연구의 필요성

기계체조 도마 연기에 대한 점수는 D(난도, difficulty)점수와 E(실행, execution)점수로 구분되어 채점되며, 이를 합하여 최종점수로 평가한다. 도마 종목은 기계체조 종목 중에서 가장 빠른 시간에 연기가 수행되는 특성이 있어 기술에 대한 정확성과 빠른 판단력이 요구되며, 연기 내용에 대한 점수인 D점수를 높이는 것이 경기의 승패를 좌우하는데 결정적 역할을 한다(Park & Song, 2015).

런던올림픽 이후 2013년 국제체조연맹(FIG: Federation of International Gymnastics)에서는 도마 종목의 난도점수를 타 종목과의 형평성을 고려하여 각각의 기술에 대한 난도점수를 1.0점씩 하향 조정하였다. 이에 따라 양학선 선수가 런던올림픽에서 수행하였던 1차시기 도약인 ʻYANG Hak Seonʼ 기술은 7.4점에서 6.4점으로, 2차시기 도약인 ʻLopezʼ 기술은 7.0점에서 6.0점으로 각각 하향 조정되었다(Park & Song, 2015). 반면 가장 강력한 경쟁선수인 북한의 리세광 선수의 ʻRi Se Gwangʼ 기술과 ʻRi Se Gwang 2’ 기술은 모두 6.4점으로 책정됨으로서 리세광 선수가 구사하는 기술이 양학선 선수가 구사하는 기술에 비해 0.4점 앞서는 것으로 나타났다.

도마 경기는 서로 다른 유형의 두 가지 기술을 연기해야만 하는데 리세광 선수가 두 번째 도약으로 실시하는 Ri Se Gwang 기술은 도마 손 짚고 옆 돌아 몸 굽혀 뒤 공중 두 바퀴 돌며 1회전 비틀기(Double Tsukahara tucked with 1/1 turn) 동작이며, 난도점수가 6.4점으로써 현존하는 최고의 기술이다.

Ri Se Gwang 기술을 수행함에 있어서 몸 굽혀 뒤 공중 두 바퀴 도는 동작은 좌·우축을 기준으로 회전하는 기술이며, 도마를 측면으로 손 짚고 뛰어넘기 때문에 좌우 흔들림에 의한 불안정한 도약이 유발될 수 있지만 도마를 보면서 착지하기 때문에 도마를 등지고 착지하는 동작에 비해 착지의 안정성에는 다소 유리하다는 장점이 있다.

또한 Ri Se Gwang 기술과 함께 최고 난도로 꼽히고 있는 YANG Hak Seon 기술이 제 2비약 국면에서 몸 펴 한 바퀴를 회전하는데 비해 Ri Se Gwang 기술은 제 2비약 국면에서 뒤 공중 두 바퀴를 돌기 때문에 웅대하고 역동적인 특성이 나타나지만 무리하게 공중 2회전을 돌아야하기 때문에 회전 중 다리가 많이 벌어져서 감점이 크게 발생하는 단점도 내포하고 있다.

Ri Se Gwang 기술은 최근 2015년 10월 글라스고우세계선수권대회 도마 결승경기에서 미국의 위튼버그 선수와 러시아의 아블리아진 선수에 의해 시도되어 점차 일반화되고 있는 실정이다. 위튼버그 선수와 아블리아진 선수 그리고 리세광 선수는 모두 신체가 아담하고 근육질의 몸매를 소유하고 있다. 이처럼 리세광 기술의 성패는 제 2비약의 공중회전운동에 최적화된 왜소한 신체적 특징과 파워풀한 근력이 크게 영향을 미치는 것으로 보인다.

따라서 우리나라에서 제 2의 양학선 선수 양성을 위해서는 리세광 선수가 개발한 Ri Se Gwang 기술의 운동특성을 분석하여 기초자료를 구축한 후 파워 넘치고 공중 회전속도 강화에 긍정적인 신체조건을 갖춘 선수를 발굴하여 Ri Se Gwang 기술 습득을 위한 기본 기술부터 적용할 필요가 있다.

이에 본 연구는 지난 2014 인천아시아경기대회 도마경기에서 연기한 리세광 선수의 Ri Se Gwang 기술의 운동특성을 분석하여 기초자료를 구축함으로써 선수들의 훈련에 활용할 수 있는 정량적 자료를 제공하는데 목적을 두었다.

연구대상

이 연구의 대상은 리세광(북한) 선수이며, 신체적 특성은 신장 153 cm, 체중 52 kg, 나이 30세, 선수 경력 23년으로 2015 글라스고우 세계선수권대회 도마 금메달(1위)의 경력을 가지고 있다.

실험절차

이 실험을 위해 공간좌표계 설정을 위한 통제점 틀(control objects)과 고속카메라(Sony NEX-FS 700, JPN) 5대를 설치하였다. 촬영 도구 배치는 <Fig. 1>에서 보는 바와 같이 조주로(cam 1, 2), 구름판 측면(cam 3), 도마 정면기준으로 좌우측(cam 4, 5) 관중석에 카메라를 설치한 후 전역좌표계를 형성하기 위해 Visol의 control point를 이용하여 1×1×3 m, 1×1×4 m의 직육면체 조형물(통제점 틀) 각각 2개를 설치한 후 약 5초간 촬영하였다. 또한 착지 동작까지 분석하기 위하여 도마 우측에 위치한 1×1×4 m 통제점 틀을 도마 좌측에 위치한 통제점 틀의 1.5 m 좌측으로 옮긴 후 5초 간 촬영 후 제거하였다. 캘리브래이션 작업은 5대의 카메라에서 촬영한 두 개의 통제점 틀 영상을 하나의 영상으로 합성한 후 DLT(direct linear transformation) 방식에 의하여 공간좌표계를 형성하였다.

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Fig. 1.

Layout of camera/control point installation of incheon Asian Games final vault

이때 카메라의 촬영 속도는 120Hz, 셔터 스피드는 1/500초로 촬영하였다.

이벤트 및 국면 정의

이 연구에서 Ri Se Gwang 기술 동작분석을 수행하기 위해 이벤트와 분석구간은 Park & Song(2015)연구에 따라 <Fig. 2>와 같이 정하였다.

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Fig. 2.

Events and phases of Ri Se Gwang motion

분석요인

이 연구의 분석요인은 Takei et al.(1996), Takei(2007)와 Lee et al.(2006), Park & Song(2015)의 선행연구를 근거로 구간별 소요시간, 신체중심의 속도 변화, 신체중심과 주요 분절의 각도<Fig. 3>로 정하였다.

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Fig. 3.

Angles definition(Park & Song, 2015)

자료 처리

공간좌표계 형성을 위한 캘리브래이션 작업은 통제점 틀 영상을 하나의 영상으로 합성한 DLT(direct linear trans formation) 방식을 사용하였다. 이 때 축 정의는 좌·우 방향을 X축, 운동 진행 방향인 전·후 방향을 Y축, 상·하 방향을 Z축으로 정의하였다. 운동학적 분석을 위하여 Kwon 3D 3.1(Kwon, 2002)을 활용하여 디지타이징(digitizing) 후, 획득된 원 자료는 2차 저역통과필터(Butterworth second order lowpass filter)를 사용하여 평활하였고(smoothing), 차단 주파수(cut-off frequency)는 10 Hz로 설정하여 위치좌표를 산출하였다(Park & Song, 2012).

소요 시간

각 국면별 소요시간을 나타낸 것은 <Table 1>과 같다.

신체중심의 소요시간을 살펴보면, 도마 연기의 주요국면에 해당하며 공중 회전운동량을 늘리는데 결정적 영향을 미치는 제 2비약(PoF) 국면에서 1.07초가 나타났으며, 발구름(BC) 국면에서 0.1초, 제 1비약(PrF) 국면에서 0.05초, 도마 손 짚기(VC) 국면에서 0.22초가 나타났다. 또한 양손이 도마에 접촉하는 시간차(HcT)는 0.07초이며, 양손이 도마에서 이륙하는 시간차(HoT)는 0.03초로 나타났다.

이상의 결과에 의하면, 기술의 난도점수를 결정짓는데 중요한 영향을 미치는 제 2비약의 공중회전 국면(PoF)에서 Ri Se Gwang 동작의 체공시간은 Yeo 동작의 1.06초와 YANG Hak Seon 2 동작의 1.06초와 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 발구름 국면(BC)에서 Ri Se Gwang 동작의 소요시간은 Yeo 동작의 0.07초보다는 짧고 YANG Hak Seon 2 동작의 1.11초와는 유사한 것으로 나타났다. 제 1비약 국면(PrF)에서 Ri Se Gwang 동작의 체공시간은 Yeo 동작의 0.11초와 YANG Hak Seon 2 동작의 0.07초보다 짧게 나타났다. 도마 손 짚기 국면(VC)에서 Ri Se Gwang 동작의 소요시간은 Yeo 동작의 0.16초와 YANG Hak Seon 2 동작의 0.19초보다 매우 길게 나타났다. 또한 도마에 손을 짚는 양손의 시간차(VcT)는 Ri Se Gwang 동작이 YANG Hak Seon 2 동작의 0.05초에 비해 다소 긴 것으로 나타났다.

위치 변화

신체중심의 위치 변화

이 연구에서 좌표계의 기준점은 발구름 시 신체중심선의 하단 마룻바닥의 위치로 설정하였다. 신체중심의 위치변화를 나타낸 것은 <Table 2>과 <Fig. 4>와 같다.

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Fig. 4.

Changes of COM

신체중심의 위치 변화를 살펴보면, 수평위치(Ho)는 PrF 국면에서 0.24 m, PoF 국면에서 3.21 m로 나타났으며, 수평위치(Ve)는 BTO 시 0.63 m, VTD 시 0.87 m, VTO 시 1.65 m, Peak 시 2.65 m, 그리고 LD 시 4.86 m로 나타났다. 또한 수평위치는 PrF 국면에서 0.21 m, PoF 국면에서 1.64 m로 나타났으며, 수직위치는 BTD 시 0.87 m, BTO 시 1.12 m, VTD 시 1.33 m, VTO 시 2.20 m, Peak 시 2.91 m, 그리고 LD 시 0.56 m로 나타났다.

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Table 2.

(unit: m)

Ph		BTD	BTO	VTD	VTO	Peak	LD	Displacement
Motion								PrF	PoF
Ri Se Gwang	Ho	0.00	0.63	0.87	1.65	2.65	4.86	0.24	3.21
	Ve	0.87	1.12	1.33	2.20	2.91	0.56	0.21	1.64
YANG 2	Ho	0.00	0.75	1.16	1.92	3.22	5.59	0.41	3.67
	Ve	0.96	1.16	1.45	2.21	3.06	0.77	×	×
Yeo	Ho	×	×	×	×	×	6.03	×	3.02
	Ve	×	×	×	×	×	×	×	×

YANG Hak Seon 2(YANG 2), Yeo data were extracted from Park & Song(2015), Yeo(2003).

이상의 결과에 의하면, 신체중심의 수평위치에서 Ri Se Gwang 동작은 Yeo 동작의 LD 시 6.03 m, YANG Hak Seon 2 동작의 LD 시 5.59 m, BTO 시 0.63 m, VTO 시 1.65 m, 그리고 PoF 국면의 3.21 m라는 결과에 비해 전체적으로 짧은 수평이동거리를 나타냈다. 또한 신체중심의 수평위치에서 제 2비약의 최고 높이가 Ri Se Gwang 동작은 Yeo 동작의 3.02 m와 YANG Hak Seon 2 동작의 3.06 m보다 낮게 나타났으며, VTD은 YANG Hak Seon 2 동작의 1.45 m보다 낮았으나 VTO는 YANG Hak Seon 2 동작의 2.21 m와 거의 유사하게 나타났다.

속도 변화

신체중심의 속도변화를 나타낸 것은 <Table 5>과 <Fig. 5>와 같다.

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Fig. 5.

Velocity of COM

신체중심의 속도변화를 살펴보면, PoF 국면의 평균 수평속도는 3.00 m/s, PoF 국면의 하강 시 평균 수평속도는 2.88 m/s로 나타났으며, 각 단계별 수평속도는 BTD 시 7.67 m/s, BTO 시 5.18 m/s, VTD 시 4.69 m/s, VTO 시 2.73 m/s, 그리고 LD 시 1.81 m/s로 나타났다.

또한 PoF 국면의 평균 수직속도는 –1.49 m/s, PoF 국면의 하강 시 평균 수직속도는 –3.02 m/s로 나타났으며, 각 단계별 수직속도는 BTD 시 0.46 m/s, BTO 시 4.08 m/s, VTD 시 4.07 m/s, VTO 시 3.87 m/s, 그리고 LD 시 –1.32 m/s로 나타났다.

이상의 결과에 의하면, Ri Se Gwang 동작은 제 2비약의 도약을 결정하는 VTO 시 수평속도는 Yeo 동작의 3.72 m/s, YANG Hak Seon 2 동작의 2.82 m/s보다 다소 느린 것으로 나타났으며, 수직속도는 Yeo 동작의 3.98 m/s, YANG Hak Seon 2 동작의 4.09 m/s보다 다소 느린 것으로 나타났다. 또한 Ri Se Gwang 동작은 구름판에 접근하는 BTD 시 수평속도는 Yeo 동작의 7.82 m/s, YANG Hak Seon 2 동작의 8.60 m/s보다 다소 느렸으며, 구름판을 이륙하는 BTO 시 수직속도는 Yeo 동작의 3.93 m/s, YANG Hak Seon 2 동작의 4.01 m/s보다 빠르게 나타났다. 도마에 접근하는 VTD 시 Ri Se Gwang 동작은 수평속도가 Yeo 동작의 5.22 m/s, YANG Hak Seon 2 동작의 5.56 m/s보다 다소 느렸으며, 수직속도는 Yeo 동작의 3.80 m/s, YANG Hak Seon 2 동작의 3.64 m/s보다 빠르게 나타났다. 한편 제 2비약의 체공동안 수평이동 속도는 YANG Hak Seon 2 동작의 3.45 m/s보다 다소 느린 것으로 나타났다.

각도 변화

주요관절의 각도변화

신체 주요관절(고관절, 슬관절, 견관절)의 각도변화를 나타낸 것은 <Table 6>과 <Fig. 6>과 같다.

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Table 6.

(unit: deg)

Ev			BTD	BTO	VTD	VTO	Peak	LD
Angle/Motion
Hip	Ri Se Gwang		116	163	187	201	113	74
	YANG 2		113	153	157	153	169	146
	Yeo		105	140	165	154	×	×
Knee	Ri Se Gwang		152	172	173	129	95	92
	YANG 2		159	170	174	173	173	102
	Yeo		146	166	138	167	×	×
Shoulder	Ri Se Gwang	L	74	91	82	112	24	34
		R	64	120	133	121	36	32
	YANG 2	L	107	121	107	103	25	96
		R	100	118	106	116	55	58
	Yeo	L	114	122	81	146	×	×
		R	108	125	148	144	×	×

YANG Hak Seon 2(YANG 2), Yeo data were extracted from Park & Song(2015), Yeo(2003).

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Fig. 6.

Change in joint angles

신체 주요관절의 각도변화를 살펴보면, BTD 시 고관절각은 116도, 슬관절각은 152도, 왼쪽 견관절각은 74도, 그리고 오른쪽 견관절각은 64도로 나타났고, BTO 시 고관절각은 163도, 슬관절각은 172도, 왼쪽 견관절각은 91도, 그리고 오른쪽 견관절각은 120도로 나타났으며, VTD 시 고관절각은 187도, 슬관절각은 173도, 왼쪽 견관절각은 82도, 그리고 오른쪽 견관절각은 133도로 나타났다. 또한 BTO 시 고관절각은 201도, 슬관절각은 129도, 왼쪽 견관절각은 112도, 그리고 오른쪽 견관절각은 121도로 나타났고, Peak 시 고관절각은 113도, 슬관절각은 95도, 왼쪽 견관절각은 24도, 그리고 오른쪽 견관절각은 36도로 나타났으며, LD 시 고관절각은 74도, 슬관절각은 92도, 왼쪽 견관절각은 34도, 그리고 오른쪽 견관절각은 32도로 나타났다.

이상의 결과에 의하면, Ri Se Gwang 동작은 제 2비약의 도약을 결정하는 VTO 시 고관절각은 Yeo 동작의 154도, YANG Hak Seon 2 동작의 153도에 비해 매우 크게 나타났고, 슬관절각은 Yeo 동작의 167도와 YANG Hak Seon 2 동작의 173도에 비해 매우 작게 나타났다. 오른쪽 견관절각은 Yeo 동작의 143도보다 작았으나, YANG Hak Seon 2 동작의 116도에 비해 다소 큰 것으로 나타났다. 또한 Ri Se Gwang 동작은 구름판에 접근하는 BTD 시 고관절각은 Yeo 동작의 105도, YANG Hak Seon 2 동작의 113도보다 다소 크게 나타났다.

구름판을 이륙하는 BTO 시 왼쪽 견관절각(Yeo 동작의 122도, YANG Hak Seon 2 동작의 121도)과 오른쪽 견관절각(Yeo 동작의 124도, YANG Hak Seon 2 동작의 118도) 모두 선행연구 동작보다 작게 나타났다. 한편 Ri Se Gwang 동작은 VTD 시 오른쪽 견관절의 도마 지지각은 Yeo 동작의 147도보다 작았으나 YANG Hak Seon 2 동작의 106도보다 크게 나타났다.

구름판과 도마의 지지각 및 착지각 변화

구름판, 도마 지지각과 착지각의 각도변화를 나타낸 것은 <Table 7>과 <Fig. 7>과 같다.

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Table 7.

(unit: deg.)

Event	Board TD		Vault TO		Landing
Motion	BTD	BTO	VTD	VTO
Ri Se Gwang	62	111	9	79	80
YANG 2	63	115	24	74	65
Yeo	76	115	9	87	×

YANG Hak Seon 2(YANG 2), Yeo data were extracted from Park & Song(2015), Yeo(2003).

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Fig. 7.

Touch-down and take-off angle of board and horse, Landing angle of Ri Se Gwang motion

구름판, 도마 지지각과 착지각의 각도변화를 살펴보면, 구름판 지지각은 BTD 시 62도, BTO 시 111도로 나타났고, 도마 지지각은 VTD 시 9도, VTO 시 79도로 나타났으며, 착지각은 80도로 나타났다.

이상의 결과에 의하면, Ri Se Gwang 동작은 BTD 시 구름판 지지각은 Yeo 동작의 76도보다는 작고 YANG Hak Seon 2 동작의 63도와 유사하게 나타났으며, BTO 시 구름판 지지각은 Yeo 동작의 115도와 YANG Hak Seon 2 동작의 115도보다 다소 작은 것으로 나타났다.

또한 Ri Se Gwang 동작은 VTD 시 도마 지지각은 Yeo 동작의 9도와 동일하고 YANG Hak Seon 2 동작의 24도보다는 작게 나타났으며, VTO 시 도마 지지각은 Yeo 동작의 87도보다는 작고 YANG Hak Seon 2 동작의 74보다 다소 큰 것으로 나타났다.

회전각 및 비틀기각 변화

대퇴회전각과 동체회전각 및 동체 비틀기각의 각도변화를 나타낸 것은 <Table 8>와 <Fig. 8>과 같다.

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Table 8.

(unit: deg.)

Ev		BTD	BTO	VTD	VTO	Peak	LD
angle
Thigh Ra	Ri Se Gwang	52	111	136	270	425	1202
	YANG 2	46	115	167	263	465	762
Trunk Ra	Ri Se Gwang	116	141	166	284	493	1096
	YANG 2	113	141	174	256	475	796
Trunk Ta	Ri Se Gwang	2	-33	-54	-130	-3	178
	YANG 2	-5	-30	-49	-77	203	1056

YANG Hak Seon 2(YANG 2), Yeo data were extracted from Park & Song(2015).

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Fig. 8.

Rotation and Twist angle

대퇴회전각과 동체회전각 및 동체 비틀기각의 각도변화를 살펴보면, 대퇴회전각은 BTD 시 52도, BTO 시 111도, VTD 시 136도, VTO 시 270도, Peak 시 425도, 그리고 LD 시 1202도로 나타났다.

동체회전각은 BTD 시 116도, BTO 시 141도, VTD 시 166도, VTO 시 284도, Peak 시 493도, 그리고 LD 시 1096도로 나타났으며, 동체 비틀기각은 BTD 시 2도, BTO 시 -33도, VTD 시 -54도, VTO 시 -130도, Peak 시 -3도, 그리고 LD 시 178도로 나타났다.

이상의 결과에 의하면, VTD 시 Ri Se Gwang 동작의 대퇴와 동체회전각은 YANG Hak Seon 2 동작의 대퇴회전각(167도)과 동체회전각(174도)에 비해 작게 나타났으나 동체 비틀기각은 YANG Hak Seon 2 동작의 –49도에 비해 매우 크게 나타났다. Ri Se Gwang 동작의 동체 비틀기각은 HTO에서도 YANG Hak Seon 2 동작의 –77도에 비해 매우 큰 것으로 나타났다. 또한 Peak 시 Ri Se Gwang 동작의 동체회전각은 YANG Hak Seon 2 동작의 475도에 비해 다소 큰 것으로 나타났다.

각속도 변화

대퇴회전각과 동체회전각 및 동체 비틀기각의 각속도변화를 나타낸 것은 <Table 9>과 <Fig. 9>와 같다.

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Fig. 9.

Changes of Rotation and Twist angular velocity

대퇴회전각과 동체회전각 및 동체 비틀기각의 각속도변화를 살펴보면, 대퇴회전의 각속도는 BTD 시 444 deg./s, BTO 시 577 deg./s, VTD 시 438 deg./s, VTO 시 625 deg./s, Peak 시 642 deg./s, 그리고 LD 시 667 deg./s로 나타났으며, BC 국면에서 571 deg./s, PrF 국면에서 503 deg./s, HC 국면에서 612 deg./s로 나타났다. 또한 PoF 국면은 870 deg./s로 나타났으며, PoF 국면의 상승국면이 528 deg./s, 하강국면이 1004 deg./s를 나타냈다.

동체회전의 각속도는 BTD 시 120 deg./s, BTO 시 416 deg./s, VTD 시 571 deg./s, VTO 시 452 deg./s, Peak 시 804 deg./s, 그리고 LD 시 241 deg./s로 나타났으며, BC 국면에서 256 deg./s, PrF 국면에서 495 deg./s, HC 국면에서 545 deg./s로 나타났다. 또한 PoF 국면은 755 deg./s로 나타났으며, PoF 국면의 상승국면이 692 deg./s, 하강국면이 781 deg./s를 나타냈다.

동체 비틀기 각속도는 BTD 시 -187 deg./s, BTO 시 -453 deg./s, VTD 시 -392 deg./s, VTO 시 -116 deg./s, Peak 시 680 deg./s, 그리고 LD 시 61 deg./s로 나타났으며, BC 국면에서 -346 deg./s, PrF 국면에서 -426 deg./s, VC 국면에서 -342 deg./s로 나타났다. 또한 PoF 국면은 284 deg./s로 나타났으며, PoF 국면의 상승국면이 416 deg./s, 하강국면이 240 deg./s를 나타냈다.

이상의 결과에 의하면, VTD 시 Ri Se Gwang 동작은 대퇴회전속도가 YANG Hak Seon 2 동작의 656 deg./s보다 느렸으나 동체회전속도는 YANG Hak Seon 2 동작의 430 deg./s에 비해 빠르게 나타났으며, VTO 시 Ri Se Gwang 동작의 동체회전속도는 YANG Hak Seon 2 동작의 418 deg./s보다 빠르고 동체 비틀기각속도는 YANG Hak Seon 2 동작의 –219 deg./s보다 느린 것으로 나타났다.

한편 도마 손 짚기 국면(VC)에서 Ri Se Gwang 동작의 동체회전속도는 YANG Hak Seon 2 동작의 평균 425 deg./s보다 빠른 것으로 나타났으며, 제 2비약의 오르내릴 때 Ri Se Gwang 동작의 동체회전속도는 YANG Hak Seon 2 동작의 상승 시 695 deg./s와 하강 시 781 deg./s보다 모두 빠른 것으로 나타났다.