Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕЙТИНГА СПОРТСМЕНОВ-ЕДИНОБОРЦЕВ

Изобретение относится к спортивной медицине и предназначено для определения рейтинга спортсменов, занимающихся единоборствами.

Современные единоборства требуют от спортсмена быстрого выполнения двигательных и тактических действий в сложных соревновательных ситуациях [1]. Однако эффективность двигательных действий, помимо быстроты, зависит от точности движений, под которой понимают качество двигательного акта, реализованного с соблюдением заранее установленной системы характеристик [2].

Быстрота двигательных действий характеризуется способностью выполнять их в пределах короткого времени [3]. Известны способы оценки быстроты двигательных действий путем определения времени скрытого периода двигательной реакции (времени реакции), скорости одиночного движения, частоты движений в единицу времени и производной от этих показателей - скорости передвижения [4].

Недостатком способов является невозможность определения точности двигательных действий.

Известна система рейтингового тестирования, включающая подачу теста обучающимся, последующее сравнение ответов обучающихся с правильными ответами, отличающаяся тем, что тестирование осуществляют по K дисциплинам, где K≥2, часть которых - N дисциплин - профильные, часть - M дисциплин - дополнительные, причем K=N+M, а определение и/или изменение профильности дисциплин тестирования производят с помощью компьютерного средства анализа направленного графа логической связности дисциплин, при этом тестирование осуществляют путем v_i испытаний, где i=1, …N, по каждой из N профильных дисциплин и w_j испытаний, где j=1, …M, по каждой из M дополнительных дисциплин, результаты тестирования вводят в базу данных компьютера, затем с его помощью определяют максимальные результаты по v_i испытаниям по каждой профильной и по w_j испытаниям по каждой дополнительной дисциплинам раздельно, после чего с помощью компьютерного средства вычисляют индивидуальный итоговый рейтинг каждого обучающего [5].

Система может использоваться для определения рейтинга спортсменов-единоборцев путем задания основных (профильных) и дополнительных тестов, позволяющих оценить подготовленность спортсмена. Недостатком системы является отсутствие таких тестов.

Известен способ ранжирования людей по показателям функционального состояния центральной нервной системы, заключающийся в составлении суждения о состоянии информационно-аналитических функций по данным определения психофизиологических показателей, отличающийся тем, что оценку составляют по данным расчетного интегрального показателя функционального состояния ЦНС, определяемого при тестировании световыми стимулами разного цвета, и по данным определения времени сенсомоторных реакций, вычисляемого как средневзвешенная величина занимаемого в команде рангового места, определяемого по критериальным показателям: возбудимости нервных центров и лабильности нервных процессов, определяемым по критической частоте слияния мельканий в корковых центрах зрительного анализатора для правого и левого полушарий мозга отдельно; скорости восприятия сенсорной информации и выработки решения о двигательной реакции в моторной коре правого и левого полушарий мозга отдельно; доминирующих алгоритмов функционирования информационно-аналитических структур ЦНС по межполушарной функциональной асимметрии больших полушарий, определяемым по показателям возбудимости нервных центров на тест-сигналы разного цвета; степени межполушарной функциональной асимметрии больших полушарий, определяемым по времени зрительно-двигательных реакций на световые сигналы, предъявляемые в правом и левом полуполях зрения и осуществлении двигательных реакций рукой, управляемой из того же полушария мозга, в которое адресован световой тест-стимул; степени психоэмоциональной напряженности, определяемой как разница между показателями возбудимости нервных центров на тест-сигналы красного и зеленого цвета; причем обследуемый, занимающий по перечисленным выше критериям более высокое место, при осуществлении прогностической оценки расценивается как наиболее перспективный и способный показать высокие результаты в предстоящей профессиональной деятельности [6].

Недостатком способа является невозможность определения точности двигательных действий.

Известно, что в выборках людей, обладающих выраженными скоростными качествами, превалирует, наряду с другими, такая особенность, как преобладание возбуждения над торможением [7].

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ оценки соотношения процессов возбуждения и торможения в центральной нервной системе человека путем предъявления испытуемому на экране видеомонитора окружности, на которой помещена метка и точечный объект, отличающийся тем, что точечный объект движется с заданной скоростью по окружности, в момент предполагаемого совпадения положения движущегося точечного объекта с меткой испытуемый нажатием кнопки «Стоп» останавливает движение точечного объекта по окружности, затем вычисляют ошибку несовпадения точечного объекта и метки - время ошибки запаздывания с положительным знаком или упреждения с отрицательным знаком - и через заданное время возобновляют движение точечного объекта по окружности, описанную процедуру повторяют заданное число раз, после чего вычисляют суммарное значение ошибок запаздывания , где x_i - i-я ошибка запаздывания, мс; n - число запаздываний, и суммарное значение ошибок упреждения , где y_j - j-я ошибка упреждения, мс; k - число упреждений, об оценке соотношения процессов возбуждения и торможения в центральной нервной системе судят по сопоставлению суммарного значения ошибок запаздывания и суммарного значения ошибок упреждения [8].

В данном способе оценивается соотношение процессов возбуждения и торможения, позволяющее оценить быстроту двигательных действиях, однако их точность не определяется.

Технический результат предлагаемого способа заключается в повышении достоверности определения рейтинга спортсменов, занимающихся единоборствами, путем оценки соотношения возбуждения и торможения, характеризующего скоростные возможности, и точности двигательных действий.

Технический результат достигается тем, что испытуемому предъявляют на экране видеомонитора окружность, на которой помещена метка и точечный объект, точечный объект движется с заданной скоростью по окружности, в момент предполагаемого совпадения положения движущегося точечного объекта с меткой испытуемый нажатием кнопки «Стоп» останавливает движение точечного объекта по окружности, затем вычисляют ошибку несовпадения точечного объекта и метки - время ошибки запаздывания с положительным знаком или упреждения с отрицательным знаком - и через заданное время возобновляют движение точечного объекта по окружности, описанную процедуру повторяют заданное число раз, причем новым является то, что строят вариационный ряд ошибок несовпадения точечного объекта и метки, вычисляют вариационный размах ряда по формуле [9]:

где t_max и t_min - соответственно наибольший и наименьший члены вариационного ряда, мс; вычисляют отношение наибольшего члена вариационного ряда t_max к вариационному размаху R, умноженное на 100; определяют максимальное абсолютное значение ошибки упреждения |t_упр.max|, вычисляют нижнюю квартиль (25% квантиль) максимального абсолютного значения ошибки упреждения |t_упр.max|, процент П абсолютных значений ошибок упреждения, находящихся в нижней квартили максимального абсолютного значения ошибки |t_упр.max|, рейтинг Р вычисляют как обратную величину среднеарифметического значения вариационного размаха R, отношения наибольшего члена вариационного ряда t_max к вариационному размаху R, умноженного на 100, и процента П абсолютных значений ошибок упреждения, находящихся в нижней квартили максимального абсолютного значения ошибки |t_упр.max|, умноженную на 100, по формуле:

испытуемый, имеющий более высокий рейтинг, расценивается как более перспективный и способный показать более высокие результаты в предстоящих соревнованиях.

Задача испытуемого, стремящегося остановить движущийся объект, точно совмещая его с меткой (фиг.1), состоит в нахождении некоторой величины упреждения своих двигательных действий с учетом скорости движения объекта, оставшегося расстояния и скорости своих двигательных действий. Ошибки упреждения в тесте являются показателем преобладания возбудительного процесса, ошибки запаздывания - преобладания процесса торможения. Точные реакции в тесте показывают лица с уравновешенными процессами возбуждения и торможения [10]. Действия испытуемого в тесте соответствуют действиям спортсмена-единоборца, что дает возможность оценить не только соотношение возбуждения и торможения, позволяющее оценить быстроту двигательных действиях, но и точность двигательных действий испытуемого.

Для оценки времени реакции на движущийся объект вычисляется среднеарифметическое значение ошибок несовпадения точечного объекта и метки [11]. Однако оценка времени реакции на движущийся объект спортсмена-единоборца, вычисленная как среднеарифметическое значение, не позволяет адекватно оценить точность его двигательных действий. Путь при тестировании времени реакции на движущийся объект двух испытуемых получены следующие значения ошибок несовпадения положений точечного объекта и метки:

- для первого испытуемого +10, -10, +10, -10, +10, -10, +10, -10, +10, -10 мс, представленные на фиг.2;

- для второго испытуемого +5, -5, +5, -5, +5, -5, +5, -5, +5, -5 мс, представленные на фиг.3.

Среднеарифметические значения ошибок несовпадения положений точечного объекта и метки обоих испытуемых равны, но их рассеяние и вариационный размах у второго испытуемого меньше, чем у первого, следовательно, точность двигательных действий второго испытуемого выше.

Для характеристики рассеяния (отклонения) значений ошибок несовпадения положений точечного объекта и метки может использоваться дисперсия или стандартное (среднеквадратичное) отклонение. Однако и дисперсия, и стандартное отклонение служат мерой отклонения ошибок несовпадения положений точечного объекта и метки от их среднего значения, являющегося оценкой математического ожидания [12]. Поэтому ни дисперсия, ни стандартное отклонение не могут служить адекватной оценкой точности двигательных действий испытуемого. Пусть при тестировании времени реакции на движущийся объект двух испытуемых получены следующие значения ошибок несовпадения положений точечного объекта и метки:

- для первого испытуемого +10, -10, +5, -5, +10, -10, +5, -5, +10, -10 мс, представленные на фиг.4;

- для второго испытуемого +15, -5, 10, 0, +15, -5, 10, 0, +15, -5 мс, представленные на фиг.5;

- для третьего испытуемого +5, -15, 0, -10, +5, -15, 0, -10, +5, -15 мс, представленные на фиг.6.

Стандартное отклонение ошибок несовпадения положений точечного объекта и метки испытуемых равно 8,8 мс, вариационный размах - 20 мс.

Однако расположение на числовой оси отрезка, ограниченного наибольшим и наименьшим членами вариационного ряда ошибок несовпадения точечного объекта и метки, у первого испытуемого симметрично относительно точки 0 (фиг.7а), у второго испытуемого сдвинуто в область положительных значений (фиг.7б), у третьего испытуемого - в область отрицательных значений (фиг.7в). Это свидетельствует о том, что у первого испытуемого процессы возбуждения и торможения в центральной нервной системе уравновешены, у второго испытуемого преобладают процессы торможения, у третьего испытуемого - процессы возбуждения. Следовательно, третий испытуемый быстрее реагирует на различные события, изменяющие ситуацию в единоборстве и, как следствие, быстрее выполняет двигательные действия. При этом меньшее число ошибок упреждения, близких к нулевому значению, свидетельствует о большей быстроте двигательных действий.

Таким образом, для повышении достоверности определения рейтинга спортсменов-единоборцев необходимо вычислять вариационный размах R ошибок несовпадения точечного объекта и метки по формуле (1), отношение наибольшего члена вариационного ряда t_max к вариационному размаху R, умноженное на 100, определять максимальное абсолютное значение ошибки упреждения |t_упр.max|, вычислять процент П абсолютных значений ошибок упреждения, находящихся в нижней квартили максимального абсолютного значения ошибки |t_упр.max|, рейтинг вычислять по формуле (2).

На фиг.1 представлена окружность, предъявляемая испытуемому на экране видеомонитора, где 1 - метка, 2 - точечный объект, движущийся с заданной скоростью по окружности.

На фиг.2-6 и фиг.8-10 представлены диаграммы значений ошибок запаздывания и упреждения испытуемых.

На фиг.7 представлено расположение на числовой оси отрезков, ограниченных наибольшими и наименьшими членами вариационного ряда ошибок несовпадения точечного объекта и метки, трех испытуемых.

Предлагаемый способ определения рейтинга спортсменов, занимающихся единоборствами, осуществляется следующим образом.

Испытуемому предъявляют на экране видеомонитора окружность, на которой помещена метка 1 и точечный объект 2, движущийся с заданной скоростью по окружности (фиг.1). Испытуемый, наблюдая за движением точечного объекта 2, в момент предполагаемого совпадения положения движущегося точечного объекта 2 с меткой 1 нажатием кнопки «Стоп» останавливает движение точечного объекта 2 по окружности. Затем вычисляют ошибку несовпадения точечного объекта 2 и метки 1 - время ошибки запаздывания с положительным знаком или упреждения с отрицательным знаком - и через заданное время возобновляют движение точечного объекта 2 по окружности.

Испытуемый выполняет описанную процедуру заданное число раз, после чего строят вариационный ряд ошибок несовпадения точечного объекта 2 и метки 1 и вычисляют вариационный размах R ряда по формуле (1), отношение наибольшего члена вариационного ряда t_max к вариационному размаху R, умноженное на 100, определяют максимальное абсолютное значение ошибки упреждения |t_упр.max|, вычисляют нижнюю квартиль (25% квантиль) максимального абсолютного значения ошибки упреждения |t_упр.max| и процент П абсолютных значений ошибок упреждения, находящихся в нижней квартили максимального абсолютного значения ошибки |t_упр.max|.

Рейтинг Р вычисляют как обратную величину среднеарифметического значения вариационного размаха R, отношения наибольшего члена вариационного ряда t_max к вариационному размаху R, умноженного на 100, и процента П абсолютных значений ошибок упреждения, находящихся в нижней квартили максимального абсолютного значения ошибки упреждения |t_упр.max|, умноженную на 100, по формуле (2).

Таким образом, заявляемый способ определения рейтинга спортсменов, занимающихся единоборствами, обладает новыми свойствами, обусловливающими получение технического результата.

Пример 1.

Испытуемому К., 20 лет, имеющему 1 разряд по рукопашному бою, на экране видеомонитора персонального компьютера предъявили окружность, на которой помещена метка. По окружности по часовой стрелке движется с заданной скоростью точечный объект, совершая один оборот за 2 с.

Испытуемый, наблюдая за движением точечного объекта по окружности, в момент предполагаемого совпадения положения точечного объекта с положением метки нажимал клавишу клавиатуры компьютера «Пробел», выполняющую функцию кнопки «Стоп».

Компьютер в момент нажатия клавиши «Пробел» останавливал движение точечного объекта по окружности, вычислял ошибку несовпадения положений точечного объекта и метки, время ошибки запаздывания с положительным знаком или упреждения с отрицательным знаком, заносил значение времени ошибки с соответствующим знаком в запоминающее устройство и через 1 с продолжал движение точечного объекта по окружности.

Испытуемый в соответствии с рекомендациями [10] выполнил 13 остановок движения точечного объекта в области положения метки, первые три из которых при оценке времени реакции на движущийся объект не учитывались. В результате тестирования получены следующие значения ошибок несовпадения положений точечного объекта и метки в мс: 1, -28, -48, -24, -39, -5, -38, -8, -32, -29, которые представлены в виде диаграммы на фиг.8.

Наибольший член вариационного ряда t_max ошибок несовпадения точечного объекта и метки равен 1 мс; наименьший член вариационного ряда t_min - минус 48 мс; вариационный размах R, вычисленный по формуле (1), - 49 мс; отношение наибольшего члена вариационного ряда t_max к вариационному размаху R, умноженное на 100-2,0; максимальное абсолютное значение ошибки упреждения |t_упр.max| - 48 мс; нижняя квартиль (25% квантиль) максимального абсолютного значения ошибки упреждения |t_упр.max| - 36 мс; процент П абсолютных значений ошибок упреждения |t_упр|, находящихся в нижней квартили максимального абсолютного значения ошибки |t_упр.max| - 30%; рейтинг, вычисленный по формуле (2), - 3,7.

Пример 2.

Испытуемый Р., 21 год, имеющий 1 разряд по рукопашному бою, аналогично испытуемому К., выполнил тест по оценке времени реакции на движущийся объект. В результате тестирования получены следующие значения ошибок несовпадения положений точечного объекта и метки в мс: -6, -37, 17, -27, -16, -38, -25, -21, 15, 5, которые представлены в виде диаграммы на фиг.9.

Наибольший член вариационного ряда t_max ошибок несовпадения точечного объекта и метки равен 16 мс; наименьший член вариационного ряда t_min - минус 38 мс; вариационный размах R, вычисленный по формуле (1), - 54 мс; отношение наибольшего члена вариационного ряда t_max к вариационному размаху R, умноженное на 100-29,6; максимальное абсолютное значение ошибки упреждения |t_упр.max| - 38 мс; нижняя квартиль (25% квантиль) максимального абсолютного значения ошибки упреждения |t_упр.max| - 28 мс; процент П абсолютных значений ошибок упреждения |t_упр|, находящихся в нижней квартили максимального абсолютного значения ошибки |t_упр.max|, - 20%; рейтинг, вычисленный по формуле (2), - 2,9.

Пример 3.

Испытуемый Ф., 22 года, имеющий 1 разряд по рукопашному бою, аналогично испытуемому К., выполнил тест по оценке времени реакции на движущийся объект. В результате тестирования получены следующие значения ошибок несовпадения положений точечного объекта и метки в мс: -42, -28, -54, -14, -5, -2, -8, -38, -23, -16, которые представлены в виде диаграммы на фиг.10.

Наибольший член вариационного ряда t_max ошибок несовпадения точечного объекта и метки равен минус 2 мс; наименьший член вариационного ряда t_min - минус 54 мс; вариационный размах R, вычисленный по формуле (1), - 52 мс; отношение наибольшего члена вариационного ряда t_max к вариационному размаху R, умноженное на 100, - минус 3,8; максимальное абсолютное значение ошибки упреждения |t_упр.max| - 54 мс; нижняя квартиль (25% квантиль) максимального абсолютного значения ошибки упреждения |t_упр.max| - 41 мс; процент П абсолютных значений ошибок упреждения |t_упр|, находящихся в нижней квартили максимального абсолютного значения ошибки |t_упр.max|, - 20%; рейтинг, вычисленный по формуле (2), - 4,4.

Анализ результатов тестирования испытуемых свидетельствует, что вариационный размах ошибок несовпадения точечного объекта и метки у испытуемого К. наименьший, следовательно, точность его двигательных действиях выше, чем у испытуемых Р. и Ф.

Отношение наибольшего члена вариационного ряда t_max к вариационному размаху R, умноженное на 100, у испытуемого Ф. наименьшее, следовательно, быстрота его двигательных действий выше, чем у испытуемых К. и Р.

Процент П абсолютных значений ошибок упреждения |t_упр|, находящихся в нижней квартили максимального абсолютного значения ошибки |t_упр.max|, у испытуемых Р. и Ф. равен и ниже, чем у испытуемого К., следовательно, у них меньше число остановок движения точечного объекта в области положения метки, выполненных с большим упреждением, свидетельствующим о более высокой быстроте двигательных действий, но с малой точностью.

Рейтинг у испытуемого Ф. наибольший, следовательно, он более перспективен и способен показать более высокие результаты в предстоящих соревнованиях.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет оценить быстроту и точность двигательных действий спортсмена-единоборца, тем самым повысить достоверность определения его рейтинга.

Источники информации

1. Бабушкин Г.Д., Шумилин А.П., Салахов Р.Э. Рефлексия и интуиция в структуре соревновательной деятельности спортсмена // Спортивный психолог. - 2009. - №3(18). - С.33-35.

2. Белокопытова Ж., Лаврентьева В., Кожевникова Л. Содержание и структура программы развития координационных способностей у девочек 10-13 лет, занимающихся художественной гимнастикой // Физическое воспитание студентов (Украина, Харьков). - 2010. - №3. - С.3-8.

3. Карпенко Л.А. Ключевые аспекты успешной учебно-тренировочной работы по художественной гимнастике // Культура физическая и здоровье. - 2007. - №4. - С.45-49.

4. Губа В.П. Основы распознавания раннего спортивного таланта: Учебное пособие для высших учебных заведений физической культуры. - М.: Тера-Спорт, 2003. - 208 с.

5. Патент 2175782 РФ, МПК G09B 7/07. Система рейтингового тестирования // Базунов А.В., Никулин С.А., Разумейко Б.Г., Мельников А.Л., Муртищева А.А., Нуждин Г.А. - №2001108455/28; заявл. 02.04.2001; опубл. 10.11.2001.

6. Патент 2316247 РФ, МПК А61В 3/06, А61В 5/00. Способ ранжирования людей по показателям функционального состояния центральной нервной системы // Овчинников Н.Д., Егозина В.И., Квашук П.В. - №2005132276/14; заявл. 19.10.2005; опубл. 10.02.2008.

7. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://soulsick.ru/content/view.

8. Патент 2372032 РФ, МПК А61В 5/16. Способ оценки соотношения процессов возбуждения и торможения в центральной нервной системе человека / Роженцов В.В. - №2008134939/14; заявл. 26.08.2008; опубл. 10.11.2009.

9. Шалыт А.И. Вариационный ряд // Математическая энциклопедия. Т.1. Гл. ред. И.М. Виноградов. - М.: Изд-во «Советская энциклопедия», 1977. - С.603.

10. Методы и портативная аппаратура для исследования индивидуально-психологических различий человека / Н.М. Пейсахов, А.П. Кашин, Г.Г. Баранов, Р.Г. Вагапов; Под ред. В.М. Шадрина. - Казань: Изд-во Казанск. ун-та, 1976. - 238 с.

11. Патент 2326595 РФ, МПК А61В 5/16. Способ оценки времени реакции человека на движущийся объект / Песошин А.В., Петухов И.В., Роженцов В.В. №2326595/14; заявл. 04.06.2007; опубл. 20.06.2008.

12. Тутубалин В.Н. Дисперсия // Математическая энциклопедия. Т.2. Гл. ред. И.М. Виноградов. - М.: Изд-во «Советская энциклопедия», 1979. - С.225-226.