Upload
others
View
13
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68 Pag. 1
UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI ROMA
“TOR VERGATA”
Facoltà di Medicina e Chirurgia
CORSO DI LAUREA MAGISTRALE IN
SCIENZE E TECNICHE DELLO SPORT (LM68)
Biomeccanica dello sport
Prof. Bruno RUSCELLO
Anno Accademico 2015 - 2016LM 68 Pag. 2
FINALITA’ DEL MODULO
La Biomeccanica dello Sport è una disciplina fortemente
professionalizzante nell’ambito delle attività praticabili dal
Laureato in Scienze Motorie. La conoscenza e l’applicazione
delle leggi della fisica allo studio ed alla valutazione del
movimento umano e dello sport permettono interventi
razionali e specifici in molti campi dell’allenamento sportivo,
dalli fasi di costruzione della forma, alla ri-atletizzazione
dopo infortunio, alla analisi posturale fino a giungere alle
analisi e valutazioni delle performance sportive, sia
individuali (performance analysis) che collettive (match
analysis).
Anno Accademico 2015 - 2016LM 68 Pag. 3
FINALITA’ DEL MODULO
Finalità generali di questo modulo saranno:
Fornire agli studenti un approfondimento disciplinare
fortemente incentrato sulla capacità operativa e strumentale,
relativa a:
Analisi Biomeccanica della Postura
Analisi Biomeccanica della Prestazione Sportiva
(cinematica, dinamica).
Fornire agli studenti un approfondimento disciplinare sulla
raccolta e sul trattamento dei dati di misura biomeccanici su
foglio di calcolo Excel.
Fornire competenze strumentali su alcuni degli hardware e
software attualmente in uso professionale in questi campi
Anno Accademico 2015 - 2016LM 68 Pag. 4
STRUTTURA DEL MODULO
Lunedì 23 Martedì 24 Mercoledì 25 Giovedì 26
09-11 Introduzione alla
Biomeccanica Sportiva:
(Esposito-Ruscello)
Accelerometria I
(Partipilo)
Teoria delle misure e
analisi statistica dei
dati.
Statistica Inferenziale
(Ruscello)
GPS
(Partipilo)
Studio Biomeccanico
del Movimento Umano
e Sportivo:
Match-Performance
Video Analysis
Uso di: Kinovea-Longo
Match – BioMovie
(Ruscello)
Laboratorio di Studio del
Movimento Umano I
Case Study:
Analisi Posturale
(Esposito-Ruscello)
11-13 Laboratorio di Excel:
Foglio di Calcolo:
Grafici
Statistica Descrittiva
(Ruscello)
Biomeccanica Posturale
I
(Esposito)
Biomeccanica Posturale
II
(Esposito)
Laboratorio di Studio del
Movimento Umano II
Case Study:
Analisi Cammino/Corsa
(Esposito-Ruscello)
Il giorno Venerdì 27 è prevista una prova in itinere con valutazione intermedia.
Anno Accademico 2015 - 2016LM 68 Pag. 5
STRUTTURA DEL MODULO
Docenti: Mario ESPOSITO, Bruno RUSCELLO
Assistente: Filippo PARTIPILO
Testi: dispense e presentazioni a cura dei docenti.
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68
Il Metodo Scientifico
• La biomeccanica sportiva si è sviluppata enormemente negli ultimi decenni in
relazione ai successi della biomeccanica in generale. Originariamente lo
sviluppo della biomeccanica ha permesso «l’elaborazione di metodiche di
studio perfette, difficili e complesse, del movimento e più recentemente la
conoscenza della loro struttura»
Biomeccanica sportiva
La Biomeccanica Sportiva
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68
Il Metodo Scientifico
• Sulla nascita della biomeccanica ha avuto una
importanza decisiva lo sviluppo della meccanica
e soprattutto il nuovo indirizzo iniziato ai tempi
di Galileo e Newton., Ciò nonostante ancora
Leonardo da Vinci era convinto che: «la scienza
meccanica è nobile ed utile più delle altre
scienze e, come risulta, tutti i corpi viventi
hanno la possibilità di movimento e agiscono
secondo le sue leggi»
Biomeccanica sportiva
Premesse per lo sviluppo della Biomeccanica
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68
Il Metodo Scientifico
• La meccanica teorica include tutte le leggi
fondamentali del movimento meccanico. Nella
biomeccanica sono stati utilizzati, sulla base
della meccanica generale, i dati di alcune scienze
autonome come la idro e aerodinamica, la
resistenza dei materiali, la reologia (teoria
dell’elasticità, plasticità, ecc.), la teoria dei
meccanismi, delle macchine ed altre.
Biomeccanica sportiva
Premesse per lo sviluppo della Biomeccanica
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68
Il Metodo Scientifico
La biomeccanica, come scienza biologica moderna, si è avvicinata sempre più, come metodo di ricerca, alle scienze esatte.
La biomeccanica generale, come parte della biofisica, comprende lo studio dei biosistemi interni all’organismo, ed è sorta in parallelo ai rami del sapere fisico-matematico e biologico.
I successi di queste scienze, l’utilizzazione delle idee e dei metodi della cibernetica ed anche i progressi tecnico-scientifici, in un modo o nell’altro, hanno influito sul suo sviluppo.
A loro volta queste scienze si sono arricchite a riguardo della fisica umana con i dati della biomeccanica.
Biomeccanica sportiva
Legami della biomeccanica con le altre scienze
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68
Il Metodo ScientificoLa biomeccanica è collegata ai settori del sapere,
nei quali si studiano i fatti concreti dell’attività
motoria applicata.
Così la biomeccanica ingegneristica si unisce alla
bionica, la psicologia ingegneristica («l’uomo e la
macchina») è legata alla elaborazione degli studi,
degli attrezzi, e degli altri congegni tecnici, che
possono aumentare le possibilità dell’uomo, nel
lavoro e nello sport.
Biomeccanica sportiva
Legami della biomeccanica con le altre scienze
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68
Il Metodo ScientificoLa biomeccanica medica fornisce le cognizioni alle
serie dei metodi di preparazione delle protesi, di
costruzione delle stesse, alla traumatologia,
all’ortopedia, alla ginnastica medica e posturale.
Nella medicina spaziale si determinano i problemi
della preparazione dei cosmonauti, dell’acquisizione
delle loro capacità lavorative nelle condizioni di
imponderabilità ed anche delle azioni motorie nello
spazio.
Biomeccanica sportiva
Legami della biomeccanica con le altre scienze
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68
Il Metodo ScientificoI metodi e le leggi della biomeccanica
sportiva, sono utilizzati anche per il
perfezionamento della teoria e della
metodologia dell’allenamento, del controllo
medico, delle discipline sportivo-pedagogiche e
delle altre discipline che determinano i suoi
concreti problemi nel campo dell’educazione
motoria e dello sport.
Biomeccanica sportiva
Legami della biomeccanica con le altre scienze
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68
Il Metodo Scientifico
Analisi Quantitativa
Le caratteristiche quantitative si misurano, oppure si calcolano; esse
hanno valore numerico e rappresentano i legami tra un valore e
l’altro (la velocità è un esempio di legame fra il percorso fatto ed il
tempo impiegato a farlo). Nello studio, le caratteristiche quantitative
definiscono che cosa è questo e individuano il metodo di
misurazione (come si misura).
Biomeccanica sportiva
Le caratteristiche biomeccaniche del corpo umano ed i
suoi movimenti: quantità e qualità
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68
Il Metodo Scientifico
Analisi Qualitativa
Le caratteristiche qualitative sono descritte di solito oralmente,
senza un valore quantitativo preciso (p.es. intensamente,
liberamente, adagio, scattando, ecc.).
Biomeccanica sportiva
Le caratteristiche biomeccaniche del corpo umano ed i
suoi movimenti: quantità e qualità
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68
Il Metodo Scientifico
CARATTERISTICHE CINEMATICHE
La cinematica del movimento umano definisce la geometria del
movimento (forma spaziale) e la sua misurazione nel tempo
(carattere) senza computo della massa e delle forze agenti.
Essa dà nel complesso, solamente un quadro esteriore dei
movimenti.
Le cause dell’origine e del mutamento dei movimenti (loro
meccanismi) sono analizzate dalla dinamica.
Biomeccanica sportiva
Le caratteristiche biomeccaniche del corpo umano ed i
suoi movimenti
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68
Il Metodo Scientifico
CARATTERISTICHE CINEMATICHE
Le caratteristiche cinematiche del corpo umano e dei suoi
movimenti sono la misura dello stato e del moto dell’uomo nello
spazio e nel tempo: spaziali, temporali, e spazio-temporali.
Biomeccanica sportiva
Le caratteristiche biomeccaniche del corpo umano ed i
suoi movimenti
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68
Il Metodo Scientifico
CARATTERISTICHE CINEMATICHE
Le caratteristiche cinematiche danno la possibilità di confrontare le
dimensioni del corpo e delle sue parti, e anche la peculiarità
cinematiche dei movimenti nei diversi atleti.
Dal calcolo di queste caratteristiche, in molti casi, dipende la
tecnica individuale degli atleti, spesso ottimali proprio per le loro
particolarità motorie.
Biomeccanica sportiva
Le caratteristiche biomeccaniche del corpo umano ed i
suoi movimenti
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68
Il Metodo Scientifico
I movimenti dell’uomo e degli attrezzi sportivi si possono misurare
solamente confrontando la loro posizione con la posizione assunta
per il confronto del risultato (valore del risultato) cioè tutti i
movimenti si mostrano relativi.
Biomeccanica sportiva
Sistemi di calcolo delle distanze e del tempo
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68
Il Metodo Scientifico
Nel sistema di unità internazionale (SI) è stata presa come base
dell’unità lineare il metro, il suo multiplo (km) ed i sottomultipli
(cm, mm, ecc.).
Le unità angolari usate sono:
a) gradi, minuti, secondi, per la misurazione degli angoli.
b) L’angolo giro, per la misurazione dei giri attorno ad un asse
c) Radianti per il calcolo con le formule (1 radiante= 57° 17’
44,8’’ - 1° =0,01745 rad.)
Biomeccanica sportiva
Sistemi di calcolo delle distanze e del tempo
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68
Il Metodo Scientifico
Sistemi di misura temporali
Nel sistema di misura del tempo si individuano un’origine del tempo
(inizio del conteggio, to ) e della unità di calcolo.
Per l’inizio del calcolo del tempo si assumono:
a) La mezzanotte (in tutte le organizzazioni, nei trasporti, ecc)
b) La mezzanotte e il mezzogiorno nelle condizioni di vita usuali
c) Tempo arbitrale (misurazione in secondi dallo 0 o to) in
condizione di competizione.
Biomeccanica sportiva
Sistemi di calcolo delle distanze e del tempo
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68
Il Metodo Scientifico
• Il metodo scientifico, chiamato anche sperimentale o ipotetico
deduttivo, è alla base della scienza moderna e contiene un insieme
di regole adottate dagli scienziati per raggiungere una conoscenza
di verità oggettiva, affidabile, verificabile e condivisibile da tutti.
• Galileo Galilei fu il primo ad introdurre formalmente il metodo
scientifico con criteri che sono ancora validi oggi.
Biomeccanica sportiva
La Biomeccanica ed il Metodo Scientifico
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68 22
Metodo Galileiano
Il metodo galileiano si suddivide in due momenti
essenziali:
1) Momento risolutivo o analitico induttivo
2) Momento compositivo o sintetico deduttivo
Biomeccanica sportiva
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68 23
Metodo Sperimentale in sintesi• Prima fase: si osserva il fenomeno
che si intende studiare,
raccogliendo il maggior numero
possibile di dati che lo riguardano.
Biomeccanica sportiva
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68 24
• Seconda fase: formulazione delle ipotesi, cioè di possibili
teorie che spiegano le cause, gli sviluppi e gli effetti del
fenomeno indagato.
• In questa fase è necessario saper individuare le grandezze
e i particolari che “contano” nel fenomeno studiato e
quelli che si possono ignorare.
• Le ipotesi sono descritte attraverso il linguaggio
matematico e rappresentano le relazioni esistenti tra le
grandezze coinvolte nel fenomeno.
Biomeccanica sportiva
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68 25
• Terza fase: verifica sperimentale.
Si tratta di eseguire un
esperimento più volte e in diverse
condizioni, eseguendo le
opportune misure.
Biomeccanica sportiva
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68 26
• Quarta fase: se l'analisi dei dati raccolti
con la sperimentazione consente di
verificare l'ipotesi formulata, questa
viene trasformata in una legge fisica. Se
l'ipotesi non viene verificata, occorre
rivedere la sperimentazione, o formulare
ipotesi diverse, e ripetere il
procedimento.
Biomeccanica sportiva
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68 31
Face Validity: è determinata dalla significatività
apparente ed esteriore che una misura presenta, da cui il
nome; per valutarla si richiedono giudizi di esperti
relativamente alla validità che sembrano avere le misure.
Biomeccanica sportiva
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68 32
Content Validity: una misura ha validità di contenuto
quando i suoi indicatori rappresentano in modo accurato l'universo
di contenuto misurato; anche questo tipo di validità richiede il
giudizio di esperti.
(Se, per esempio, una prova di verifica della preparazione di storia
di un gruppo di studenti è composta solo da domande riguardanti
le Guerre Puniche difficilmente potrà essere riconosciuta valida
nel suo contenuto.
Biomeccanica sportiva
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68 33
Construct Validity: è data dal livello in cui gli
indicatori misurano accuratamente i costrutti teorici che
interessa misurare; essa è verificata praticamente
attraverso la misura della correlazione tra un indicatore
ed altri indicatori secondo particolari modelli teorici.
Biomeccanica sportiva
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68 34
Criterion Validity / Predictive Validity: rappresenta la capacità di uno
strumento di fare previsioni accurate; la verifica di tale validità è fatta a
partire dalla sua adeguatezza nel predire un criterio esterno, da cui il nome.
Concurrent Validity: è determinata osservando quanto lo strumento
correla con altri strumenti che il ricercatore ritiene validi nel misurare la
stessa caratteristica; l'osservazione di una relazione statisticamente
significativa è considerata verifica della validità.
Se, per esempio, si vuole verificare se una particolare misura rappresenti
uno strumento valido per misurare l'autostima, è possibile correlare i
punteggi con essa ottenuti dai soggetti, con i punteggi ottenuti dagli stessi
soggetti con una diversa scala ritenuta valida nel misurare l'autostima;
un'alta correlazione evidenzierà la validità del nuovo test o, almeno, che i
due test stanno misurando la stessa cosa.
Biomeccanica sportiva
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68 35
Convergent Validity: è determinata confrontando e correlando
i punteggi ottenuti con la misura da validare con quelli ottenuti
con la misura di un altro costrutto, teoricamente legato al
primo.
La possibilità di verificare la validità convergente dipende
quindi dall'esistenza di costrutti, e relative misure, legati con
quello misurato.
Biomeccanica sportiva
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68 36
Discriminant Validity: è speculare alla validità
convergente; essa è alta quando la misura da validare non
correla con le misure di altri costrutti, teoricamente distinti dal
primo.
Biomeccanica sportiva
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68 37
Ecological Validity: è una forma di validità nella ricerca
scientifica.
Uno studio o una ricerca possiedono Validità Ecologica quando
i metodi adottati, i materiali utilizzati e l’ambiente di studio
sono molto simili alla situazione reale posta sotto osservazione.
Una ricerca ha validità ecologica quindi quando il contesto in
cui si esegue la ricerca è rappresentativo di un contesto reale.
Biomeccanica sportiva
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68 38
Come scrivere e leggere una ricerca in
Biomeccanica..• Introduzione (Cosa studio)
– Definire il problema di studio
– Stato dell’arte
– Domande di ricerca
– Ipotesi
– Variabili
• (dipendente e indipendente)
• Materiali e Metodi (Come lo studio )– Campione
– Procedure e protocolli
– Strumentazione
– Analisi Statistica
• Risultati (Cosa ho trovato)– Tabelle
– Grafici
• Discussione e Conclusioni (Cosa significa ciò che ho trovato)
• Applicazione pratiche (Cosa ci faccio con ciò che ho trovato?)
• Bibliografia (Cosa è stato già detto prima di me…)
Biomeccanica sportiva
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68 39
Teoria della Misure
Biomeccanica sportiva
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68 40
La Misura
• Le misure sono un aspetto importante nella vita
quotidiana: costituiscono uno dei modi con cui
ci mettiamo in rapporto con il mondo in cui
viviamo.
• È fondamentale riuscire a misurare le grandezze
prese in considerazione fornendone un valore
univoco e non ambiguo.
Biomeccanica sportiva
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68 41
La Misura
Qualsiasi aspetto di un fenomeno naturale
che possa essere misurato viene detto
grandezza fisica. La misura di una
grandezza fisica consiste allora
nell'associare alla grandezza un numero
che esprime il suo rapporto con
un'altra grandezza omogenea usata come
unità di misura, scelta come campione di
riferimento.
Biomeccanica sportiva
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68 Pag. 42
Biomeccanica sportiva
LA MISURAZIONE
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68 43
La Misura
È essenziale quindi che le unità di misura
(campioni di riferimento) siano
riconoscibili e accettate da tutti.
Un insieme di unità di misura e delle loro
combinazioni accettate a livello mondiale
costituisce un sistema di unità di misura.
Biomeccanica sportiva
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68 44
La Misura
Dopo la XI conferenza di Pesi e Misure
svoltasi a Parigi nel 1960 è stato
introdotto un sistema, quasi
universalmente conosciuto, chiamato
Sistema Internazionale di Unità, più
semplicemente indicato con la sigla SI.
Biomeccanica sportiva
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68 45
Biomeccanica sportiva
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68 46
Misure Dirette e Indirette
• Il confronto diretto di una grandezza con un campione omogeneo, che può essere eventualmente l'unità campione, rappresenta una misura diretta.
• Non tutte le grandezze possono per essere misurate direttamente e in molti casi si deve ricorrere ad una misura indiretta, ove il valore della grandezza è determinato misurando altre grandezze, non omogenee rispetto alla grandezza in esame, ma legate a quelle tramite relazioni matematiche.
• La misura della lunghezza di un'asta con un comune metro è un esempio di misura diretta.
• Se invece si vuole conoscere il volume della sfera è necessario misurare il diametro di essa e attraverso la formula matematica ricavare, con una misurazione indiretta, il volume.
Biomeccanica sportiva
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68 47
Strumenti di Misura
• Uno strumento di misura è un dispositivo con il
quale vengono eseguite le operazioni di misura
di una determinata grandezza fisica. Esso
consente il confronto tra la grandezza e la
corrispondente unità di misura.
Biomeccanica sportiva
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68 48
Proprietà fondamentali degli strumenti
di misura
Sensibilità
La sensibilità di uno strumento dipende da come è stato
progettato o costruito, e corrisponde alla quantità minima della
grandezza in esame che può essere misurata, cioè alla quantità
che determina lo spostamento dell'indice di una tacca sulla scala
graduata (i righelli classici hanno in genere la sensibilità del
millimetro, gli orologi analogici quella del secondo,...)
Biomeccanica sportiva
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68 Pag. 49
Biomeccanica sportiva
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68 Pag. 50
Biomeccanica sportiva
MISURAZIONE
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68 51
Errori di misura
L'errore sulla misura può essere influenzato da tre tipi di errori:
sensibilità
casuale
sistematico
Biomeccanica sportiva
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68 52
Errori di misura
L'errore di sensibilità dipende dalla sensibilità dello
strumento utilizzato.
Ad esempio quando la lunghezza di un oggetto che viene misurato con
un righello è compresa tra due tacche.
Talvolta se la suddivisione della scala dello strumento è molto fitta si può
assumere, come errore di sensibilità, l'intera ampiezza di un intervallo.
Biomeccanica sportiva
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68 53
Errori di misura
• L'errore casuale, o accidentale, è quell'errore prodotto da
una molteplicità di cause non bene individuabili che possono
agire sia per eccesso sia per difetto.
• Questi errori sono associati a cause imprevedibili, a disturbi
che influiscono sulla grandezza da misurare, sullo
sperimentatore o sullo strumento di misura.
• Piccole e improvvise variazioni di temperatura esterna,
vibrazioni del piano di lavoro, presenza più o meno rilevante
di fenomeni elettrostatici nell'aria e altra cause imprevedibili
possono influire in modo accidentale sulla misurazione.
Biomeccanica sportiva
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68 54
Errori di misura• Gli errori sistematici sono quelli che avvengono sempre
nello stesso senso, cioè o sempre per eccesso o sempre per
difetto, cosicché il valore ottenuto con la misura è nel primo
caso sempre maggiore del valore reale e nel secondo caso
sempre minore.
• Gli errori sistematici possono derivare da difetti strumentali, o anche da
metodi errati di misura e, in linea di principio, possono essere individuati e
quindi eliminati. Un errore di tipo sistematico è l'errore di parallasse, cioè
un errore di lettura che si presenta in generale per tutti gli strumenti con
indice mobile. Poiché l'indice non giace sullo stesso piano della scala
graduata, esso è proiettato su punti diversi della scala a seconda della
direzione di osservazione.
Biomeccanica sportiva
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68 Pag. 55
Biomeccanica sportiva
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68 Pag. 56
Biomeccanica sportiva
ERRORE ED ATTENDIBILITÀ
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68 Pag. 57
Biomeccanica sportiva
ERRORE ED ATTENDIBILITÀ
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68 Pag. 58
Biomeccanica sportiva
ERRORI SISTEMATICI
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68 Pag. 59
Biomeccanica sportiva
ERRORI CASUALI O STATISTICI
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68 Pag. 60
Biomeccanica sportiva
ERRORE TOTALE
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68 Pag. 61
Biomeccanica sportiva
PRECISIONE ED ACCURATEZZA
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68 Pag. 62
Biomeccanica sportiva
PRECISIONE ED ACCURATEZZA
ERRORE CASUALE
(PRECISIONE)
ERRORE SISTEMATICO
(ACCURATEZZA)
IMPRECISO ed
INACCURATO
ELEVATO (+) ELEVATO (+)
IMPRECISO ed
ACCURATO
ELEVATO (+) BASSO (-)
PRECISO ed
INACCURATO
BASSO (-) ELEVATO (+)
PRECISO ed
ACCURATO
BASSO (-) BASSO (-)
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68 Pag. 63
Biomeccanica sportiva
STIMA DI PRECISIONE ED ACCURATEZZA
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68 Pag. 64
Biomeccanica sportiva
STIMA DI PRECISIONE ED ACCURATEZZA
esempio
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68 Pag. 65
Biomeccanica sportiva
STIMA DI PRECISIONE ED ACCURATEZZA
esempio
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68 66
Un po’ di fisica...
Biomeccanica sportiva
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68 Pag. 67
Principi della dinamica(Newton)
In assenza di forze, un "corpo" in quiete resta
in quiete, e un corpo che si muova a velocità
rettilinea e uniforme continua così
indefinitamente.
1.
1° PRINCIPIO
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68 Pag. 68
Principi della dinamica(Newton)
Quando una forza è applicata a un oggetto, esso accelera. L'accelerazione a è nella
direzione della forza ed è proporzionale alla sua grandezza, ed è inversamente
proporzionale alla massa dell'oggetto. Con le opportune unità:
a = F/mo, come si trova in genere nei libri di testo
F = m a
Più accuratamente, bisognerebbe scrivere
F = ma
dove sia F che a sono vettori con la stessa direzione (indicati qui in grassetto).
Tuttavia, quando si considera una singola direzione, si può anche usare la forma più
semplice.
2° PRINCIPIO
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68 Pag. 69
Principi della dinamica(Newton)
"Il principio di azione e reazione", talvolta viene
espresso come: "Per ogni azione esiste una reazione
uguale e contraria". In modo più esplicito:
Le forze sono sempre prodotte a coppie, con uguale
grandezza e verso opposto. Se il corpo n.1 esercita
una forza F sul corpo n.2, allora il corpo n.2 eserciterà
sul corpo n.1 una forza di uguale grandezza e di verso
opposto.
3° PRINCIPIO
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68 Pag. 70
ACCELERAZIONE
a=𝒗𝒇− 𝒗𝒊
𝒕𝒇− 𝒕𝒊
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68 Pag. 71
ACCELERAZIONE
Un caso di studio …
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68
Il Ruolo della Scienza dello Sport e della
Ricerca nello sport di elite
contemporaneo
Graduale e continuo aumento della importanza della Scienza dello Sport nella
gestione e conduzione dei processi di formazione ed allenamento di atleti di alto
livello;
Graduale e continuo aumento degli apporti multi ed interdisciplinari nella
gestione e conduzione dei processi di formazione ed allenamento di atleti di alto
livello;
Biomeccanica sportiva
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68
Il Ruolo della Valutazione della
Performance nello sport di Elite
contemporaneo
Il maggior obiettivo del processo di allenamento è quello di aiutare consistentemente
gli atleti ad apprendere e consolidare le abilità motorie e sviluppare ed accrescere
le capacità motorie.
Le informazioni che sono fornite agli atleti sulla performance (comunemente
definite feedback) sono fra i fattori più importanti che influenzano l’apprendimento
e la successiva prestazione.
La possibilità di fornire queste informazioni di ritorno (feedback) fanno parte del
processo ciclico dell’allenamento sportivo, ponendo l’enfasi sulle fasi di
Osservazione, Analisi e Interpretazione.
Biomeccanica sportiva
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68 74
Performance
Osservazione
Analisi
Interpretazione
Programmazione
Allenamento
Il Ciclo dell’Allenamento
Si sottolinea l’importanza
delle fasi di osservazione,
di analisi e di
interpretazione
Biomeccanica sportiva
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68 75
• Arte o Scienza che permette di condurre un
atleta o un gruppo di atleti a gareggiare in
modo efficiente ed esperto. (Pieron, 1983)
Coaching (Allenamento)
Nella lingua Inuit
esistono 14 parole per
descrivere la neve…
Biomeccanica sportiva
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68 76
Il concetto di Allenamento
COACHING: conduzione
esperta dei processi di
apprendimento complessi
negli sport situazionali
TRAINING: conduzione
esperta dei processi di
addestramento tecnico-
fisici
CONDITIONING:
conduzione esperta dei
processi di allenamento
fisiologico-condizionali
Biomeccanica sportiva
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68
Rapporto fra Valutazione della
Prestazione (Match Analysis) e Processo
Pedagogico di Allenamento
77
1. Fornire profili individuali di prestazione per ogni singolo atleta
2. Definire punti di forza e di debolezza per ogni singolo atleta
3. Fornire, tramite l’informazione oggettiva, uno stimolo alla
motivazione a migliorare
4. Valutare oggettivamente l’efficacia di specifici metodi o mezzi
di allenamento
5. Valutare oggettivamente l’efficacia di altri interventi, connessi
all’allenamento (nutrizione, supporto psicologico,ecc.)
6. Monitorare i progressi durante le fasi di riabilitazione e/o di ri-
atletizzazione in atleti infortunati
7. Identificare le reali capacità di prestazione individuale in
comparazione a modelli di prestazione di riferimento
Perché valutare la Performance
Biomeccanica sportiva
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68
Rapporto fra Valutazione della
Prestazione (Match Analysis) e Processo
Pedagogico di Allenamento
78
8. Monitorare lo stato di salute generale di un atleta
9. Contribuire alla identificazione del Talento Sportivo
10.Tentare di definire i quadri di riferimento entro cui agire in
senso metodologico, in relazione a vari e diversi gruppi di atleti
(genere, età, livello di qualificazione, ecc.)
11.Monitorare e valutare i progressi dei giovani talenti
12.Poter inserire gli atleti nei giusti gruppi di allenamento
13.Monitorare anno per anno l’andamento della performance (data
base training)
14.Permettere ipotesi sugli sviluppi futuri della disciplina
15.Fornire dati utili per la ricerca scientifica applicata.
Perché valutare la Performance
Biomeccanica sportiva
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68
Come le nuove tecnologie hanno
influenzato i processi di valutazione nello
sportIn senso generale il successo ai massimi livelli dello sport richiede
una motivazione ed una determinazione massima in ogni aspetto
della prestazione e l’informazione derivata dalle nuove tecnologie
può essere una risorsa chiave sia in senso strategico (analisi off-
line) che in chiave tattica (analisi on-line).
La tecnologia applicata allo sport sta giocando una parte molto
importante nello sport moderno, sia per quanto attiene alla pratica
dell’allenamento quotidiano che nella gestione delle gare stesse,
ponendo alla ribalta la necessaria formazione di personale
specializzato in questo senso.
Biomeccanica sportiva
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68
Rapporto fra Valutazione della
Prestazione (Match Analysis) e Processo
Pedagogico di Allenamento
80
La Biomeccanica SportivaLa biomeccanica è l'applicazione
dei principi della fisica (in
particolare della meccanica) agli
organismi viventi.
In particolare, la biomeccanica
analizza il comportamento delle
strutture fisiologiche quando
sono sottoposte a sollecitazioni
statiche o dinamiche.
Biomeccanica sportiva
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68
Rapporto fra Valutazione della
Prestazione (Match Analysis) e Processo
Pedagogico di Allenamento
81
La Biomeccanica Sportiva
• Biomeccanica Qualitativa
• Biomeccanica Quantitativa
Biomeccanica sportiva
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68
Analisi Biomeccaniche
QUALITATIVA QUANTITATIVA
Quanti-Qualitativa
Giudizio critico su un aspetto
del movimento – Osservazione
Sistematica
Prevede misure della
performance sempre più precise
Biomeccanica sportiva
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68
Rapporto fra Valutazione della
Prestazione (Match Analysis) e Processo
Pedagogico di Allenamento
83
La Biomeccanica Qualitativa
“ L’osservazione sistematica ed il giudizio tecnicodella qualità del movimento umano al fine dipoter effettuare l’intervento correttivo piùappropriato.”
Knudson e Morrison (2002)
Biomeccanica sportiva
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68
LA MATCH ANALYSISLa Match Analysis è una branca della Pedagogia Sportiva e delle Scienze Motorie a cui concorrono, a varia estensione e profondità, diverse discipline scientifiche, atte a descrivere, classificare, spiegare ed eventualmente predire (su basi probabilistiche) alcune delle situazioni più significative che possono essere colte in occasione di incontri o gare.
Tale attività interviene, con diverse finalità, a regolare in parte la relazione pedagogica esistente fra l’Allenatore/Staff Tecnico ed Atleta e/o Atleti componenti una squadra (Ruscello, 2008)
Biomeccanica sportiva
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68
La Match Analisi
Definizione del profilo
fisiologico funzionale atleta
Valutazione dei comportamenti
tattico-strategici
Definizione di modelli tecnici
più efficaci
I
II
III
Analisi biomeccaniche
delle tecniche portate
in gara
analisi della prestazione di gara
Analisi “comportamentale” delle condotte di gara
Biomeccanica sportiva
il fisiologico-condizionale(Match Analisi di 1° livello) – Preparatore Fisico
il tecnico-biomeccanico(Match Analisi di 2° livello) – Istruttore Tecnico
il tattico-strategico(Match Analisi di 3° livello) - Coach
(Sacripanti, mod. Ruscello (2009)
86
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68
Match analisi nella preparazione pre-gara (off-line).
Match analisi della prestazione durante la gara
(on-line).
Match analisi della prestazione dopo la gara (off-line)
La Match Analisi: i momenti
di applicazione
Biomeccanica sportiva
Gli Strumenti di Valutazione nei Team Sportsprotocolli principali per gli sport di squadra (Università di Roma “Tor Vergata”)
Fisiologica BiomeccanicaQualitativa Descrittiva
(controllo allenamento/gara e stato condizione psico-fisica)
Neuromuscolare
Metabolica
Analisi del
Movimento (Tecnica)
Posturale
Cinematica / Dinamica
(Motion Analysis,
Temporal Patterns)
Session-RPE (sensazione
soggettiva sforzo)
POMS (umore, stato di
affaticamento, etc.)
TAIS (attenzione, rapporti
interpersonali)
Comportamenti tecnico -tattici
(video-match analysis; notationalanalysis, database training; data
mining; analisi strategie di osservazione, “scanning”)
Test di Bosco (vari indici)
Curva Forza Velocità
Rapidità
(quickness test)
Agilità (COD)
VO2max
Test di Mader (curva
lattato)
Yo-Yo Test
RSA, sprint test, ecc.
Sistema Dartfish;
Vicon; Smart
Analisi
Baropodometrica,
pedana di forza,
sistema delos:
equilibrio
Sistema GPS
(accelerazione,
spazio, ecc.)
NAC, Utilius,
Sportscode,
Gamebreaker;
Classification
Tree, ecc.
Match Analysis:QuantitativaQualitativa
Quali-QuantitativaD’Ottavio, 2010,
mod. Ruscello-Beccarini
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68 89
L’OSSERVAZIONE SISTEMATICA
• L’osservazione sistematica permette a personale adeguatamente formato, che segua linee guida stabilite e precise procedure, di osservare, registrare ed analizzare le interazioni esistenti in un evento, con la sicurezza (probabilità significativa) che altri che stiano osservando la stessa sequenza di eventi possano concordare con i dati raccolti dal primo osservatore, seguendo le stesse linee guida e le stesse procedure.
Biomeccanica sportiva
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68
ALCUNE MODALITÀ DI OSSERVAZIONE…
• La registrazione degli eventi (event recording) (registrare un evento predefinito ogni volta che si manifesta)
• Il campionamento del tempo (time sampling) (verificare se un evento si manifesta al termine di un tempo prestabilito)
• Interval recording (verificare se un evento si manifesta durante
un tempo prestabilito)
• Duration recording (cronometraggio di eventi) (cronometrare la durata di un evento predefinito ogni volta che si manifesta)
Biomeccanica sportiva
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68
I programmi di analisi video
Grazie alla disponibilità sempre più vasta di tecnologia a “basso costo” , che
riguarda essenzialmente il mondo della Information Technology (IT) e delle
apparecchiature di video ripresa digitale, vi è stato negli ultimi anni un
proliferare di software di video analisi dedicati al mondo dello sport.
Si è passati quindi molto velocemente dalle analisi “carta e penna” dei vecchi
studi “notazionali (notational analysis) ad una sempre più diffusa pratica
della acquisizione integrale di registrazioni video della performance, che
vengono poi elaborate in un secondo tempo (off-line) o addirittura durante lo
svolgimento della gara stessa (on-line).
Biomeccanica sportiva
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68
I programmi di analisi video
Sono quindi stati progettati e messi a disposizione, sia a livello commerciale
che open-source (gratuitamente) diversi software che possono davvero
soddisfare le più diverse richieste di analisi della prestazione.
Fra i prodotti commerciali più famosi abbiamo il sistema Dartfish,
(http://www.dartfish.com), o sistemi gratuiti come il Kinovea
(http://www.kinovea.org/) o il Longomatch (http://longomatch.org/).
Di seguito una veloce panoramica di alcuni software.
Biomeccanica sportiva
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68
Analisi, presentazione, interpretazione ed
applicazione dei dati
Software
P.A.
Assistenza Tecnica
Facilità d’uso
Controllo di Qualità
Aggiornamenti
Produttività
Trattamento dei Dati
Specifiche della
Performance
Costo
Schema sintetico dei
fattori principali da
tenere in
considerazione
nell’acquisizione di
software di
performance analisi
Biomeccanica sportiva
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68
Il sistema DARTFISH
Il software DARTFISH offre strumenti video avanzati per
ottimizzare i programmi di allenamento e di valutazione delle
prestazioni sportive. Il sistema può essere utilizzato sia durante
gli allenamenti (on-line) sia in seguito (off-line), quando il
tempo lo consenta, per un'analisi dettagliata delle prestazioni.
Biomeccanica sportiva
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68
Il sistema DARTFISH
Durante gli allenamenti o le prestazioni
• Il modulo Nell'azione di DARTFISH consente di offrire agli atleti
un riscontro visivo istantaneo. Tale riscontro va a completare le
tecniche di allenamento e consente di trarre vantaggio dalla memoria
propriocettiva (muscolare) di atleti e studenti.
• Grazie a una vasta gamma di modalità di riproduzione
personalizzabili, il video può essere integrato come strumento
essenziale nelle attività quotidiane con gli atleti.
Biomeccanica sportiva
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68
Il sistema DARTFISH
• Dopo gli allenamenti o le prestazioni
•
• Il set di funzionalità di analisi video DARTFISH consente di creare
nuove prospettive e viste innovative delle prestazioni degli atleti.
•
• È possibile visualizzare e confrontare le prestazioni in modo nuovo,
evidenziando le aree che richiedono miglioramenti.
•
• È possibile arricchire i video con un testo, un disegno e creare
un'analisi.
•
• Il sistema di gestione dei video clip di DARTFISH consente di gestire
tutti i video degli allenamenti in modo semplice ed efficiente.
Biomeccanica sportiva
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68
Utilizzo del sistema DartFish:
Etichettaggio
Biomeccanica sportiva
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68
Utilizzo del sistema DARTFISH:
Modulo Analisi
Biomeccanica sportiva
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68
Utilizzo del sistema DARTFISH:
SimulCam
SimulCam consente a
due atleti (o lo stesso
atleta) praticamente di
"competere" l'uno con
l'altro, quando in realtà le
loro performance hanno
avuto luogo in tempi
diversi .
Biomeccanica sportiva
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68
Il sistema Kinovea
Biomeccanica sportiva
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68
Il sistema Kinovea
Biomeccanica sportiva
Anno Accademico 2016 - 2017LM 68 Pag. 102
Vedi il manuale d’uso allegato o vai su www.kinovea.org
Biomeccanica sportiva