Способ синхронизации ритмовой структуры технических действий теннисиста с ритмовой структурой траектории движения мяча - RU2602229C2

Чертежи

Описание

Изобретение относится к области спорта - к тренировочному процессу теннисистов, при формировании, совершенствовании и выполнении технических действий (ударов и перемещений).

Нет почти ни одного вида спорта, который не требовал бы умения точно оценивать промежутки времени, хорошо определять соотношение акцентов и пауз, составляющих ритмовую структуру выполняемого технического действия. В книге С. Геллерштейна «Чувство времени и скорость двигательной реакции», с особым акцентом подчеркивается роль чувства времени, скорости, темпа и ритма выполняемых движений: «В спорте, больше, чем где бы то ни было, все измеряется долями секунды. Борьба за доли секунды - отличительная черта спортивной жизни». Особенно нужно подчеркнуть роль чувства ритма для тех видов спорта, которые характеризуются ударными движениями по предметам, двигающимся в пространстве со скоростью, часто превышающей 200 км/ч, как в теннисе.

Техническим результатом изобретения является повышение точности синхронизации ритмовых структур технических действий теннисиста и траектории движения мяча, как один из важнейших аспектов высшего теннисного мастерства.

Точность синхронизации повышается за счет обеспечения теннисиста оперативной, задающей ритм выполняемого технического действия звуковой информацией, являющейся в то же время звуковым описанием ритмовой структуры траектории движения мяча.

Точность синхронизации также повышается за счет того, что одновременно со звуковыми сигналами теннисист получает тактильные сигналы.

Изобретение может быть использовано при тренировке любых ударов, но в данной работе будет проиллюстрировано на примере ударов с отскока.

Синхронизация ритмовых структур технических действий теннисиста и траектории движения мяча является результатом оптимального тайминга выполнения технических действий, то есть оптимального распределения во времени фаз технического действия относительно фаз траектории движения мяча.

Схема тайминга ударов с отскока (см. Фиг.5) является наиболее удачной и полной, по мнению авторов, но не является ограничивающей, а представлена для примера и для наглядности осуществления изобретения.

Нарабатывание оптимального тайминга выполнения ударов с отскока является неотъемлемой частью тренировок теннисистов. При соблюдении схемы тайминга (см. Фиг.5) вариант ошибки минимален, и наоборот, чем больше отклонение (как правило, это запаздывание со стороны теннисиста), тем вероятнее ошибка, особенно на высоких скоростях.

Ник Боллитьери в своей книге «Теннисная академия» пишет: «Лучшей аналогией для понимания тайминга движений теннисиста является танец». В чем авторы с ним полностью согласны.

Шамиль Тарпищев в своей книге «Самый долгий матч» пишет: «Музыка в ударе - это означает чувствовать ритм удара».

Если аналогией движений теннисиста является танец, то аналогией траектории движения мяча, в этом случае, является музыка.

Если подвести итог проведенным аналогиям, то профессиональную деятельность теннисиста на тренировке и в игре можно охарактеризовать как «Танец теннисиста, исполняемый под музыку траектории движения мяча».

До появления изобретения «музыка траектории движения мяча» носила исключительно абстрактный характер.

Для выполнения ударов в оптимальном тайминг-режиме очень важно чувство ритма, так как для того, чтобы синхронизация была идеальной, теннисист должен именно поймать ритм траектории движения мяча, так же, как это делают танцоры, когда танцуют под музыку. Любые отклонения от ритма отрицательно сказываются на качестве ударов. И именно танцы считаются лучшим способом тренировать чувство ритма. Они дают возможность понять и ощутить, каким образом происходит подчинение и/или синхронизация ритма собственных действий ритму какой-либо иной структуры. При танцах - это музыка, при технических действиях теннисиста - это, по мнению авторов, траектория движения мяча.

Из множества сенсорных систем человеческого организма особенно важной при построении темпо-ритмовой структуры выполняемого технического действия, считается слухо-моторная система. По мнению И.М. Сеченова, слух в сочетании с мышечными ощущениями в наибольшей степени подготовлен к анализу темпа и ритма.

П.Ф. Лесгафт считал, что знакомству со временем, с темпом и ритмом производимой деятельности, мы обязаны главным образом совершенствованию слухового аппарата. В образовании правильных представлений о времени и быстроте движений, в первую очередь, задействован орган слуха.

Американский пианист и композитор Э. Мак-Доуэлл констатирует, что «…последовательность звуковых стимулов вызывает параллельный аккомпанемент в форме сенсорных рефлексов, возникающих в той или иной части тела…».

Обычной практикой при попытках синхронизировать ритмовые структуры технических действий теннисиста и траектории движения мяча являются подсказки тренера типа: «Раньше! Давай! Не опаздывай!». Более продвинутым вариантом является просчитывание вслух, согласно схеме тайминга (на примере схемы тайминга (см. Фиг.5) это будет звучать как: «Раз, два, три-и, раз, два, три-и, раз…»). В обоих вариантах явно просматривается попытка активизировать слуховой аппарат теннисиста при восприятии ритмовой структуры траектории движения мяча. Второй вариант является более эффективным, потому что более информативен, чем первый. Но воспроизведение звуковых команд вслух очень сильно обусловлено человеческим фактором в плане точности передаваемой информации. Также авторы на личном опыте убедились, что это очень утомительно, и, естественно, отрицательно сказывается на точности синхронизации. Использование электронных устройств, при воспроизведении сигналов, позволяет свести к минимуму влияние человеческого фактора на качество и точность воспроизводимой и передаваемой теннисисту информации.

Благодаря изобретению «теннисная музыка», ассоциируемая с траекторией движения мяча, перестала носить абстрактный характер и приняла вид четкой последовательности звуковых сигналов, воспроизводимых согласно схеме тайминга, при помощи электронных устройств. Еще больший эффект достигается за счет того, что звуковые сигналы сопровождаются синхронными тактильными сигналами.

Исследования С. Брауна и Л. Парсонс в области нейрофизиологии танцев позволили им при помощи томографии обнаружить участок мозга, ответственный за синхронизацию собственных движений с ритмом музыки: «…Затем мы сравнили картины активности мозга, полученные во время танца под музыку, с томограммами, взятыми при выполнении испытуемыми движений танца в отсутствии музыки. Исключив участки мозга, активировавшиеся в обеих ситуациях, мы надеялись выявить области, необходимые для синхронизации движений с музыкой. Основное различие наблюдалось в той части мозжечка, которая получает вход от спинного мозга - в передней части червя. Несмотря на то, что данная область была задействована в обеих ситуациях, танцевальные движения, синхронизированные с музыкой, приводили к значительно более выраженному усилению кровотока в этой области, чем те же движения, но выполняемые испытуемыми в собственном ритме. Предварительные результаты подтверждают гипотезу, согласно которой данная часть мозжечка служит своего рода дирижером, наблюдающим за информацией от различных областей мозга и помогающим согласовывать выполняемые действия. Мозжечок, в целом, хорошо удовлетворяет критериям нейронного метронома: он получает множество сенсорных входов от слуховой, зрительной и соматосенсорной кортикальных систем (это необходимо для того, чтобы можно было подстраивать движения к разнообразным сигналам, от звуков до зрительных стимулов и прикосновений), и содержит сенсомоторное отражение всего тела…».

Зрительную информацию о траектории движения мяча в пространстве теннисист получает естественным образом, а вот получение дополнительных звуковых и тактильных стимулов требует дополнительных изысканий, и в случае их появления это исключительно хорошо сказывается на точности синхронизации. Точность воспроизводимой и передаваемой теннисисту информации обеспечивается благодаря использованию электронных устройств.

Поэтому можно сказать, что изобретение создано с учетом нейрофизиологических особенностей восприятия ритма и воспроизведения человеком ритмической деятельности (т.е. совокупность синхронных зрительных, звуковых и тактильных сигналов, отображающих ритмовую структуру траектории движения мяча, вызывает более интенсивный кровоток в области мозжечка, ответственной за функцию синхронизации, чем только зрительная информация, а значит, гораздо эффективней для синхронизации с ней ритмовой структуры технических действий теннисиста).

Прототипом электронных устройств, предназначенных для осуществления изобретения, можно считать широко используемое в других областях устройство - «Метроном». Метроном служит как вспомогательный прибор для установления точного темпа в музыкальном произведении и применяется практически всеми музыкантами. Также для задавания темпа метроном используется спортсменами при выполнении циклических видов деятельности. Но метроном способен выдавать и программировать только равные по продолжительности интервалы между звуками и характеризуется только частотой звуков в минуту. Поэтому он бесполезен для задавания ритма и темпа в таких видах деятельности, как «танец теннисиста», которые, имея структурные закономерности и необходимость в синхронизации с другой ритмовой структурой, не имеют постоянного ритма и темпа, которые можно было бы запрограммировать заранее, т.е. даже в пределах одного розыгрыша циклы от удара до удара (см. Фиг.5) будут иметь разную продолжительность.

Электронные устройства, предназначенные для осуществления изобретения, по сути и по функции, являются метрономами, однако, имеют существенное отличие от прототипа, заключающееся в возможности задавать ритм и темп технических действий теннисиста, которые, имея структурные закономерности и необходимость в синхронизации с траекторией движения мяча (см. Фиг.5), не имеют постоянного ритма и темпа, которые можно было бы задать при помощи прототипа.

Осуществление изобретения происходит следующим образом: при прохождении мячом контрольных точек схемы тайминга при помощи электронных устройств в ручном (тренером) или автоматическом режиме воспроизводятся звуки. В результате получается последовательность звуков, являющаяся описанием ритмовой структуры траектории движения мяча (теннисная музыка). Это звуковое описание ритмовой структуры траектории движения мяча в оперативном режиме передается теннисисту, который в это время пытается синхронизировать ритм своих действий (ударов и перемещений) с траекторией движения мяча, по которому должен нанести удар. Последовательность звуковых и тактильных стимулов вызывает усиление кровотока в области мозжечка, ответственной за восприятие ритма и выполнение ритмической деятельности, а также параллельный аккомпанемент в форме сенсорных рефлексов, возникающих в соответствующих частях тела, благодаря чему теннисисту удается более точно, а при хорошем чувстве ритма идеально синхронизировать ритм собственных технических действий (ударов и перемещений) с ритмовой структурой траектории движения мяча.

Из уровня техники известны системы для обучения спортивным движениям и совершенствования техники двигательных действий (например, разработка компании SiliconCoach; исследования кандидата педагогических наук, преподавателя кафедры вычислительной техники и автоматизированных систем управления Кубанского государственного университета Д.А. Романова). Системы видеоанализа используют видеозапись спортсмена для анализа различных фаз его движения (траектории, углы, скорости см. http://www.acrosport.ru/items/zifrovie-tehnologii/video.htm), а также для сравнения движения обучающегося с движениями профессиональных спортсменов, с целью их корректировки.

Известна система для подготовки теннисистов, по патенту на полезную модель №69728 [1]. Согласно этой системе, на кисти рук, локти и плечи теннисиста для регистрации их положения и параметров движения закреплены устройства, включающие датчики, систему питания и излучатель. При обучении теннисиста оператор - обучающий задействует систему приема и отображения данных и регистрирует визуально, либо на электронный (бумажный) носитель данные с устройств и корректирует в соответствии с ними непосредственно в процессе обучения, или после обработки данных, действия обучаемого.

Эти устройства предназначены для формирования структуры изучаемого технического действия и не имеют никакого отношения к синхронизации ритмовых структур технических действий теннисиста и траектории движения мяча.

Известен способ тренировки, заключающийся в том, что в ходе выполнения разучиваемого движения данное движение оцифровывается, сравнивается с оцифрованной моделью эталонного движения и, в случае, если обучаемый допустил отклонение в объеме каких-либо частей тела, контролируемых в разучиваемом движении, от эталонного движения, он получает тактильные сигналы, корректирующие движения соответствующих частей тела в объеме, в реальном режиме времени [2]. Темп движений может задаваться звуковым или оптическим сигналом. Движения для повторения могут задаваться тренером, видеорядом, на экране ЭВМ, в печатном виде. При отклонении движения обучающегося от эталонного движения обучающемуся дают паузу для нахождения верного положения на данном этапе движения, после чего движение продолжают.

Схожесть известного и заявляемого в этой работе способов заключается в наличии тактильных и звуковых сигналов. Но по функции они имеют существенные отличия:

1. Тактильные сигналы известного способа предназначены для коррекции структуры изучаемого движения, в то время как тактильные сигналы заявляемого способа предназначены для задавания ритма выполняемого технического действия.

2. Звуковые сигналы известного способа предназначены для задавания темпа изучаемого движения и являются результатом работы метронома (о бесполезности метронома при синхронизации ритмовых структур технических действий теннисиста и траектории движения мяча было написано выше), звуковые сигналы заявляемого способа (вместе с тактильными) предназначены для задавания ритма выполняемого технического действия и являются в то же время звуковым описанием ритмовой структуры траектории движения мяча.

Учитывая вышесказанное, можно сделать вывод, заключающийся в том, что известный способ абсолютно непригоден для синхронизации ритмовых структур технических действий теннисиста и траектории движения мяча.

Для того чтобы окончательно исключить какие-либо сомнения в новизне изобретения, авторы считают необходимым упомянуть тот факт, что ритм и темп - понятия абсолютно разные. В этом можно легко убедиться, обратившись к любому толковому словарю.

Ритм в теории музыки (тенниса) - соотношение длительностей звуков или нот (фаз ритмовой структуры технических действий (ударов и перемещений) теннисиста) в их последовательности. Ноты (фазы ритмовой структуры технических действий (ударов и перемещений) теннисиста) могут иметь различную длительность, вследствие чего между ними создаются определенные временные соотношения. Объединяясь в различных вариациях, длительности нот (фазы технических действий (ударов и перемещений) теннисиста) образуют разные ритмические фигуры, из которых складывается общий ритмический рисунок музыкального произведения (ритмовой структуры технических действий теннисиста (ударов и перемещений)). Этот ритмический рисунок и есть ритм. Ритм не привязан ни к каким абсолютным единицам измерения времени, в нем заданы лишь относительные длительности нот (фаз ритмовой структуры технических действий (ударов и перемещений) теннисиста).

Ритм, метр и темп - понятия разные. Метр задает координатную сетку из сильных и слабых долей с одинаковыми расстояниями между долями. Ее можно представить как миллиметровку, на которой самая маленькая клеточка из самых тонких линий - минимальная длительность в произведении, более толстые линии обозначают доли, еще более толстые - относительно сильные доли, а самые толстые - сильные доли. По линиям этой сетки можно рисовать ритмические фигуры из отрезков разной длины (ноты различной длительности). Фигуры могут быть совершенно разные, но все они будут опираться на линии этой сетки. Длительность нот можно задавать в относительных единицах (мельчайших клеточках): этот звук длиной в 4 клетки, а этот в 2. Эти соотношения не изменятся с изменением масштаба сетки. Последовательность чередования таких отрезков и есть ритм. Отмасштабировать эту сетку можно с помощью темпа, делая расстояние между клетками длиннее или короче. В масштабе «1 клетка = 1 секунда» время звучания ноты длиной в 2 клетки будет равна 2 секунды. При уменьшении масштаба (увеличении темпа) в 2 раза длительность ноты в те же 2 отрезка уже будет равняться 1 секунде.

Темп в теннисе характеризуется количеством циклов (см. Фиг.5) в минуту. Циклы никогда не бывают одинаковыми по продолжительности, и хотя бы чуть-чуть отличаются один от другого в зависимости от скорости и траектории движения мяча.

Ритм в теннисе - это соотношение длительностей фаз ритмовой структуры циклов технических действий (ударов и перемещений) теннисиста и траектории движения мяча.

Сущность изобретения. Способ синхронизации ритмовой структуры технических действий (ударов и перемещений) теннисиста с ритмовой структурой траектории движения мяча, заключающийся в обеспечении теннисиста оперативной, задающей ритм выполняемого технического действия звуковой информацией, сопровождающейся синхронными с ней тактильными сигналами, и являющейся в то же время звуковым описанием ритмовой структуры траектории движения мяча, при помощи электронных устройств. Таким образом, в процессе восприятия теннисистом ритмовой структуры траектории движения мяча в добавок к зрительной задействуются слуховая и соматосенсорная системы.

Графические материалы, иллюстрирующие осуществление заявленного способа, представлены в приложениях к настоящей работе.

На Фиг.1 изображены контрольные точки ритмовой структуры цикла траектории движения мяча, между двумя ударами соперника:

1. контакт мяча с ракеткой соперника;

2. момент начала снижения мяча на стороне теннисиста;

3. касание мячом корта на стороне теннисиста;

4. контакт мяча с ракеткой теннисиста;

5. момент начала снижения мяча на стороне соперника;

6. касание мячом корта на стороне соперника.

На Фиг.2 изображены контрольные точки ритмовой структуры технических действий теннисиста, соответствующие контрольным точкам ритмовой структуры цикла траектории движения мяча, между двумя ударами соперника:

1. приземление после разножки (подготовительный прыжок);

2. момент начала опускания ракетки за спиной;

3. момент начала выноса ракетки на мяч;

4. контакт ракетки теннисиста с мячом;

5. начало выхода теннисиста из удара;

6. начало разножки.

На Фиг.3 изображены фазы ритмовой структуры цикла траектории движения мяча между двумя ударами соперника:

1. от контакта мяча с ракеткой соперника до момента начала снижения мяча на стороне теннисиста;

2. от момента начала снижения мяча на стороне теннисиста до касания мячом корта на стороне теннисиста;

3. от касания мячом корта на стороне теннисиста до контакта мяча с ракеткой теннисиста;

4. от контакта мяча с ракеткой теннисиста до момента начала снижения мяча на стороне соперника;

5. от момента начала снижения мяча на стороне соперника до касания мячом корта на стороне соперника;

6. от касания мячом корта на стороне соперника до контакта мяча с ракеткой соперника.

На Фиг.4 изображены фазы ритмовой структуры технических действий теннисиста, соответствующие фазам ритмовой структуры цикла траектории движения мяча между двумя ударами соперника:

1. 1-я часть замаха (от приземления после разножки до момента начала опускания ракетки за спиной);

2. 2-я часть замаха, подбор высоты (от момента начала опускания ракетки за спиной до момента начала выноса ракетки на мяч);

3. пауза - проф. теннисный термин, обозначающий эту фазу движения (от момента начала выноса ракетки на мяч до контакта ракетки теннисиста с мячом);

4. сопровождение мяча ракеткой, окончание ударного движения (от контакта ракетки теннисиста с мячом до начала выхода теннисиста из удара);

5. движение к центру (от начала выхода теннисиста из удара до начала разножки);

6. разножка (от начала разножки до приземления после разножки).

На основании информации, представленной в графических материалах, составлена Таблица 1 тайминга технических действий теннисиста.

Цикл траектории движения мяча между двумя ударами соперника, шестью контрольными точками делится на шесть фаз ритмовой структуры. При прохождении мячом контрольных точек ритмовой структуры траектории движения мяча, при помощи электронных устройств в ручном (тренером) и автоматическом режиме воспроизводятся сигналы. Сигналы в оперативном режиме передаются на принимающее их электронное устройство, закрепленное на одежде теннисиста, или расположенное на допустимом от него расстоянии. При помощи соединенных с принимающим электронным устройством воспроизводящих звуки устройств (наушники, колонки или др.) сигналы преобразуются в звуки, которые теннисист слышит. При помощи соединенных с принимающим электронным устройством воспроизводящих тактильные сигналы устройств (виброэлементы, меняющие температуру элементы или др.) сигналы преобразуются в тактильные сигналы, которые теннисист чувствует кожей.

Звуковые и тактильные сигналы, соответствующие контрольным точкам и фазам схемы тайминга, могут быть любыми, по желанию теннисиста или тренера, исходя из технических возможностей и программного обеспечения электронной аппаратуры. Изобретение может быть использовано при тренировке любых ударов.

Схема тайминга ударов с отскока (Фиг.5) является наиболее удачной и полной, по мнению авторов, но не является ограничивающей, а представлена для примера и для наглядности осуществления изобретения.

Изобретение может быть использовано для задавания ритма выполняемого технического действия в других видах спорта, также как теннис, характеризующихся неровной и/или непостоянной ритмовой структурой технических действий, которую невозможно описать обычным метрономом.

Электронные устройства могут состоять из нескольких блоков:

1. воспринимающего информацию о траектории движения мяча;

2. преобразующего информацию о траектории движения мяча в последовательность сигналов;

3. транслирующего последовательность сигналов;

4. принимающего последовательность сигналов;

5. воспроизводящего сигналы в виде звуков и тактильных сигналов.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Патент РФ на полезную модель №69728. Система для подготовки теннисистов. Опубликовано: 10.01.2008.

2. Патент РФ №2364436. Способ тренировки и устройство для его осуществления. Опубликовано: 20.08.2009.

Реферат

Изобретение относится к области спорта - к тренировочному процессу теннисистов, при формировании, совершенствовании и выполнении технических действий (ударов и перемещений). Способ синхронизации заключается в обеспечении теннисиста, оперативной, задающей ритм выполняемого технического действия звуковой информацией, сопровождающейся синхронными с ней тактильными сигналами, и являющейся в то же время звуковым описанием ритмовой структуры траектории движения мяча, при помощи электронных устройств. Последовательность звуковых и тактильных стимулов вызывает усиление кровотока в области мозжечка, ответственной за восприятие ритма и выполнение ритмической деятельности, а также параллельный аккомпанемент в форме сенсорных рефлексов, возникающих в соответствующих частях тела, благодаря чему теннисисту удается более точно, а при хорошем чувстве ритма идеально синхронизировать ритм собственных технических действий (ударов и перемещений) с ритмовой структурой траектории движения мяча. Техническим результатом изобретения является повышение точности синхронизации ритмовых структур технических действий теннисиста и траектории движения мяча, как один из важнейших аспектов высшего теннисного мастерства. 4 з.п. ф-лы, 1 табл., 5 ил.

Формула