Компьютерный синтез двигательных действий с управлением движением по кинематическому состоянию биомеханической системы

Доктора педагогических наук, профессора В.И. Загревский, О.И. Загревский. Томский государственный университет, Томск

Ключевые слова: компьютерный синтез движений, граничные позы-положения, биомеханическая система, управление.

Введение. В литературе последних десятилетий, посвященной вопросам обучения в спорте, стало общепризнанным использование понятия «техника спортивных упражнений» в контексте способа решения спортсменом двигательной задачи. В этом смысле мы согласны с мнением Ю.К. Гавердовского [2, с. 94], который считает, что: «Техника спортивного упражнения суть биомеханически обусловленный способ индивидуального решения двигательной задачи». Так как в своей концептуальной основе решение двигательной задачи предполагает деление упражнения на логически обоснованные части, непротиворечивым и жизнеспособным является использование в биомеханическом анализе техники спортивных упражнений структурно-параметрического подхода. Структурно-параметрический подход  предполагает деление упражнения на составные части (периоды, стадии, фазы) [1, 2] и обоснование возможности увеличения или уменьшения основных параметров биомеханических характеристик с целью построения рациональной техники осваиваемого гимнастического упражнения. В связи с этим  на повестку дня ставится проблема предварительного прогнозирования результатов структурной и параметрической перестройки техники упражнений методом механико-математического моделирования движений спортсмена. В целом эта задача трансформируется в задачу компьютерного синтеза движений с переводом моделируемой биосистемы из заданного начального биомеханического состояния в требуемое конечное состояние.

Цель исследования – реализовать компьютерный синтез движений спортсмена на основе последовательного перевода моделируемой системы в отдельных фазах упражнения из начального заданного биомеханического состояния в конечное требуемое состояние.

Методы исследования. Для решения поставленных задач использовали следующие методы: компьютерное построение пользователем граничных поз перехода из одной фазы упражнения в другую, компьютерный синтез двигательных действий спортсмена в отдельных фазах упражнения и на всей траектории биомеханической системы.

Первый из методов использовали для построения  гимнастом граничных поз в отдельных фазах перелета Ткачева на основе  субъективного зрительного представления о технике моделируемого упражнения.

Второй метод исследования осуществляли на основе автоматизированного построения математической модели синтеза движений с помощью ЭВМ.

Выводы.

1. Прогноз изменения в технике спортивных упражнений, основанный на структурно-параметрической перестройке их фазовых компонентов, возможен на основе компьютерного синтеза движений биомеханических систем.

2. В качестве граничных поз спортсмена в местах разделения упражнения на двигательные фазовые структуры целесообразно использовать:

­- исходное и конечное рабочие положения спортсмена в исполняемом упражнении;

­- граничные позы спортсмена в местах разделения упражнения на фазы по признаку чередования его активных действий (экстремумы программного управления).

­- граничные позы спортсмена в местах разделения упражнения на фазы по признаку периодичности и характера действия на тело спортсмена определенных внешних сил или физических эффектов. 

3. Метод компьютерного синтеза движений спортсмена, основанный на моделировании граничных поз в отдельных фазах упражнения, может быть весьма эффективным в реализации идеи контрольно-корректировочного компонента ориентировочной основы действий путем сличения субъективных компонентов двигательной программы управления движением с ее объективными биомеханическими составляющими.

Литература

1. Аркаев Л.Я. Как готовить чемпионов / Л.Я. Аркаев, Н.Г. Сучилин. – М.: Физкультура и спорт, 2004. – 328 с.

2. Гавердовский Ю.К. Обучение спортивным упражнениям. Биомеханика. Методология. Дидактика / Ю.К. Гавердовский  – М.: Физкультура и спорт, 2007. – 912 с.

3. Загревский В.И. Построение оптимальной техники спортивных упражнений в вычислительном эксперименте на ПЭВМ / В.И. Загревский, Д.А. Лавшук, О.И. Загревский. – Могилев: МГУ им. А.А. Кулешова, 2000. – 190 с.

4. Загревский В.И. Планирование траектории управляющих движений спортсмена в координатах внешнего пространства / В.И. Загревский, В.О. Загревский // Теория и практика физ. культуры. – 2010. – № 10. – С. 56–61.

5. Загревский В.И. Математические модели синтеза движений биомеханических систем / В.И. Загревский, О.И. Загревский. – Могилев: Изд-во Palmarium Academic Publishing, 2012. – 175 с.

Информация для связи с автором: o.zagrevsky@yandex.ru

Поступила в редакцию 31.03.2013 г.