Управление кинематикой и биомеханикой
На сегодняшний день исследования, изучающие влияние манипулирования кинематическими и/или биомеханическими переменными на темп и производительность, несколько ограничены. Это удивительно, учитывая, что этими переменными часто манипулируют в спортивной научной практике в попытке улучшить развитие силы/мощности, предотвратить усталость, уменьшить сопротивление жидкости и, в конечном счете, улучшить спортивные результаты.
Более того, вполне вероятно, что спортсмены меняют кинематику движений, чтобы предотвратить преждевременную усталость, или наоборот, что усталостное состояние меняет шаблоны движения спортсменов. Например, ранее было обнаружено, что во время циклов на средних дистанциях в постоянном пространстве (~5-6 мин) до разрушения задачи велосипедисты увеличивают сгибание туловища по мере развития периферической усталости (т.е. снижения силы или мощности в результате изменений за пределами нейромышечного соединения), предположительно, для того, чтобы увеличить набор мышц и производство крутящего момента в бедре и колене.
Кроме того, в рамках данного исследования было также обнаружено, что значительные изменения в угловой ориентации туловища, бедра и колена в корональной плоскости на протяжении всего цикла педалей наблюдались от 80 до 100% сбоя в задаче и параллельное увеличение амплитуды ЭМГ. Кроме того, вертикальная жесткость ног уменьшается с ростом усталости, что приводит к снижению частоты шага во время "спринта". В этой связи бегуны мирового класса демонстрируют более высокую частоту забега в последние 50 м бега на 400 м по сравнению со спортсменами-любителями.
По мере снижения скорости в последней части бега на 400 м уменьшается также длина и частота забега. Снижение длины забега уже происходит между 200 и 300 м, в то время как частоту забега можно в основном отнести к последним 50 м. Такое снижение частоты полос может быть связано с увеличением длины полос на более раннем этапе гонки, что увеличивает производство грунтовых сил и, следовательно, развитие усталости.
Эти выводы важны, поскольку они подчеркивают, что развитие усталости, кинематики и биомеханики не являются последовательными на протяжении всего тренировочного задания, что влияет на количественную оценку оптимального шага с использованием математического моделирования.
Исследования кинематики движения
На сегодняшний день лишь в немногих исследованиях кинематика движения подвергается преднамеренному манипулированию с целью изучения влияния на самостоятельно подбираемые стратегии набора ритма движения. Однако исследования изучали влияние манипулирования различными биомеханическими/кинематическими переменными на мощность/производство сил и развитие усталости. Действительно, часто оказывается, что производительность снижается, когда велосипедисты вынуждены принимать скорость педалирования, которая значительно отличается от самостоятельно выбираемых каденций, даже если такие каденции более экономичны или снижают развитие нейромускульной усталости.
Было также показано, что инструктаж велосипедистов по поддержанию постоянной кинематики тазобедренных суставов во время утомительных заездов сокращает время, необходимое для выполнения задачи. Правда этот показатель не абсолютный, это помогает некоторым спортсменам, но не всем. Эти результаты показывают, что ограничение кинематических изменений, которые обычно происходят, предположительно, для того, чтобы преодолеть развитие усталости, может поставить под угрозу производительность.
Причина, по которой время, затрачиваемое на выполнение задачи, сокращается, когда кинематика суставов остается неизменной, в настоящее время неясна, но может быть вызвана неспособностью спортсмена справиться с усталостью путем незначительного изменения кинематики движений или же связана с ограничением самостоятельного выбора, что приводит к изменению мотивации.
Независимо от этого, такие выводы важны при математическом моделировании оптимального темпа движения, поскольку кинематика и сопротивление жидкости не согласуются во время выполнения упражнения.