현대무용 turn leap 동작의 생체역학적 분석 = A biomechanical motion analysis of the turn-leap in modern dance

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 현대무용 기본 응용 동작 중의 하나인 Turn Leap 동작을 대상으로 실패와 성공 시의 동작 특성을 과학적으로 접근하고, 영상분석법으로 무용 동작의 생체역학적 분석을 시도하여 효율적이고 합리적인 동작 수행을 위한 학습의 기초자료를 제공하여 현대무용 전공생들에게 과학적 근거자료를 제시하고자 하였다. 연구의 목적 달성을 위해 현대무용 10년 이상의 무용수를 대상으로 현대무용 기본 응용 동작 중의 하나인 Turn Leap 동작의 운동학적 변인 측정과 하지 근전도 측정을 위한 영상분석시스템, 지면반력 측정기, 근전도 분석 장비가 실험도구 및 분석 장비로 사용되었다. Turn Leap 동작의 실패와 성공 시의 동작 특성과 올바른 동작 제안을 위해 운동학적 변인과 운동역학적 변인으로 나누어 분석을 실시하였다. 주요변인은 시간, 거리, 속도, 각도, 각속도 등 운동학적 변인과 근전도, 지면반력과 같은 운동역학적 변인을 분석하였으며, 다음과 같은 결론을 내렸다.

첫째, 시간 요인에서 구간별 소요시간은 실패와 성공 시 P1에서 가장 많은 시간을 소요하였으며, P3에서 가장 짧은 시간을 소요하였다. 또한, P1은 실패 시에 더 많은 시간을 소요하였으며, P2에서는 성공 시에 더 많은 시간을 소요하였다. 또한, 전체 소요시간에서 실패와 성공 시의 체공 시간을 백분율로 나타낸 결과, 실패 시에 34.87%, 성공 시에 34.93%로 실패 시보다 성공 시에 근소하게 더 많은 시간을 소요한 것으로 나타났다. 따라서 성공적인 점프 동작을 위해 준비 동작은 정확하고 천천히 이루어져야 하며 빠르게 오른발 차는 동작을 통해 체공 시간을 늘리는 전략이 이루어진 결과로 생각된다.
둘째, 거리요인에서 실패와 성공 시 신체 중심의 좌우 위치변화는 도약의 시점인 E1에서부터 마지막 착지인 E5까지 신체 중심이 우측으로 점차 이동한 것을 알 수 있었다. 이는 Turn Leap 동작의 특성이 턴 동작과 립 동작의 연속 동작으로 진행방향인 우측으로의 이동 때문에 나타난 현상으로 판단된다. 신체 중심의 전후 위치변화는 도약의 시점인 E1에서부터 마지막 착지인 E5까지 신체 중심이 더 멀리 이동한 것을 알 수 있으며 특히, 첫 번째 도약 구간인 E1에서 E2 구간에서 가장 이동의 범위가 큰 것으로 나타났다. 실패 시와 성공 시의 차이는 전체적으로 성공 시에 더 멀리 이동한 것으로 나타났으며, 점프의 최고 높이는 실패 시는 0.766±0.041 m/ht이며, 성공 시에는 0.775±0.032 m/ht로 나타나 실패 시보다 성공 시가 더 높은 것으로 나타났다. 즉, 성공적인 Turn Leap 동작을 위해 좌우 이동 거리는 전체적으로 우측으로 이동하여야 하며, 더 큰 힘을 이용한 도약을 통해 점프 높이를 높이고 착지 시 멀리 이동한 것으로 판단된다.
셋째, 속도요인에서 신체 중심의 좌우 속도는 두 번째 도약을 위한 왼발 착지 이후 오른발 도약부터 착지 시까지 성공 시보다 실패 시에 우측으로의 신체 중심 속도가 빨라진 것으로 나타났다. 또한, 모든 이벤트에서 실패 시보다 성공 시에 전후 속도가 빠른 것으로 나타났으며, 실패와 성공 시 신체 중심의 수직 속도의 차이는 크게 나타나지 않았다. 결과적으로 신체 중심의 좌우 이동 거리와 같은 이유인 우측으로의 이동 결과로 판단된다.
넷째, 각도 요인에서 이벤트별 하지관절각도는 우측 고관절 각도변화에서 공중동작에서 성공 시 우측 고관절의 굴곡이 더 큰 것으로 나타났다. 또한, 우측 고관절 내외회전각도는 E2에서 실패 시에는 내측회전이 일어났으며, 성공 시에는 외측회전이 일어나 차이를 나타냈다. 좌측 고관절의 내외전각도는 모든 이벤트에서 실패 시보다 성공 시의 외전각도가 더 큰 것으로 나타났다. 이는 점프 동작에서의 오른쪽과 왼쪽 고관절의 턴 아웃 동작의 유지가 제대로 수행된 결과로 판단된다. 좌측 무릎관절의 내외전각도는 E2에서 실패 시보다 성공 시에 굴곡각도가 더 큰 것으로 나타나 차이를 보였다. 이는 더 큰 도약힘을 위해 무릎의 굴곡이 일어난 것으로 보인다. 좌측 발목관절의 내외전 각도는 E3를 제외한 모든 이벤트에서 외전 되었으며, E2에서 실패 시보다 성공 시가 더 큰 외전 각도를 나타냈다. 준비 동작 시 턴아웃 쁠리에 동작으로 인하여 나타난 결과로 판단된다. 특히, 도약과 착지를 나타내는 E1, E2, E3에서 실패 시보다 성공 시에 상체전경각이 작게 나타났으며, 공중동작인 E4에서도 실패 시보다 성공 시에 상체전경각이 작게 나타나 지면을 기준으로 상체가 유지 되어있는 것을 알 수 있었다. 이는 무용의 기본동작인 Pull up과 Turn out이 잘 수행된 결과로 보여 진다.
다섯째, 각속도 요인에서 도약 직전과 착지 지점 E2와 E5에서 실패 시 보다 성공 시가 높은 것으로 나타나 스타트인 오른발 착지 후 동체 회전 속도를 빨리하여 회전력을 얻은 것으로 보인다. 도약 구간의 동체 최대 회전 각속도 비교결과 실패 시에 –723.6±74.7 °/sec, 성공 시에 –752±118.7 °/sec로 성공 시 최대 회전 각속도가 더 높은 것으로 나타났다. 이는 준비 동작인 도약에서 성공적인 점프를 위해 회전각속도를 높이는 전략의 결과로 판단된다.
여섯째, 지면반력 요인에서 실패 시보다 성공 시 도약 구간의 최대 수직 지면반력이 더 높은 것으로 나타났다. 이러한 결과는 위에 언급한 점프 높이와 체공 시간과 상관관계가 있을 것으로 보이며 Turn Leap 동작에서 성공적인 요인으로 작용할 것으로 판단된다.
일곱째, 근전도 요인에서 스타트인 오른발 착지부터 왼발 착지까지의 도약 구간에서 실패 시가 성공 시보다 대퇴사두근의 근활성도가 높은 것으로 나타났다(좌측 외측광근 제외). 또한, 오른발 도약에서 우측 대퇴이두근(RT.BF)과 우측 전경골근(RT.TA)이 활성화 되었는데 성공 시가 실패 시보다 더 높은 근활성도를 나타냈다. 왼발 착지에서부터 왼발 도약 시까지 도약 구간은 성공 시가 실패 시보다 좌측 전경골근(LT.TA)과 좌측 외측광근(LT.VLO), 좌측 반건양근(LT.SEM)의 근활성이 높게 나타났다. 이는 왼발의 착지와 도약 시 활용되는 근육이 적절하게 사용되었음을 입증하는 결과라고 판단된다. 왼발 도약에서부터 신체 중심이 최고 높이 시의 공중자세 구간은 성공 시가 실패 시보다 양쪽 대퇴직근(RF), 양쪽 외측광근(VLO), 좌측 내측광근(VMO)과 양쪽 전경골근(TA), 양쪽 대퇴이두근(BF), 양쪽 외측 비복근(LAT.GA)에서 모두 높게 나타났다. 이는 왼발 도약에 대퇴 사두근의 역할과 추진력을 위한 외측 비복근의 사용이 적절하게 이루어진 결과로 볼 수 있다.

이와 같은 결론을 종합해 본 결과 Turn Leap의 성공적인 동작을 위해서는 턴과 립의 연속 동작 시 안정적인 동작 구현을 위해 지지 다리는 높은 수직 점프를 위해서 지면에서 떨어지는 E3에서 수직 속도를 빠르게 하여 체공 시간을 더욱 길게 함으로써 체공높이를 높게 하여 동작의 질을 향상 시킬 수 있으리라 판단된다. 또한, Turn Leap 동작을 수행하는 데 있어, 도약과 체공시간, 착지 시 고관절의 신전은 미적 요소를 충족하기 위한 가장 중요한 요소로 공중에서 다리를 들어 올려 180도 스트레치 형태를 유지 시켜 더욱 우아하고 정확한 동작을 보여주는 데 있다. 그러므로 다리를 들어 올려 양쪽 다리를 최대한 펴서 180도를 유지해주는 것이 Turn Leap 동작에서 가장 아름다운 공중 동작을 표현하는 방법이 된다. 또한, 회전 시 다리 동작은 더 높고 빠르게 정확한 방향으로 움직여야 하며 머리는 동작이 시작된 후 시선을 고정시켜야 한다. 몸통이 돌아갔을 때 원래 방향으로 정확히 머리를 회전시켜 고정시킴으로써 좀 더 깔끔한 동작 선과 착지를 이룰 수 있을 뿐 아니라 Turn Leap 동작의 성공률을 높일 수 있을 것이라 판단된다. 특히 불안정한 Turn 자세는 예술성을 감소시키고 정확한 동작 표현이 불가능함으로 올바른 피드백을 제공하기 위해서는 Turn Leap 단계 직전의 내딛기 동작에 대한 정확한 정보를 제공함으로써 Turn Leap을 효율적으로 수행하도록 지도하여야 하며, 도약 시 높이 점프하기 위해서는 발을 단계적으로 지면을 밀어 최대 수직 지면반력이 최고치가 되도록 하는 것이 바람직하다. 특히 착지 시에는 발끝부터 지면에 내딛고 천천히 쁠리에 하여 무릎을 구부려 착지 시간을 길게 안정적으로 하는 것이 우아한 동작과 충격으로부터 보호 하여 상해 예방에 도움이 될 것이다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study aims to perform biomechanical analysis of the dance movement(turn-leap) to investigate the characteristics of failures and successes in the movement. Five modern dancers(age: 20.60±0.55 year’s old, height 167.43±5.13cm, weight:55.00±1.58kg, experience: 11.00±1.00years) were recruited to achieve the purpose of the study. Three dimensional motion analysis system, Force plate and electromyography(EMG) system were used for the analysis. The kinematical and biomechanical variables computed were the time, distance, velocity, angle, and angular velocity, muscular activation and ground reaction force(GRF). The result obtained from the analysis are as follows:

1. Regarding the time factor taken for each phase, P1 had the longest time and the shortest at P3 in both failures and successes trials. In case of the hang time out of total time, failure trials were 34.87% and 34.93% in success trials, which shows that successful trials were slightly longer than in failure trials. Therefore, the preparation processes must be done accurately and slowly for a successful jump. The duration of flight can be lengthen by kicking the right foot quickly when jumping.
2. In terms of the distance factor in both the failure and success trials, the change the center of the mass(COM) i.e. medial/lateral and anterior/posterior - showed the COM moved gradually to the medial direction from the take-off(E1) to the final landing(E5). This seems to result from the fact the turn-leap movement is continuous sequence of a turn and a leap, moving to the medial direction.

3. From the take-off on the right foot after landing on the left foot to the final landing for the second leap, the velocity of the COM increased more in failure trials than in successes. Also, in all events, the velocity of the COM moving towards the anterior and posterior direction increased in successes than in failure trials. Whereas, the difference in the vertical velocity of COM between two conditions were not significant. The result obtained is considered due to the nature of the movement starting from the medial direction, which is the same reason as the moving distance of the center of the mass.

4. In case of the angle of lower limb joints for each event, the right hip flexion angle during the aerial movement was larger in success trials than in failures. The abduction angle was larger in successes than in failures in all events, which meant the turn-out motion of the right and left hip joints in the jump movement was performed successfully. The left knee flexion angle was larger in successes than in failures in order to obtain a larger jump force. In all events except for E3, the angles of the left ankle joint were abducted, and the abduction angle at E2 was larger in successes than in failures. It is considered as the result of turn-out and plié movements during the preparatory stage. In all events except for E5, the anterior angles of the upper body was obsereved to be smaller in successes than in failure trials, indicating that the upper body was standing upon the ground. This shows that the pull-up and the turn-out which are the basic movements of dance were well performed.

5. The angular velocity at E2 and E5 was higher in successes than in failures, which means the rotational force became greater due to the higher rotational velocity after the right foot landing. The maximum rotational angular velocity was found to be higher in successes(-752±118.7°/sec) than in failures(-723.6±74.7°/sec). This is judged to be the result of a strategy of increasing the angular velocity of rotation for a successful jump during the preparatory take-off phase.

6. The maximum vertical GRF of the jump was higher in successes than in failures. This result seems to be correlated with the jump height and the duration of flight, and it is considered to be a successful factor in the turn-leap movement.

7. The EMG activity of the quadriceps femoris muscles was higher in successes than in failures in the start phase which is from the right leg landing to the left leg landing(except for the left vastus lateralis). Also, the right femoral biceps(RT. BF) and the right tibialis anterior muscle(RT. TA) were activated in the right foot jump, and they showed higher muscle activity in successes than in failures. In the jump phase which covers from the left foot landing to the left foot take-off, the left tibialis anterior(LT. TA), the left vastus lateralis (LT. VLO), and left semitendinosus muscle(LT. SEM) showed higher muscle activity in successes than in failure trials. This seems to be a result of demonstrating that the muscles activated for landing and jumping of the left foot were appropriately used. In the flight movement phase, from the left foot jump to the highest point of body axis, EMG activity was higher in successes than in failures in all cases of the rectus femoris(RF), the vastus lateralis(VL), the left vastus medialis(VM), the tibialis anterior(TA), the biceps femoris(BF), and the lateral gastrocnemius(LAT. GA). This can be seen as a result that the quadriceps femoris muscle and the lLAT. GA muscle were used properly in the left foot jump for the propulsive force.

From the results stated above, it can be drawn that during the continuous sequence of a turn and a leap, the vertical rise velocity of the supporting leg should be increased at E3 to stay longer and higher the air. In addition, in performing the turn-leap movement, the duration of take-off and flight and the extension of the hip joint in landing are the most important factors to meet the aesthetic elements in order to display the more appealing and correct movement. Specifically, lifting the legs and maintaining both legs at the maximum angle of 180 degrees is the way to express the most beautiful aerial motion in turn-leap movement. Unstable turning movement, especially, not only reduces the artistry but also makes it impossible to express the movement accurately. Therefore, it is desirable to push the foot stepwise to the ground so that the vertical GRF becomes the maximum in order to increase the jump height. As well, instructors should provide students information about the stepping movement before the stage of taking a turn and leap for them to perform the turn-leap movement efficiently.

목차 (Table of Contents)

• 목 차
• Ⅰ. 서 론 1
• 1. 연구의 필요성 1
• 2. 연구의 목적 4
• 3. 연구의 제한점 5
• 4. 용어의 정의 5
• Ⅱ. 이론적 배경 8
• 1. 현대무용의 개념 8
• 1) 현대무용의 개념 8
• 2) 현대무용의 기본 동작 10
• 2. 선행연구 고찰 12
• 1) 무용관련 운동학적 연구 12
• 2) 무용관련 운동역학적 연구 14
• Ⅲ. 연구방법 17
• 1. 연구대상 17
• 2. 실험장비 17
• 3. 실험절차 19
• 4. 분석 구간과 변인 22
• 5. 자료 처리 및 분석 27
• IV. 연구결과 28
• 1. 운동학적 변인 28
• 1) 시간 요인 28
• 2) 거리 요인 31
• 3) 속도 요인 35
• 4) 각도 요인 39
• 5) 각속도 요인 52
• 2. 운동역학적 변인 54
• 1) 지면반력 54
• 2) 근전도 55
• V. 논의 60
• 1. 운동학적 변인 60
• 2. 운동역학적 변인 63
• V. 결론 및 제언 65
• 1. 결론 65
• 2. 제언 68
• VI. 참고문헌 69
• Abstract 75

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91 양승민, "퇴행성슬관절염 환자의 수중운동과 노르딕워킹운동 후 하지의 근활성도와 보 행형태에 및 통증변인 분석, 강릉원주대학교 대학원", 박사학위논문, 2009