التحليل البيوميكانيكي للحركات الرياضية
التحليل البيوميكانيكي للمهارات الرياضية.
أن التتبع العلمي لما هية الأداء الحركي قديماً وحديثاً يبرز لنا الفارق الكبير بين المستوى المهاري الذي مارسه اللاعبون لتحقيق هدف معين وفقاً للمفاهيم التي كانت مفهومة آنذاك ، وما ألت أليه المهارات من تطور إذ انعكست بشكل مباشر على المستويات التي حققها اللاعبون في البطولات كافة ومنها بطولات كأس العالم بكرة القدم ، ويرجع هذا التطور بالمهارات من خلال الإلمام الكافي بالمبادى والأسس الميكانيكية المرتبطة بحركة جسم اللاعب والذي يعتبر من المقومات الأساسية في نجاح أساليب تنمية الأداء وتطويره .
فبعد أن كانت الحركة تلاحظ ملاحظةً فجةً من خلال مشاهدتها للوقوف على نقاط الضعف والقوة في مسارها برزت الحاجة إلى استخدام الأجهزة العلمية المتطورة للتشخيص العلمي لكل مراحل الحركة وذلك من خلال تجزئة المهارة إلى أجزاء مترابطة لكي يتم فهم طبيعة هذه الأجزاء وإيجاد العلاقة فيما بينها مع الأخذ بعين الاعتبار أن تجزئة المهارة ليس هدفاً بحد ذاته وأنما وسيلة للوصول إلى الإدراك الشمولي للظاهرة ككل وهذا ما يسمى بالتحليل الحركي الذي يعتبر مفتاحاً لتعريف سلوك حركة الإنسان أو مساره ، فهو يعمل على فرز وتبويب المعلومات الكثيرة لعناصرها الرئيسية ثم معالجتها منطقياً أو إحصائياً للعمل على تلخيصها في نتيجة رقمية قابلة عند تفسيرها بالمقارنة مع معيار مناسب ومحدد من صيغها الكمية الصماء إلى أخرى ذات معاني مفيدة ، ويعتبر التحليل الحركي أداة أساسية في جميع الفعاليات والأنشطة الرياضية ، إذ يبحث في الأداء ويسعى إلى دراسة أجزاء الحركة ومكوناتها للوصول إلى دقائقها سعياً وراء تكنيك أفضل.
لذا فأن التحليل البيوميكانيكي هو إحدى وسائل المعرفة الدقيقة للمسار من خلال إخضاع الحركة للقوانين الطبيعية والميكانيكية واستثمار هذه القوانين لتحسين وتطوير الحركات الرياضية .
أن العاملين في مجال علم البيوميكانيك يلجئون إلى استخدام طرائق ووسائل التقويم المناسبة لدراسة الحركات الميكانيكية التي يؤديها الإنسان مع مراعاة خصائص تلك الحركات وإمكانية تحديد الأسباب الميكانيكية والخصائص الديناميكية الحيوية للمهارات الرياضية والتي تتم عن طريق التحليل البيوميكانيكي ، لذا ترتبط طريقة التحليل البيوميكانيكي بالطريقتين الخاصتين بالتعرف على الميكانيكا وهما الطريقة الكينماتيكية والطريقة الكينتكية لذا فأن المرء يعرف نوعين من طرق التحليل هما:-
أولاً:- طريقة التحليل البيوكينماتيكية للمهارات الحركية.
ثانياً:- طريقة التحليل البيوكينتكية للمهارات الحركية.
أولاً:- طريقة التحليل البيوكينماتيكية للمهارات الحركية.
تهتم هذه الطريقة بتوضيح ووصف أنواع الحركات المختلفة عن طريق استخدام المدلولات الخاصة بالسرعة والتعجيل على أساس قياسات المسافة والزمن ويطلق على هذا النوع من التحليل بـ(الكينماتيك) الذي يعني "بدراسة حركة الأجسام بالنسبة للزمن سواء أكانت خطية أم دائرية لذا فهو يهتم بالجانب المظهري للحركة مثل المسافة ، الزمن ، السرعة ، الزاوية ورسم مساراتها الحركية وتوضيح طريقة الأداء التي يقوم بها الجسم".
وتستخدم عدة وسائل في سبيل تحقيق ذلك منها ما يلي:-
1. القياس اللحظي بواسطة الخلايا الضوئية. Electronic Stroboscopic
2. جهاز ضبط الزمن. Cronograph
3. التصوير بالأثر الضوئي. Chronophotography
4. تصوير النبضات الضوئية . Cyclogrametery
5. جهاز تسجيل السرعة. Speedography
6. التصوير السينمائي. Cinematography
7. التصوير الدائري . Chrono Cyclography
8. التصوير الفيديوي . Videography
شكل رقم (1)
يوضح التصوير الفيديوي كإحدى وسائل التحليل البيوكينماتيكية.
ويعتبر التصوير الفيديوي والسينمائي من أفضل طرق التحليل البيوكينماتيكية لأنها تسمح بالتحسس من بُعد ولا تتداخل أصلاً مع الأداء ، وهكذا فأن الأداة الأكثر شهرة المستخدمة لتقييم الأداء هي التحليل البيوكينماتيكي باستعمال التصوير السينمائي أو الفيديوي .
ثانياً:- طريقة التحليل البيوكينتكية للمهارات الحركية.
تهتم طريقة التحليل البيوكينتكية للمهارات الحركية بالبحث عن الارتباط الفرضي بين تأثير القوة والأنواع المختلفة من الحركات ، بالإضافة إلى البحث في الشروط التي يمكن أن تنشأ تأثيرات القوة في ظروفها ويطلق على هذا النوع من التحليل بـ(الكينتك) "الذي يعني بالأسباب الفيزيائية للحركة.
وتستخدم في سبيل تحقيق ذلك أجهزة تسجيل القوى التي تستغل الحقيقة القائلة بأن مقاومة الأرض (م) تساوي في مقدارها كقوة لرد فعل تلك القوة العضلية المؤثرة في وضع الارتكاز (قع س) فإذا كانت (قع س) تقابل قاعدة مرنة ، فأن هذه القاعدة تنحرف بما يماثل مقدار (قع س) بشكل أو بأخر .
كما أمكن التوصل إلى استخدام إمكانية التحويل الميكانيكي للقوة إلى قيمة كهربائية عن طريق استخدام أجهزة قياس كهروتضاغطية أو تأثيرية أو حثية أو غير ذلك من الأجهزة مما أدى تعدد أنواع أجهزة القوى آلا أنها تعتمد في تصميمها على أساسين هما:-
أ****. الأساس الميكانيكي .
ب****. الأساس الكهربائي .
وتشير بعض المصادر إلى أن أجهزة تسجيل القوى المبنية على أساس ميكانيكي يعيبها ما لها من قصوراً ذاتياً كبيراً مما يؤثر على القراءات ، ويمكن الاعتماد على نتائجها في الاستفادة بها في حالات أجراء الأبحاث الأولية ويعنى بذلك بعض الأجهزة المبسطة المعروفة عن أبلاكوف Abalakow وجندلاخ Gundlach وماير Mayer ويورYour .
أما أجهزة قياس القوة المبنية على أساس كهربائي فأنها تبنى على إمكانية تحويل التأثير الميكانيكي للقوة إلى قيمة كهربائية ، وبمساعدة أجهزة القياس الكهروتضاغطية أو التأثيرية أو الحثية أو التوترية أو غير ذلك من الأجهزة يمكن تحقيق هذا التحول بالقيمة المقاسة .
وبالرغم من إمكانية استخدام هذه الطرق باختلاف أنواعها في تصميم أجهزة قياس القوة في المجال الرياضي ألا أن الأجهزة التي تعتبر أكثر انتشارا في الوقت الحالي تلك الأجهزة التي تسير على أساس التوتر (طرق القياس بالاستطالة ) وتسمى بمنصات القوى .
ومن أهم المنصات الشائعة الاستخدام في مجال دراسة المهارات الحركية في مجال الميكانيكا الحيوية هي :-
1. منصة القوى المستخدمة لدراسة حركة المشي .
2. المنصة الثلاثية للقوى .
والمنصة الثلاثية للقوى هي الأكثر استخداما في التحليل البيوديناميكي للمهارات الرياضية ويطلق عليها منصة قياس القوة Force Plate Form والتي تسجل ثلاث مركبات للقوى مركبة عمودية (Fy) ومركبتان أفقيتان متعامدتان (Fx,Fz) أضافة إلى زمن التماس مع المنصة(t) ويرتبط بهذه المنصة جهاز حاسوب ألي حيث يتم برمجة أجزاء الحركة وفق تسلسلها ويبدء العمل بتسجيل الحركة للحصول على منحنيات القوة حيث يمكن إظهارها مباشرةً على شاشة الحاسوب ومن ثم يتم طباعتها على ورق .
أن الميزة العلمية لاستخدام هذه المنصة هو أن الأشكال البيانية التي تزودنا بها تمثل أحداثيين يمثل الإحداثي العمودي مؤشر القوة بينما الإحداثي الأفقي مؤشر الزمن المستغرق للأداء فضلاً عن ذلك يمكن احتساب زمن حدوث أي قيمة للقوى في أي لحظة من لحظات حدوث الحركة.
شكل رقم (2)
يوضح إحدى منصات قياس القوى .
ومن خلال احتساب كلاً من الزمن والقوة فأننا نستطيع من معرفة الدفع والذي يعتبر من المتغيرات الأساسية والمرادفة لمساحة تحت المنحنى معتمدا بذلك على قانـون الدفع Impulse = Ft
وهناك منصات صممت في العراق بأشكال متعددة مربعة ومستطيلة ولأغراض عديدة ولفعاليات رياضية متنوعة كالوثب الطويل عند أيمان شاكر محمود(1992) والوثبة الثلاثية عند حاجم شاني عودة (1995) وعدو مسافات قصيرة عند حسين مردان عمر (1996) والقفز العالي عند قاسم محمد حسن(2001) وفي رفعة الخطف عند وديع ياسين التكريتي(1993) وفي المبارزة عند خالد محمد عطيات(1997) وفي التنس الأرضي عند علي سلوم جواد(1997) وفي الجمناستك عند احمد توفيق(1996) وفي فعاليات السباحة عند عارف محسن الحساوي(1996) وولاء طارق حميد(2000) أما في الألعاب الجماعية فقد استخدمت من قبل عبد الجبار شنين(1998) في كرة اليد أما في الكرة الطائرة فقد استخدمها كلاً من عامر جبار(1998) ويعرب عبد الباقي دايخ(2002) وفي كرة السلة عند خالد نجم عبد الله(1997).
وقد أمكن عملياً من خلال استثمار التعاون بين العاملين في مجال التحليل البيوميكانيكي والعاملين في مجال صنع الأجهزة من استخدام أجهزة تسجيل القوة الموضوعة على جزء من الجسم كوضعه في يد الملاكم أو وضعه في حذاء القافز وغير ذلك إلى أن أنتهى الأمر إلى وضعه على راس اللاعب أثناء أدائه الضرب بالرأس كما موضح في الشكل رقم (3) ورغم النتائج الطيبة التي تخبرنا عنها هذه الأجهزة ألا أنها تعيق الحركة المنفذة وبالتالي قد تعطي نتائج غير دقيقة ولا تعبر عن الحالة بشكل صادق .
شكل رقم (3)
يوضح أحد الأجهزة الموضوعة على الرأس لقياس قوة الضربة .
أن جميع أنواع المنصات المستخدمة كانت ترتبط بالحاسوب بواسطة جهاز مفسر سمي بجهاز التصفير وهذا الجهاز كما موضح في الشكل رقم (4) عبارة عن صندوق يحتوي على قطع الكترونية واجبه كما يأتي:-
1. تكبير الجهد المتولد على المتحسسات بسبب تغير تسليط القوة على المنصة.
2. تحويل الجهد الكهربائي إلى قيم رقمية (1،0) باستخدام المحول Analog to Digital .
3. تصفير القيم الرقمية عند عدم وجود وزن على المنصة .
4. التعيير .
أن أهم مرحلتين في المفسر هو مرحلة التصفير والتعيير ويتم التحكم بالتصفير خارجياً وللبساطة تربط مع هذه المرحلة مصباح بلون احمر أو ازرق(LED) فيحاول الباحث تدوير مفتاح (زر التصفير) لحين إطفاء المصباح حيث ينير هذا المصباح عند وجود وزن على الجهاز ، أما المرحلة الثانية فهي التعيير أي "وضع القيم ضمن معيار موحد وهذه هي المرحلة الأخيرة التي تلي تصميم شكل المعدن وربط القطع الإلكترونية وتسليك المنصة مع المفسر والحاسوب .
شكل رقم (4)
يوضح كيفية ربط منصة قياس القوة بالمفسر.
وفي مرحلة التعيير يجري اختبار تطابق قيم الأوزان الموضوعة على المنصة مع القيم الناتجة على شاشة الحاسوب في حالتي الاستطالة (التصاعدي) وإزالة الأثر (التنازلي) ، وفي المرحلة نفسها يحدث بسبب الضوضاء الإلكتروني (Noise) أو أخطاء التصميم زيادة أو نقصان القيم الناتجة عن القيم الحقيقة الموضوعة على المنصة مما لا يمكن تفاديه ألا بافتراض رقم ثابت (Factor) كمعامل تصحيح يثبت في برنامج الحاسوب إذ أن الحاسوب هو الذي سيتولى تحويل القيم الرقمية (1،0) إلى قيم عشرية كما موضح ذلك في الشكل رقم (5) .
تسلمالاياديــــــــــــــ ـــــــــــــــــــــــــ ـــــــــــــــــــــــــ ـــــــ
موضوع رائع بايدي رائعة بارك الله ايها الطيب اتمنى لك التوفيق والسرور ..... اخيك عقيل الخزرجي
رد: التحليل البيوميكانيكي للحركات الرياضية
بارك الله فيك
لك مني أجمل تحية
تقبل مرورى
كاسب العز
رد: التحليل البيوميكانيكي للحركات الرياضية
شـكــ وبارك الله فيك ـــرا لك ... لك مني أجمل تحية
