научная статья по теме ИННОВАЦИОННАЯ СЕНСОРНО-МОТОРНАЯ МОДЕЛЬ ОСОЗНАВАЕМОСТИ ДВИЖЕНИЙ НА ОСНОВЕ ИМИТАЦИОННОГО МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ МАХОВОГО СТИЛЯ СПРИНТЕРСКОГО БЕГА Физическая культура и спорт

Текст научной статьи на тему «ИННОВАЦИОННАЯ СЕНСОРНО-МОТОРНАЯ МОДЕЛЬ ОСОЗНАВАЕМОСТИ ДВИЖЕНИЙ НА ОСНОВЕ ИМИТАЦИОННОГО МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ МАХОВОГО СТИЛЯ СПРИНТЕРСКОГО БЕГА»

ИННОВАЦИОННАЯ СЕНСОРНО-МОТОРНАЯ МОДЕЛЬ ОСОЗНАВАЕМОСТИ ДВИЖЕНИЙ НА ОСНОВЕ ИМИТАЦИОННОГО МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ МАХОВОГО СТИЛЯ СПРИНТЕРСКОГО БЕГА

УДК/UDC 796.092

Информация для связи с автором: usacheva-s@bk.ru

Поступила в редакцию 27.04.2015 г.

Доктор педагогических наук, профессор В.Г. Семенов1 Доктор педагогических наук, профессор Е.А. Масловский2 Доктор педагогических наук, профессор В.И. Закревский3 Доктор педагогических наук, профессор Т.П. Юшкевич4

1 Смоленская государственная академия физической культуры, спорта и туризма, Смоленск

2

Полесский государственный университет, Пинск

Могилевский государственный университет им. АА. Кулешова, Могилев Белорусский государственный университет физической культуры, Минск

INNOVATIVE SENSORY-MOTOR MODEL OF AWARENESS OF MOTIONS BASED ON MATHEMATICAL SIMULATION OF SWING SPRINTING TECHNIQUE

Dr.Hab., Professor V.G. Semenov1 Dr.Hab., Professor E.A. Maslovskiy2 Dr.Hab., Professor V.I. Zakrevskiy3

Dr.Hab., Professor T.P. Yushkevich4 Smolensk State Academy of Physical Culture, Sports and Tourism, Smolensk Polessye State University, Pinsk

Mogilev State University named after AA Kuleshov, Mogilev Belorussian State University of Physical Culture, Minsk

Аннотация

В статье показано, что весь комплекс маховых движений в структуре бегового шага спринтерского бега является идеальной и доступной моделью осозна-ваемости движений на основе имитационного математического моделирования. Экспериментально подтверждено доминирующее значение сенсорной и моторной чувствительности в фазовой структуре активности мышц, последовательности и режима работы сгибателей проксимальных звеньев нижних конечностей на всех этапах спортивного мастерства спринтеров. Результаты исследования убедительно показали, что маховый стиль бега обеспечивает более эффективное использование инерционных и реактивных сил в безопорной фазе свободных конечностей двигательного аппарата. Серия лабораторных исследований подтвердила, что данный стиль бега более осознаваем и более контролируем спортсменом.

Целенаправленному решению данной двигательной задачи с приоритетностью маховых движений в скоростном беге, которые всецело определяют развитие и совершенствование максимального темпа и как следствие линейного увеличения скорости, возможно только на основе применения сенсорно-моторных и биотехнических средств, реализуемых в условиях «искусственно управляемой предметной среды».

Ключевые слова: структура бегового шага; сенсорно-моторная модель; модель осознаваемости движений; имитационное математическое моделирование; сенсорная и моторная чувствительность; траектория мышечной активности по фазам; маховый стиль спринтерского бега; пальцевая часть стопы; искусственно управляемая предметная среда; силовой комплекс мышц - сгибателей и разгибателей туловища.

Annotation

Nowadays the innovative process of rethinking the new evidence of the power symbiosis of flexor and extensor muscles is taking place, along with their restructuring on intra, inter-section and integral levels of the lower limbs of running biodynamics for the purpose of development and improvement of the linear speed of female sprinters

As proved in the paper, the whole complex of swing movements in the structure of the sprinting stride is an ideal and accessible model of awareness of motions based on mathematical simulation. The dominant importance of sensory and motor sensitivity in the phase structure of muscular activity and the sequence and mode of operation of the flexor muscles of the proximal parts of the lower limbs in sprinters of all sports skill levels have been experimentally validated. The findings have clearly proved that the swing sprinting technique provides more efficient use of inertial and reactive powers of free limbs while floating. Laboratory tests have confirmed that this running technique is more conscious and better controlled by an athlete.

Thus, it is possible to settle this motor task with the priority given to swing motions in high-speed running, which wholly determine the development and improvement of the maximum rate, and as a result, the linear increase of the speed, through the use of sensory-motor and biotechnical techniques implemented in the conditions of an "artificially controlled environment".

Keywords: running stride structure; sensory-motor model, model of conscious motions, mathematical simulation, sensory and motor sensitivity, course of muscular activity in phases, swing sprinting technique, toes of foot; artificially controlled object environment, power complex for trunk flexor and extensor muscles.

Введение. В настоящее время происходит инновационный процесс переосмысления новых доказательств силового симбиоза мышц-сгибателей и разгибателей и перестройка биодинамики бега на внутри-, межзвеньевых и интегральных уровнях нижних конечностей для развития и совершенствования линейной скорости в спринтерском беге у женщин [5].

Цель исследования - экспериментальное обоснование инновационной сенсорно-моторной модели осознаваемости движений на основе имитационного математического моделирования махового стиля спринтерского бега.

Методика и организация исследования. Нами был разработан один из перспективных способов теоретического синтеза спортивной техники соревновательных упражнений - метод имитационного моделирования движения человека на основе применения персонального компьютера IBM - PC [4]. Сущность данного метода заключается в том, что расшифровка многозвенной биомеханической системы соревновательного упражнения в пространстве и во времени описывается дифференциальными уравнениями второго порядка, и в частности уравнениями Лагранжа второго рода. Уравнения синтеза движений биомеханической системы спринтера в условиях полетной фазы бега построены на основе базовой математической модели, имеют рекуррентную структуру и распространяются на N-звенную модель, что позволило автоматизировать процесс их вывода с помощью компьютера. На основании данной математической модели был изучен маховый стиль бега, с заданными пространственно-временными характеристиками. Исходным послужил киноциклографический анализ бега на 100 м шести сильнейших мужчин-спринтеров. Для математического описания движения спортсменов в безопорном положении использована формула, разработанная И.В. Закревским [4]. При этом кинематическая схема N-звенной биомеханической системы рассматривалась при условии, что точка контакта спортсмена с опорой свободна и методика построения математической модели движений представлена в виде свободного трехзвенника.

Результаты исследования и их обсуждение. Результаты показали важнейшую роль маховых движений вследствие расшифровки траектории мышечной активности по фазам (И. М. Козлов, Л. В. Самсонова, 1990) и имитационного математического моделирования [4].

Это позволило объективно рассматривать доминирующее значение сенсорной и моторной чувствительности в фазовой структуре активности мышц, последовательности и режима работы сгибателей проксимальных звеньев нижних конечностей у современных спринтеров экстра-класса (Е. А. Масловский, 2005).

Было установлено, что в каждом беговом шаге управление всеми движениями в 90 % случаев осуществляется без контроля со стороны коры больших полушарий головного мозга, и только примерно 10 %% в беге, к которым относятся маховые движения ногами, - осознаваемы (В. Д. Кряжев, 2002). Следовательно, весь комплекс маховых движений в структуре бегового шага - идеальная и доступная модель их осозна-ваемости. Как известно, подобный функциональный процесс рассматривается Н. А. Бернштейном [1] как «древний локомоторный импульс, выбрасывающий ногу вперед», а элемент данной техники бега назван активным махом. Суть его - в разгоне нижних маховых конечностей и ОЦМТ спортсмена в безопорном периоде. Отсюда становится реальной способность управлять движениями в фазе разгона маховой ноги за счет внутренних сил, возникающих при растяжении и последующем сокращении мышц - сгибателей бедра (подвздошно-поясничной, портняжной, натягивателя широкой фасции, гребешковой и прямой), и реактивных сил, возникающих в ре-

зультате ускорения и торможения бедра при его переносе, а также силы инерции. Как показали исследования, наименьшие потери скорости бега зафиксированы в момент амортизации опорной ноги в голеностопном суставе. Последующий разгон маховой ноги происходит в условиях заднего шага, а максимальное встречное движение ног - в безопорном периоде (В. И. Закревский, Е. А. Масловский, 2005).

При реализации махового стиля бега возрастает роль поворота таза вокруг продольной и сагиттальной осей (он может достигать 40-450). Наибольший его наклон наблюдается вокруг сагиттальной оси в момент вертикали. Следует подчеркнуть, что при маховом стиле бега существенную роль играет туловище. Увеличение движений туловища по продольной оси способствует повышению скорости бега примерно на 6-10 %.

Биомеханический анализ движений выдающихся современных спринтеров экстра-класса путем оценки количественно-качественных характеристик бега позволил установить, что задний шаг и перемещения таза обеспечиваются прежде всего растяжением сгибателей бедра, что способствует высокой эффективности бега. В условиях переднего шага маховые движения при опускании ноги на опору осуществляются разгибателями бедра и туловища и превращением потенциальной энергии в кинетическую, что обеспечивает сохранение линейной скорости бега и ОЦМТ Следовательно, эффективные маховые движения в скоростных локомоциях способствуют перемещению тела, увеличивают скорость ОЦМТ и тем самым усиливают импульс силы при отталкивании от опоры [3].

Таким образом, наиболее рациональной моделью махового стиля бега в настоящее время является та, которая типична для современных спринтеров экстра-класса. При этом выявлено, что взаимодействие стопы с опорой происходит на уровне пальцевой части стопы при минимальном сгибании ноги в коленном и тазобедренном суставах, что способствует результативной смене опорных и полетных фаз в каждом беговом шаге и тем самым обеспечивает

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком