17/2 - اندازه گیری کینه ماتیک: سیستم های ضبط حرکت

کینه ماتیک، شاخه مکانیکه که حرکت رو شرح میده. متغیرهای معمول در آنالیز کینه ماتیک، شامل موقعیت، سرعت و شتاب میشن. (فصل ۵ رو برای کینه ماتیک خطی و فصل ۹ رو برای کینه ماتیک زاویه ای ببینین.)

معمول ترین وسیله برای اندازه گیریِ کینه ماتیک خطی و زاویه ای، سیستم ضبط حرکت (motion-capture) ه. اساسا یه سیستم ضبط حرکت، شامل یه سیستم "دوربینی"، برای تبدیل A/D حرکت ادامه دار به یه سری تک تصویر، و نرم افزار نصب شده روی کامپیوتر، برای پردازش تصویر به متغیرهای کینه ماتیک دلخواهه. تو این بخش، جمع آوری و پردازش داده ساده با یه سیستم ضبط تصاویر رو شرح میدم. 

17/1 - تبدیل داده ادامه دار به اعداد

اندازه گیری چیزها یعنی اختصاص دادن یه مقدار بهشون، در یه لحظه خاص در زمان. هر اندازه گیری، به عنوان نمونه شناخته میشه و اینکه اون اندازه ها با چه تکراری گرفته میشن رو نرخ نمونه گیری (sampling rate) یا فرکانس نمونه گیری (sampling frequency) میگن. فرکانس نمونه گیری رو با هرتز (Hertz - Hz) گزارش میکنن. اگه چیزی ۱۰۰ بار در ثانیه اندازه گرفته بشه، نرخ نمونه گیری ۱۰۰ Hz ه و زمان بین هر نمونه به صورت ۱ ثانیه/Hz حساب میشه؛ برای فرکانس نمونه گیری ۱۰۰ Hz، زمان بین نمونه ها ۱ ثانیه/۱۰۰ یا ۰/۰۱ ثانیه ست.

در حرکتهای مورد نظر بیومکانیک، متغیرهایی مثل موقعیت، نیرو و فعالیت ماهیچه ای، به طور مداوم تغییر میکنن. متغیری که طول زمان دائما تغییر میکنه رو سیگنال آنالوگ (analog signal) مینامن. نمونه گیری یه سیگنال آنالوگ، یه مقدار دیجیتال (عددی) اون سیگنال رو در لحظه ای از زمان میده. روند نمونه گیری یه سیگنال آنالوگ برای تولید یه مقدار دیجیتال، تبدیل آنالوگ به دیجیتال (analog to digital conversion) یا به اختصار تبدیل A/D  نامیده میشه. چون روند تبدیل A/D، یه نوع فرکانس نمونه گیری ه، اونو با هرتز گزارش میکنن.

برای درک یه حرکت، متغیر های مورد نظر باید حین اجرا، چندبار نمونه گیری بشن تا یه تاریخچه زمانی متغیر رو درست کنن. یه تاریخچه زمانی شاملِ چندین تک مقدارِ متغیرهایِ نمونه گیری شده ست، که نشون میده که حین اجرا چجوری عوض میشه.

یه ایده حیاتی وقتی که متغیر نمونه بندی میشه اینه که یه فرکانس نمونه بندی اونقدر بالا انتخاب بشه که سری مقادیر گسسته توی تاریخچه زمانی، یه نماینده واقعی از چگونگی تغییر متغیر در طول اجرا باشه. اگه فرکانس نمونه بندی خیلی کم باشه، تاخیر زمانی بین نقاط داده یعنی که تغییری در یه مقدار مهم، ممکنه از دست بره و اون تاریخ زمانی نشون دهنده اجرا نیست. اگه فرکانس نمونه بندی به اندازه کافی بالا باشه و زمان بین نمونه ها کم، تاریخ زمانی میتونه به عنوان یه سری مقادیر فوری متغیر، حین اجرا، در نظر گرفته بشه.

همونطور که تکنولوژی مورد استفاده برای کمی سازی کینه ماتیک، کینه تیک و فعالیت ماهیچه ای رو توضیح میدم، به فرکانس نمونه بندی در بخش های بعدی اشاره میکنم و نمونه هائی از تاریخ زمانی این متغیرها رو نشون میدم.

17/0 - شماره گذاری اجرا: آنالیز کمی

در این فصل:

• نمونه گیری داده 
• ضبط داده کینه ماتیکی 
• اندازه گیری نیرو 
• ضبط و آنالیز فعالیت ماهیچه ای 

آنالیز کمی (quantitative analysis) در بایومکانیک شامل اندازه گیری جنبه های اجرا و شماره دار کردن آنهاست. یه آنالیز کمی به ما میگه "چقدر" و میتونه به سادگیِ شمردن تعداد دورهای انجام شده توسط یه دونده، مقدار زمانی که طول میکشه که یه بازیکن فوتبال ۴۰ متر (m) رو بدوه یا اندازه گیری طول یه شوت باشه. آنالیز کمی میتونه شامل استفاده از وسایل پیچیده برای اندازه گیری کینه ماتیک، کینه تیک، یا فعالیت ماهیچه ای هم باشه.

هدف آنالیز کمی، ارایه درک بهتر چگونگی حرکت بدنه که میتونه بدون اندازه گیریها به دست بیاد. اختصاص دادن یه مقدار عددی، مقایسه اجراهای مختلف رو راحت میکنه. به جای اینکه در مورد بیماری که از آسیب زانوش داره خوب میشه بگیم که داره سریعتر میشه, میشه گفت که سرعت رو به جلو، ۰/۲ متر بر ثانیه (m/s) زیاد شده یا نسبت به اندازه گیری قبلی ۶ درصد افزایش داشته.

یه آنالیز کمی شامل جمع آوری داده و پردازش داده ست. تو این فصل، سیستم هایی برای کمی سازی کینه ماتیک (الگوهای حرکتی)، کینه تیک (نیروهای تماسی حین حرکت) و فعالیت ماهیچه ای معرفی میکنم.

16/4 - مداخله برای بهبود اجرا

مداخله شامل برداشتن قدمهایی برای بهبود اجراست. مداخله میتونه روی غلبه بر محدودیت ها یا دادن بازخورد مرتبط با تکنیک، با هدفِ بهبودِ تکانه تولیدی توسط اجراگر، تمرکز کنه. 

16/3 - عیب یابی اجرا

عیب یابی همش در مورد مشخص کردن منبع اجرای غیر رضایتبخش ه. سطح اجرا میتونه به خاطر محدودیت ها یا خطاهای تکنیکی، کمتر از رضایت باشه. بهبود اجرا و رضایتمندی از اجرا زمانی رخ میده که محدودیتها و خطاهای تکنیکی برطرف بشن. این بخش رو با توضیح محدودیت ها شروع میکنم و بعدش به سمت خطاهای تکنیکی میرم.