نحوه مطالعه تغییرات درجات آزادی در یک تکلیف تعادلی

برنشتاین (1967)، برای هماهنگی اندام و کنترل درجات آزادی چند مرحله پیشنهاد داد. در مراحل اولیه تمرین و کسب یک مهارت حرکتی، مشکل هماهنگی از طریق تثبیت اولیه 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 مقاله حاضر، نویسندگان شیوه 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 بعدی که شامل سه دوربین فیلمبرداری و برنامه 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 دوبعدی آشکارسازی دوربین را به مختصات سه بعدی واقعی فراهم می سازد. سپس، متغیرهای زیر برای سه کوشش اول، پنجم و نهم از یک دوره تمرینی نه 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، نحوه تفسیر متغیرهای استخراج شده و محدودیت های موجود در زمینه مطالعات تغییرپذیری درجات آزادی به همراه پیشنهادهایی برای تحقیقات آتی ارائه شد.