《Scientific Reports》:Analysis of the impact force and key technique of backward straight punch in different combat sports
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在格斗运动研究中,不同武术项目后手直拳及 sEMG 激活的对比分析尚缺。研究人员为探究其冲击力和 sEMG 特征,对拳击、套路(中国武术)、空手道运动员及对照组进行研究。结果发现拳击组冲击力最高,且肌肉激活模式有差异。该研究为格斗训练策略优化提供依据。
在竞技体育的大舞台上,格斗运动一直占据着独特且重要的地位。从古老的武术传承到现代的竞技赛事,格斗运动不仅是力量与技巧的较量,更是体育科学研究的热门领域。然而,尽管格斗运动研究颇为盛行,但其中仍存在不少尚未解开的谜团。就拿后手直拳这个常见动作来说,在不同的格斗项目里,其冲击力到底有多大差别?运动员在打出这一拳时,肌肉的激活模式又有何不同?过往的研究中,不同项目后手直拳的冲击力测试缺乏统一标准,测试环境也与实际比赛相差甚远,难以真实反映运动员在赛场上的表现。而且,对于不同武术项目间后手直拳和 sEMG 激活的对比分析,更是一片空白。在这样的背景下,为了深入了解格斗运动的技术奥秘,上海体育学院的研究人员展开了一项极具意义的研究。
他们以拳击、套路(中国武术)、空手道运动员以及体育教育专业学生(作为对照组)为研究对象,在随机信号刺激的条件下,对这些运动员打出后手直拳时的冲击力和 sEMG 特征进行了详细研究。研究成果发表在《Scientific Reports》上,为格斗运动领域带来了新的认知。
在研究过程中,研究人员运用了多种关键技术方法。首先,采用武术摆锤测力系统测量冲击力,该系统经校准且误差较小,能精准获取数据。其次,利用 16 通道 Noraxon 无线 sEMG 系统记录肌肉激活情况,为分析肌肉运动提供依据。同时,借助随机 LED 信号灯模拟实战中的反应情境,让实验更贴近实际。通过这些技术,全面收集并分析了不同组别的数据。
在研究结果部分,关于后手直拳冲击力,研究发现不同组别的表现差异明显。反应时间方面,各组之间并无显著差异(
P>0.05)。但在冲击力上,专注拳击训练的小组表现最为突出,达到了
3.96±0.45倍体重(BW)。四组的冲击力效果排序为:拳击 >
套路(中国武术) >
空手道 > 对照组。其中,套路(中国武术)、拳击和空手道组的冲击力显著高于对照组(span data-custom-copy-text="\(P0.01\)"
P<0.01),拳击组的冲击力又显著高于空手道组(span data-custom-copy-text="\(P0.01\)"
P<0.01),而套路和空手道组之间差异不显著(
P>0.05)。这表明拳击组反应速度快且力量强,空手道组数据波动大,套路组表现较为稳定,对照组则相对较弱。
表面肌电图(sEMG)结果也呈现出不同特点。在 iEMG 结果对比中,拳击组的肱桡肌和三角肌的 iEMG 测量值较高,前束和肱三头肌的 iEMG 水平也超过其他组,且前束的 sEMG 值与空手道组和对照组存在显著差异(span data-custom-copy-text="\(p0.05\)"
p<0.05、span data-custom-copy-text="\(p0.01\)"
p<0.01)。空手道组在肱桡肌和肱三头肌有大量肌肉放电,类似拳击组。对照组 sEMG 值最低,且部分腹部肌肉与其他组差异显著。肌肉贡献率方面,每组中主要发力的肌肉包括肱桡肌、肱三头肌和三角肌前束。拳击和对照组的躯干肌肉贡献率相似,套路组则有明显差异。进一步的相关性分析显示,冲击力与三角肌和肱桡肌之间存在中度正相关,相关系数分别为
0.535和
0.365(
p=0.05和
p=0.1),躯干肌肉中外侧斜肌与冲击力相关性略高。
从研究结论和讨论来看,不同格斗运动的后手直拳在冲击力和肌肉激活模式上存在显著差异。拳击运动员凭借强调爆发力的训练方式,能产生最高的冲击力;而套路和空手道运动员则展现出更具控制的肌肉激活模式,这与他们注重技巧而非单纯力量的训练理念相符。该研究明确了特定肌肉群在优化冲击力方面的关键作用,为格斗运动训练提供了重要的实践指导。拳击运动员可通过针对性的力量训练进一步提升爆发力,套路和空手道运动员则应着重提高动作精度和反应速度,并且信号反应训练有助于提升所有项目的打击效率。此外,研究还指出了自身的局限性,如 LED 随机时间窗口可能导致运动员预判、样本同质性限制技术多样性评估等,为后续研究指明了方向。这项研究为理解不同格斗运动后手直拳技术细节奠定了生物力学基础,对提升运动员表现和制定针对性训练方法具有重要意义,推动了格斗运动领域的科学发展。
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