объекта и метки, вычисляют вариационный размах ряда и отмечают на числовой оси отрезок, ограниченный наибольшим и наименьшим членами вариационного ряда. Точность двигательных действий испытуемого оценивают по расположению на числовой оси отрезка, ограниченного наибольшим и наименьшим членами вариационного ряда ошибок несовпадения точечного объекта и метки, наиболее близкого к симметрии относительно нулевой точки, и меньшему значению вариационного размаха ошибок несовпадения точечного объекта и метки. Заявляемый способ позволяет повысить достоверность оценки, характеризующей точность двигательных действий спортсмена игровых видов спорта за счет инструментальных измерений. 12 ил., 4 пр.

Способ оценки точности двигательных действий спортсмена игровых видов спорта, заключающийся в том, что испытуемому предъявляют на экране видеомонитора окружность, на которой помещена метка и точечный объект, точечный объект движется с заданной скоростью по окружности, в момент предполагаемого совпадения положения движущегося точечного объекта с меткой испытуемый нажатием кнопки «Стоп» останавливает движение точечного объекта по окружности, затем вычисляют ошибку несовпадения точечного объекта и метки - время ошибки запаздывания с положительным знаком или упреждения с отрицательным знаком и через заданное время возобновляют движение точечного объекта по окружности, описанную процедуру повторяют заданное число раз, причем новым является то, что строят вариационный ряд ошибок несовпадения точечного объекта и метки, вычисляют вариационный размах ряда по формуле:
R=t_max-t_min,
где t_max и t_min - соответственно наибольший и наименьший члены вариационного ряда, мс; отмечают на числовой оси отрезок, ограниченный наибольшим и наименьшим членами вариационного ряда, точность двигательных действий испытуемого оценивают по расположению на числовой оси отрезка, ограниченного наибольшим и наименьшим членами вариационного ряда ошибок несовпадения точечного объекта и метки, наиболее близкого к симметрии относительно нулевой точки, и меньшему значению вариационного размаха ошибок несовпадения точечного объекта и метки.