Anam Syaifuddin

NIM. 137805041

PPs UNESA S-2 Pendidikan Olahraga

Computer models offer new insights into the mechanics of rock climbing

(SHAWN D. RUSSELL1, CHRISTOPHER A. ZIRKER1, & SILVIA S. BLEMKER)

Pendahuluan

Panjat dinding merupakan gerakan yang membutuhkan dukungan tubuh bagian atas bawah,

berbeda dengan berjalan yang kebanyakan memerlukan dukungan tubuh bagian bawah saja.

Climbing memerlukan gerak yang siknifikan dalam bidang horizontal biasanya terkait dengan

berjalan kaki (Mclntyre, 1983).

Tujuan disini mengulas mendaki secara mekanik untuk menjelaskan metode baru untuk

pelatih yang akan membantu mengurangi beban selama mendaki, mengurangi kemungkinan cidera,

meningkatkan efisiensi mendaki mengurangi energy yang di butuhkan untuk memanjat,dan

memberikan pemahaman yang lebih baik dalam stategi pembelajaran motorik dan adaptasi fisik

pengembangan gerakan atipikal.

Menurut marino dan Kelly bahwa mendaki lereng dengan kemiringan 60°-120°(kira-kira 90°

secara vertical) meningkatkan presentase berat badan bagian atas dari 20% menjadi 40%. Pendaki

biasanya bertubuh kecil dengan kekuatan tinggi untuk rasio massa tubuh (Grant, Hyne, dkk, 1996).

Dalam tulisan ini dijelaskan tiga model pendakian dengan komputer yaitu:

1. Terbalik dinamika model yang dikembangkan untuk mengukur perbedaan kinematik, kinetic, dan

energy antara pemanjat berpengalaman dan tidak berpengalaman.

2. Model musculoskeletal digunakan untuk mengevaluasi bagaimana perbedaan kinematik, strategi

ini mempengaruhi kapasitas kekuatan otot.

3. Maju dinamis dikembangkan untuk menyelidiki tujuan energi yang berbeda strategi dalam

memanjat.

Metode

Ada 12 peserta dalam pengambilan data ini, dengan 7 pendaki

berpengalaman dan 5 pendaki tidak berpengalaman. Kelompok

berpengalaman terdiri dari 5 laki-laki dan 2 perempuan, sedangkan

yang tidak berpengalaman terdiri dari 2 laki-laki dan 3 perempuan.

Tempat tes adalah laboraterium analisis gerak dan kinerja motor di

Universitas Virginia. Data dikumpulkan menggunakan 6 kamera vicon gerak analisis system (Oxford

Metrik, Oxford, UK) pada kecepatan 120Hz dan dimodifikasi dengan manaruh penanda 35 di tubuh.

Model Dinamis

Untuk mengukur kinematika dan kinetika bersama climbing, 3D,

17 segmen, 16 sendi, pesertamodel spesifik telah dibuat untuk masing-

masing peserta dalam MSC.Adams, menggunakan plug-LifeMod di

(Biomechanics Research Group, San Clemente,CA , USA ) , dari data

antropometri individual (umur , berat badan , tinggi badan, dan jenis

kelamin ) . 17 Modelsegmen meliputi: kepala , leher , bagian atasbatang

tubuh , batang tubuh pusat, badan lebih rendah , lengan atas

( 2 ) ,lengan bawah ( 2 ) , tangan ( 2 ) , kaki bagian atas ( 2 ) , kaki bagian

bawah( 2 ) , dan kaki ( 2 ) ( Gambar 2 ) . Fisik segmen 'sifat didefinisikan

menggunakan Generator TubuhData ( Gebod ) database ( Cheng ,

Obergefell , & Rizer , 1994) . 16 sendi masing-masing ditetapkan

sebagaiball joint dengan tiga derajat kebebasan , namunsiku dan pergelangan tangan sendi yang

dikurangi menjadi dua sumbu dansendi lutut dikurangi menjadi hanya satu sumbu .Pengembangan

model ini di MSC.Adams lingkungan memfasilitasi penerapan eksternalPasukan ( wall kontak ) dari

dua sumber : ( 1 ) langsung penerapan kekuatan eksperimental diukur ( kekuatan piring ) dan ( 2 )

pemodelan prediktifk ekuatan kontak dinding . Kontak dinding , dari menangkap dan melepaskan

mendaki grip, juga dimodelkan dalamLingkungan MSC.Adams .

Jumlah pekerjaan , Wtot , adalah jumlah dari pekerjaan di luarWext , kerja yang dilakukan

untuk memindahkan sistem CoM , dan kerja internal Wint , kerja yang dilakukan untuk

memindahkan tubuh segmen tentang CoM ini :

Dimana ti adalah torsi pada sendi i, ui adalah sudut sendi i, Fj adalah kekuatan komposit

diaplikasikan pada dinding di j yang arah kardinal, dan Sj adalah CoM tubuh komposit perpindahan

dalam arah kardinal j. semua Data kerja mekanik yang disajikan dalam penelitian ini memiliki telah

dinormalisasi dengan massa pendaki dan vertikal jarak tempuh, J • (kg • m) 21.

Model Musculoskeletal

Model muskuloskeletal kedua adalah mirip dengan pertama dalam

derajat kebebasan dan dikembangkan dalam Lingkungan OpenSim. Model

gabungan meliputi 112 otot independen (54 di ekstremitas bawah dan 58

di atas ekstremitas). Data gerak diukur digunakan sebagai masukan untuk

simulasi kinematik terbalik, yang mengakibatkan dalam parameter otot

untuk setiap pola gerakan seperti output.

Yang menarik adalah panjang serat dari masing-masing otot

sebagai peserta melakukan pendakian mereka tugas. Panjang serat otot

secara langsung berkaitan dengan tulang kinematika, dan gaya maksimum yang dihasilkan oleh otot

adalah fungsi dari panjang serat (Zahalak &Motabarzadeh, 1997). Analisis ini memungkinkan

seseorang untuk menentukan bagaimana memilih kinematika pendakian mungkin mempengaruhi

jumlah kekuatan otot yang tersedia menjadi digunakan dalam pendakian dan jumlah kekuatan di

reserve. Hal ini memiliki implikasi yang jelas untuk cedera pencegahan, pelatihan, dan juga mungkin

memiliki implikasi pada efisiensi pembangkitan tenaga.

Forward dynamic model

Untuk meniru Model pendakian ke depan dinamis dibuat dalam

Adams / View. Aktuator (panah merah) dan sendi pada titik-titik kontak

(panah biru) akan ditampilkan (Colour online).

Skema merinci kinematika dari masing-masing gaya

pendakian selama pendakian langkah tunggal .

Model terdiri dari tujuh badan kaku dihubungkan oleh Revolute sendi . Tujuh mayat mewakili

kaki ,betis , paha , badan / kepala , humerus , lengan , dan tangan sedangkan sendi antara segmen

mewakili pergelangan kaki ,lutut , pinggul , bahu , siku , dan pergelangan tangan. masing-masing

segmen model adalah skala berdasarkan antropometri - peserta khusus, sedangkan massa dan lokasi

dari masing-masing segmen yang dipilih berdasarkan nilai normal dalam literature (musim dingin ,

1990) .Untuk model ini , dua disederhanakan ( bidang sagital saja) strategi positioning kinematik dan

CoM untuk fase kenaikan ( berdiri / menarik up ) dari pendakian dianalisis

( 1 ) Berpengalaman gaya : Siku diperpanjang , CoM lanjutdari dinding .

( 2 ) gaya berpengalaman : membungkuk Siku , CoM dekat dengan dinding .

Statistika

Tindakan berulang ANOVA dilakukan untuk menentukan perbedaan antara pendakian gaya . Untuk

mengukur perbedaan antara dilakukan tugas , dipasangkan t - tes Student ( dua sisi ) yang digunakan

Data dianggap signifikan untuk p , 0,05 .

Hasil

Umumnya kelompok berpengalaman pendaki digunakan strategi kinematik berbeda dari

berpengalamanpendaki . Pendaki berpengalaman dipertahankan postur dengan siku lebih luas dan

menekuk lutut. Umumnya pendaki berpengalaman menggunakan strategi kinematik berbeda

dengan yang tidak pengalaman, dengan mempertahankan sikap siku lebih lebar dan menekuk lutut.

Seperti ditunjukaan gambar dibawah ini.

Perbandingan dari langkah pendakian perwakilan, berpengalaman (biru tua) dan

berpengalaman (oranye) pendaki. Seperti ditunjukkan disamping, setiap pendaki melangkah dengan

kaki kiri diikuti oleh kanan, kemudian berdiri / berhenti diikuti dengan mencapai dengan kiri

kemudian tangan kanan.

Perbandingan dari langkah pendakian, berpengalaman hitam, dan tidak pengalaman orange,

seperti gambar diatas setiap pendaki melangkah dengan kaki kiri diukuti dengan kaki kanan,

kemudian berdiri /berhenti diikuti dengan mencapai tangan kiri kemudian tangan kanan.

Gambar Diatas menunjukan perbedaan kinematika berpengalaman (biru tua) dan tidak

berpengalaman (orange) yang lebih jelas ektrimitas atas. Perbedaan siku, lutut minimum, rata-rata

dan maksimum, sudut sendi yang akan ditampilkan gambar dibawah ini.

Analisis model musculoskeletal didemostrasikan

bahwa pola gerakan kinetik mengakibatkan

oerbedaan dalam rentang kegunaan otot selama

memanjat dinding antara yang pengalaman dengan

tidak pengalaman dan ditemukan relative efisiensi

masing-masing gaya pemanjat tergantung pada

banyak kerja.

Gambar disamping nilai minimum, rata-rata

dan maksimum panjang serat otot

berpengalaman (biru tua) tidak pengalaman

(orange).

Gambar disamping merupakan total

tenaga untuk inverse dynamic dan

dioptimalkan torsi bersamaan untuk

berpengalaman (biru tua) dan tidak

pengalaman (orange)dalam gaya

mendaki. Perhatikan bahwa

kebalikan dinamis Tmax gaya

pendakian tidak berpengalaman

mengurangi optimasi.

Solusi

Pendaki berpengalaman mulai mendekatkan pusat massa tubuh mere lebih dekat dengan

kepermukaan dinding, hal itu dapat menghemat tanaga yang akan dikeluarkan, namun menariknya

bahwa total kerja mekanik yang dilakukan untuk pendaki berpengalaman maupun tidak, tidak ada

perbedaan meskipun menggunakan pendekatan kinematik yang bervariasi terhadap kedua

kelompok.

Kesimpulan

Dalam tulisan ini dapat memberikan wawasan baru kedalam kompleksitas mendaki secara mekanik

dan energetika, yang tidak akan dicapai melalui experiments/observasi saja, sehingga juga dapat

meminimalkan terjadinya cidera.