Современный спорт предъявляет к спортсменам всё более высокие требования — как к уровню физической подготовленности, так и к точности её оценки. В стремлении к новым рекордам на первый план выходит поиск объективных методов, способных всесторонне оценить двигательные возможности человека.
Общая теория
Долгое время основу тестирования составляли традиционные методы — простые упражнения, субъективные наблюдения, ограниченный набор показателей. Однако такие подходы часто дают лишь поверхностное представление о физическом состоянии спортсмена. Результаты нередко зависят от мнения тренера или преподавателя, что снижает точность и объективность оценок. Кроме того, отсутствие единых стандартов выполнения тестов затрудняет сопоставление данных между разными участниками, а индивидуальные особенности — рост, вес, пропорции тела — зачастую остаются без внимания. В итоге выводы о физических способностях оказываются лишь косвенными.
В последние годы на помощь педагогам и тренерам приходят технологии. Тензодинамические платформы, изначально применявшиеся преимущественно в профессиональном спорте, теперь находят всё более широкое применение и в массовой физической культуре. Эти устройства позволяют регистрировать мельчайшие параметры движений - силу, скорость, равновесие, координацию - с высокой точностью.
Использование тензодинамических платформ открывает путь к новому уровню педагогического контроля: оценка становится объективной, а тренировки — индивидуально выверенными. Технологии, ещё недавно доступные лишь элите спорта, постепенно становятся инструментом повседневной практики, помогая каждому спортсмену — от новичка до профессионала — раскрыть свой потенциал с научной точностью.
История развития тензодинамических платформ — это пример того, как научно-технический прогресс шаг за шагом меняет инструменты изучения человеческого движения. Ещё в конце 1960-х годов, когда компания Kistler выпустила первую коммерческую «силовую пластину» (1969 г.), казалось, что речь идёт лишь о специализированном приборе для узких лабораторных исследований. В основе устройства лежали пьезоэлектрические кристаллы, способные улавливать даже малейшие колебания силы. Спустя несколько лет, в 1976 году, компания AMTI представила первую силовую пластину с тензодатчиками — решением, которое открыло путь к более точным, стабильным и доступным измерениям.
Со временем вместе с совершенствованием сенсорных технологий и вычислительной техники изменился и сам подход к измерению движений. Термин «силовая пластина» постепенно уступил место более точному определению — «тензодинамическая платформа». Это не просто новое название — за ним стоит целая эволюция научных инструментов: от простых измерителей давления до интеллектуальных систем анализа биомеханики человека.
Современная тензодинамическая платформа представляет собой высокоточный измерительный комплекс, способный регистрировать распределение сил и давления, действующих на поверхность платформы. В её основе — сеть тензорезистивных датчиков, чувствительных к малейшим изменениям нагрузки. Каждый из них фиксирует силу, приходящуюся на свою область поверхности, а вся система в целом создаёт «карту давления», отражающую динамику взаимодействия человека с опорой. Чем больше таких датчиков — тем выше разрешающая способность прибора и точнее оценка баланса, координации и силы движений.
Когда испытуемый стоит или выполняет упражнение на платформе, датчики непрерывно регистрируют данные по трём координатным осям. Это позволяет строить траекторию центра давления (ЦД) и анализировать, как изменяется равновесие во времени. По сути, платформа «видит» то, что человеческий глаз не способен уловить — мельчайшие сдвиги, микроколебания и асимметрии в работе мышц.
В зависимости от сложности задач тензодинамические платформы делятся на одноосевые, двухосевые и трёхосевые.
Одноосевые платформы измеряют лишь вертикальную силу (ось Z). Они применяются для оценки статического равновесия и силы отталкивания, но не позволяют судить о боковых и горизонтальных компонентах движения.
Двухосевые системы (обычно оси X и Z или Y и Z) дают возможность дополнительно анализировать устойчивость в переднезадней плоскости.
Трёхосевые платформы регистрируют силы по всем направлениям (X, Y, Z), а также моменты сил. Именно такие приборы позволяют проводить наиболее глубокий биомеханический анализ — изучать технику ходьбы, бега, прыжков, оценивать симметрию движений, выявлять мышечные дисбалансы и определять эффективность тренировок.
Современные модели, такие как Bertec 6090-15, позволяют не просто фиксировать показатели силы, но и в реальном времени визуализировать пространственное распределение нагрузок. На экране компьютера исследователь видит динамическую карту давления, где каждая точка — это числовое выражение конкретного биомеханического события.
Принцип работы трёхосевой платформы строится на регистрации трёх компонентов силы (Fx, Fy, Fz) и трёх моментов (Mx, My, Mz). Система сбора данных усиливает сигналы, передаёт их в компьютер, где специальное программное обеспечение строит графики, таблицы и визуальные модели, пригодные для дальнейшего анализа.
Такая платформа становится настоящей лабораторией на полу — она позволяет исследователю оценить:
Статическое равновесие — по колебаниям центра давления в трёх плоскостях можно выявить дисбалансы и неравномерность нагрузки.
Динамическое равновесие — способность удерживать устойчивость при движении.
Силу отталкивания — при прыжках или ускорениях платформа фиксирует как вертикальные, так и горизонтальные компоненты усилия.
Взрывную силу — анализ скорости изменения силы во времени показывает мощность мгновенных мышечных сокращений.
Выносливость — по изменению распределения давления и амплитуды колебаний во время длительной нагрузки можно судить о степени утомляемости.
Главное преимущество тензодинамических платформ заключается в объективности и воспроизводимости данных. Там, где тренер видит лишь качественные особенности движения, платформа предоставляет числовые параметры с высокой точностью. Это делает её незаменимым инструментом как в научных исследованиях, так и в практическом спорте и медицине.
Программные комплексы, сопровождающие современные платформы, автоматически анализируют и визуализируют результаты: строят графики, проводят статистическую обработку, сравнивают динамику показателей. Это превращает сложный эксперимент в наглядный и удобный инструмент педагогического контроля.
Конечно, высокая стоимость оборудования пока остаётся сдерживающим фактором. Тем не менее тенденция очевидна: тензодинамические платформы постепенно переходят из лабораторий и центров спортивной медицины в практику массового спорта. И, как когда-то секундомер или видеозапись, они вскоре могут стать обычным инструментом тренера, работающего не на интуиции, а на точных физических данных.
Пошаговая инструкция расшифровки и анализа динамограммы выполнения прыжка вверх
1. Загружаем по ссылке свой файл тензограммы с выполнением прыжка вверх.
Название файла: Фамилия.csv.
CSV (Comma-Separated Values) – это текстовый формат для хранения табличных данных.
2. Открываем файл программой MS Excel.
Видим огромный массив данных (от 3000 до 5000 строк). Каждая строка – это регистрация динамических характеристик с дискретностью 1 мс (1/1000 с).
3. Необходимо разделить все данные по столбцам. Для этого: 1)выделяем столбец «А», переходим на вкладку Данные —> Текст по столбцам. Выбираем «с разделителями», нажимаем Далее, выбираем «запятая», нажимаем Далее, нажимает Готово!
4.1. Готовим массив для анализа. Удаляем столбцы EventCounter, Sync и Aux.
Остаются следующие данные: Fx – нагрузка на платформу (вперед-назад)
Fy – нагрузка на платформу (влево-вправо)
Fz – нагрузку на платформу по вертикали (вверх-вниз)
Mx – момент силы по оси X
My – момент силы по оси Y
Mz –момент силы по оси Z
COPx – проекция центра тяжести по оси x
COPy – проекция центра тяжести по оси y
5. Заменяет все точки на запятые через ctrl+F.
6. Строим массив данных Fz по времени.
7. Строим график Fz по времени.
8. Сохраняем файл в формате excel.xlsx.
9. Отмечаем фазы вертикальными линиями и подписываем фазы. Оформляем график.
10. По фазе 1 находим статический вес. Чтобы исключить колебания вертикальной нагрузки, находим среднее по 100 точкам.
11. По фазе 2 находим импульс отталкивания (без учёта собственного веса) и максимальное значение силы отталкивания. Для этого, необходимо суммировать все элементарные импульсы I(i)=(F(i)-вес)*0,001 на протяжении всей фазы отталкивания.
12. По фазе 3 находим время полёта.
13 По фазе 4 находим максимальную нагрузку при приземлении.