本實驗工作要項及流程如圖 3- 13 所示,實驗流程與步驟詳述如下:
一、 確認參加者
依照本研究所設定之條件取樣,並與之聯絡確定施測時間、需自行準備 之器材等相關事宜。
二、 預詴
第一次預詴,以 1 位已經騎乘訓練台的成年男性為對象進行,於 2009 年 3 月中旬,在台東大學體育系動作行為實驗室進行。首先確認紅外線高速 攝影機架設位置以 4 台攝影機以四邊形包覆的擺放位置、高度儘量升高,以 求動作過程各位置反光球遮蔽情形減至最低。於預詴後檢驗所得的資料是否 完整。結果決定修改攝影機擺放的位置與數量,採半圓形包覆的方式放置 6 台高速攝影機(圖 3- 11)。
第二次預詴於 2009 年 4 月初在台東大學體育系動作行為實驗室進行,實 際以 1 位生手進行預詴,目的在確定資料擷取最佳時間、方法與再度檢視攝 影機的擺放位置。考量動作擷取系統的負荷與如何獲得更全面的資料,因此,
將原先設定的實驗方式:每天練習一次 10 分鐘,在第 1-2、5-6、9-10 分鐘資 料擷取方式,修正為每天 5 次,每次 2 分鐘,全程進行資料蒐集。結果發現 第 2 天結束前至第 3 天前幾次練習,參加者即可穩定的於訓練台上面騎乘,
但因考量個別差異的因素,因此將正式實驗的期程訂為 5 天,每天 5 次,每 次 2 分鐘;攝影機半圓形的包覆用於生手一樣可獲得完整的數據。
圖 3- 12 滾筒式訓練台操作方式與 power tap 安裝方式示意圖
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實驗前準備
正式實驗
事後處理 實驗操作流程
隔週 研究計畫確定
預試 確認實驗參加者
確認參加者狀況 系統校正
說明實驗要項 著裝
動作資料擷取
資 料 處 理 與 統 計 分 析
自行車滾筒式訓練台 騎乘訓練 時間:10 分鐘 踩踏頻率:80 rpm 功率:150 watts 進行資料擷取:
0-2 分鐘與 9-10 分鐘 休息 5 分鐘
立即表現測驗 時間:1 分鐘 資料擷取:1 分鐘
滾筒式訓練台騎乘 保留測驗
圖 3- 13 實驗流程圖
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三、 正式施測
時間:2009 年 4 月 13 日至 5 月 8 日;地點:台東大學體育系動作行為 實驗室。
四、 實驗前準備
以書面(如附錄)與口頭解釋告知參加者實驗流程、注意事項,並詢問 參加者生理狀況是否有異常情形,如:生病等。
五、 參加者填寫同意書及個人基本資料。
六、 反光球與電極定位
(一)反光球位置
1. 頭部:額骨上,眉心上方位置 2. 左、右肩關節:尖峰突上
3. 左、右肘關節:肘尖(尺骨鷹嘴突)
4. 左、右腕關節:尺骨莖突上 5. 左、右髖關節:關節外側 6. 左、右膝關節:髕骨上 7. 左、右踝關節:關節外側
8. 左、右腳小指趾骨第二趾節外側
9. 車架頭管:前方中央位置,前夾器上方 共 16 個位置,如下圖 3- 14 所示:
圖 3- 14 反光球位置圖
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(二)電極位置
雙腳股直肌中央、股二頭肌(長頭)、臀中肌,如圖 3- 15。
七、 儀器校正
(一)Qualisys Track Manager (QTM) 動作擷取系統
使用工具為 L 型校正架及 T 型校正棒。分別固定 6 架攝影機於 6 個 位置,且確認彼此不會有干擾之後開始進行校正:將 L 型校正架放置於滾 筒式訓練台位置,接著在攝影機拍攝範圍內以 T 型校正棒在 L 型校正架上 方揮舞,儘量使動作範圍內的三維空間平均佈滿參照點,讓紅外線攝影機 擷取校正棒上反光球在空間中的相對位置。校正之目的如下:
1. 建立實驗室之三度空間座標。
2. 建立實驗室原點所在位置。
3. 建立每台紅外線攝影機相對位置。
4. 確定反光球在實驗室的位置。
5. 使紅外線攝影機對於空間中移動之反光球計算出絕對位置(平均誤差範圍 在 1mm 以下)。
6. 確保反光球能均勻分佈在此次實驗空間中。每一台攝影機抓取到反光球的 座標,對應地面上 L 型校正架,當兩台攝影機抓取到同一個反光球時,便 能運算出此一反光球三度空間座標。
圖 3- 15 電極黏貼位置圖
註:a.上圖左為股直肌電極位置; b. 圖右下白色電 極為股二頭肌電極位置;c.紅色圈選位置為臀中肌電 極位置,電極貼於參加者兩側臀部上方皮膚之上,
在穿上緊身褲將電極包覆。
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(二)Noraxon TeleMyo 2400T G2 肌電測量儀器
1. 資料蒐集前,透過 MR-XP 1.07 Master Application Protocols 軟體觀察參加 者在全放鬆的狀態下肌電電訊號的震幅。
2. 肌電訊號值 5uV 以下,表示良好不需調整。
3. 肌電訊號值 5-10 uV,仍然為可接受之範圍亦不需調整。
4. 若肌電訊號值大於 10 uV,則必頇調整電極安置、進行皮膚的清潔或調整 傳輸線組的安裝。之後重新開機再進行一次校正。
5. 無線傳輸範圍為 100 公尺。
八、 實驗操作(圖 3- 16)
(一)自行車滾筒訓練台訓練
共 5 天,參加者每天進行 5 次,每次 2 分鐘的騎乘訓練。並以踩踏 頻率 80 rpm 及 150 watts 且騎乘 2 分鐘不落地為目標進行練習;過程中要 求實驗參加者於騎乘時儘量保持於訓練台中央不左右偏移、身體動作儘 量穩定且到達練習目標。
(二)立即表現測驗
每天自行車滾筒訓練台騎乘訓練結束後,休息 5 分鐘,接著進行時 間 1 分鐘的立即表現測驗。測驗情境與練習情境一致。
(三)保留測驗
5 天的騎乘訓練結束,相隔 1 週後進行保留測驗,時間為一分鐘(測 驗情境與練習情境一致)。
• 時間:10分鐘
• 踩踏頻率:80 rpm
• 2分鐘為一個區段
• 每日最多 10 分鐘
( 5 個2分鐘區段)
滾筒式訓練台 騎乘訓練
•時間:1分鐘
•資料擷取:1分鐘
立即表現測驗 • 時間:隔週
• 資料擷取:1 分鐘
保留測驗
圖 3- 16 實驗操作流程圖
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九、 資料蒐集
(一)運動學參數
以 QTM 動作擷取系統蒐集之。依照 實驗操作的流程,對參加者動作過程全程 進行資料蒐集,所以資料擷取時間為 5 個 2 分鐘,共 10 分鐘,擷取頻率為 240Hz。
(二)肌電訊號
使用 Noraxon TeleMyo 肌電測量儀 器依照實驗操作的流程,對參加者動作過 程全程進行資料蒐集。資料擷取時間與運 動學參數相同,擷取頻率為 1500Hz。
(三)踩踏頻率
透過 Power Tap 自行車功率計,
對踩踏頻率進行記錄,對參加者動作過程全程進行資料蒐集。
第六節 資料處理分析與統計