Ukes Schwerpunktsbewegung beim Judowurf Uchi-mata als Indikator für eine erfolgreiche Durchführung

Inhaltsverzeichnis

0 Vorwort

1 Einleitung

2 Methode
2.1 Erste Überlegungen zur Körperschwerpunktbetrachtung
2.2 Durchführung der Vorstudie
2.3 Datenverarbeitung
2.4 Modellerstellung
2.4.1 Das Hanavan-Modell
2.4.2 Animation in SD 6.2
2.5 Der Körperschwerpunkt
2.5.1 Physikalischer Hintergrund des Körperschwerpunkts
2.5.2 Körperschwerpunktberechnung und Berechnung der Markerkurve
2.6 Die Hüftposition im Raum

3 Ergebnisse
3.1 Körperschwerpunkt und Markervergleich
3.1.1 Körperschwerpunktkurve während des Wurfes
3.1.2 Markerpositionen während der langsamen Wurfvariante
3.1.3 Markerkurve
3.1.4 Einführung eines Pointers
3.1.5 Position des linken und rechten Trochanters
3.2 Auswertung des Fragebogens
3.3 Auswertung der Hauptstudie
3.3.1 Bewegung in Richtung der y-Achse
3.3.2 Bewegung in Richtung der z-Achse
3.3.3 Bewegung in Richtung der x-Achse
3.3.4 Vergleich der Bewegung in Richtung der y-Achse mit der Bewegung in Richtung der z-Achse
3.3.5 Vergleich der Bewegung in Richtung der y-Achse mit der Bewegung in Richtung der x-Achse
3.3.6 Vergleich der Bewegung in Richtung der x-Achse mit der Bewegung in Richtung der z-Achse
3.3.7 Betrachtung der zurückgelegten Gesamtstrecke des Körperschwerpunktes

4 Zusammenfassung

5 Diskussion

6 Schluss

7 Literatur

8 Anhänge
8.1 Anhang A – Anthropometrie von Uke
8.2 Anhang B – Datenreihe Körperschwerpunkt von Uke während des Wurfes
8.3 Anhang C – Datenreihe Markerpositionen während des Wurfes
8.4 Anhang D – Datenreihe Pointerpositionen während des Wurfes
8.5 Anhang E – Datenreihe Durchschnitt der rechten und linken Trochanterposition während des Wurfes
8.6 Anhang F – Fragebogen Fortgeschrittene
8.7 Anhang G – Graphiken zu Kapitel 3.3.1 (y-Achse)
8.8 Anhang H – Graphiken zu Kapitel 3.3.2 (z-Achse)

9 Danksagungen

10 Erklärung

0 Vorwort

Judo ist mehr als ein Sport. Judo ist Siegen durch Nachgeben und gegenseitiges Helfen und Verstehen. Das technische Prinzip steht dem moralischen gegenüber. Vielleicht hat mich Judo deswegen schon immer fasziniert. Nicht nur das Gegeneinander, sondern auch das Miteinander stehen im Training im Vordergrund. Vertrauen zu seinem Partner und Verantwortung für ihn zu übernehmen, ohne diese beiden Voraus­setzungen ist kein Judo-Training möglich.

Der Uchi-mata ist nicht nur einer der häufigsten, beliebtesten und erfolg­reichsten Wettkampfwürfe, sondern er gehört auch zu meinen Spezial­techniken. Mit diesem Wurf habe ich unzählige Kämpfe gewonnen. Grund genug diesen einmal genauer zu betrachten.

Vorliegende Arbeit geht in der Einleitung kurz auf die geschichtlichen Hintergründe des Judos ein und motiviert die Fragestellung. In Kapitel 2 werden die Methoden, die für die Untersuchung notwendig sind, bereit­gestellt. Kapitel 3 wertet die gewonnen Daten aus und in Kapitel 4 werden die Ergebnisse nochmals übersichtlich zusammengefasst. In der Diskussion schließlich wird auf diese neuen Erkenntnisse eingegangen – auch unter dem Aspekt des Trainings und anderen interessanten Weiterführungen. Ebenso finden sich in diesem Teil weitere Frage­stellungen und Hypothesen wieder. Ein Schlussteil rundet diese Arbeit ab.

„Die Menschen sind Rivalen im Wettkampf,
aber geeint und Freunde durch ihr Ideal in der Ausübung ihres Sportes
und noch mehr im täglichen Leben.“
(Jigoro Kano, 1860-1938, 12. Dan) [5]

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Judo in Action nach [1]

Key point: "A strong pull with both hands will insure you're getting your left leg in far enough." by Kazuzo Kudo

1 Einleitung

Judo wurde in den letzten Jahrzehnten eine immer beliebtere Sportart. Bereits 1964 wurde der Männerwettbewerb olympisch, 1992 kamen die Frauen hinzu. Eine ähnliche Tendenz zeigen auch die Mitgliederzahlen des Deutschen Judo-Bundes (DJB): Lagen diese nach dessen Anga­ben 1959 noch bei 18 061, davon 16 960 männliche und 1 001 weibliche Mitglieder, so sind sie bis zum vorletzten Jahr auf insgesamt 200 302, davon 140 021 männliche und 60 281 weibliche Judokas, gestiegen (vgl. auch Abbildung 2).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2: Mitgliederzahlen des DJB

Judo, übersetzt der sanfte Weg, geht zurück auf seinen Gründervater Jigoro Kano (*28.10.1860 in Mikage bei Kobe, † 04.05.1938), der 1882 in Tokio den Kodokan, die noch heute berühmteste Übungsstätte des Judos, gründete. Dieser entwickelte die Sportart aus dem viel älteren Jiu-Jitsu, indem er die Techniken nach dem Prinzip des „Siegens durch Nachgeben“ auswählte und die 40 Grundwürfe zur Grundlage der Gokyo zusammenfasste. Darüber hinaus sollte Judo nicht nur eine Schulung für den Körper sein, sondern Kano legte ebenso Wert auf die Erziehung seiner Schüler, eine Schulung für den Geist, auf der Suche nach Konzentration und Ruhe (vgl. Weinmann, 1987). Judo soll also auch der Persönlichkeitsentwicklung dienen und somit einen gesell­schaftlichen Wert annehmen. Einen zentralen Stellenwert besitzen hier die Prinzipien der Einheit von Körper und Geist sowie die Einheit von Ausbildung und Erziehung. Kano kommt somit der besondere Ver­dienst zu, die ethischen Werte des Kampfsports entdeckt zu haben (Peters, 1997, S. 9-19).

„Das Prinzip der maximalwirksamen Anwendung von Körper und Geist ist ein grundlegendes Prinzip, das die gesamte Technik des Judo durchdringt. Somit ist Judo im weitesten Sinne des Wortes Wissenschaft und Methodik vom Training des Körpers und der Seele sowie auch Regulation aller Lebensprozesse.“ (Prof. Jigoro Kano Shihan (1860-1938), zitiert nach Peters, 1997, S. 9)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 3: Jigoro Kano, Begründer des Judos, aus: Weinmann, 1987, S. 13

Anfang des 20. Jahrhunderts kam Jiu-Jitsu nach Europa, 1906 wurde in Berlin von Erich Rahn die erste Jiu-Jitsu-Schule gegründet. Im Jahr 1922 wurde die erste deutsche Jiu-Jitsu-„Profi“-Meisterschaft ausge­tragen. 1932 wurde die Europäische Judo-Union gegründet, 1934 wurde die erste Europa-Meisterschaft in fünf Gewichtsklassen ausge­tragen und der Deutsche Judo-Ring gegründet, ein Vorläufer des Deutschen Judo-Bundes. Im zweiten Weltkrieg kommt jedoch der Wettkampfsport zum Erliegen, 1945 wird Judo von den Alliierten ver­boten und erst allmählich kommt der Sportbetrieb wieder in Gang. So wird Judo 1949 in den Deutschen Schwerathletik-Verband aufge­nommen und 1956 von Heinrich Frantzen der Deutsche Judo-Bund gegründet. Noch im selben Jahr finden die ersten Judo-Weltmeister­schaften statt und – wie schon oben erwähnt – wurden schließlich 1964 bei der Olympiade in Tokio erstmals Judokämpfe ausgetragen. Seitdem findet Judo eine immer stärkere Verbreitung und in jedem Jahr werden regelmäßig regionale, nationale und internationale Einzel- und Mannschaftsmeisterschaften ausgetragen (vgl. Weinmann, 1987, S. 9-14).

Dennoch bedarf es nach Müller-Deck, habilitierter Sport(Judo)Wissenschaftler, eines Fortschritts im deutschen Judosport, da die Entwicklung des Leistungsniveaus hierzulande in den vergan­genen Jahren nicht gerade positiv verlaufen ist. Dies führt er unter anderem auch darauf zurück, dass trotz eines beträchtlichen Vorhan­denseins von Forschungs- und sportwissenschaftlicher Einrichtungen das fundierte Betreuungssystem, das auf Grundlagenforschung auf­baut, fehlt. Laut ihm sind Arbeitsansätze nötig, die unter anderem die „biomechanische Analyse von Techniken und Kampfhandlungen mit einschließen“ (Müller-Deck, 2003, S. 25). Dies ist nur eine von vielen Rechtfertigungen, die die Notwendigkeit dieser Studie aufzeigen, ein­mal eine ganz spezielle Technik, hier den Uchi-mata (Schenkelwurf), genauer unter die Lupe zu nehmen.

Der Uchi-mata zählt zu den oben bereits erwähnten 40 Würfen der Gokyo und gilt nach Weinmann (1984, S. 48) und Neu (1997, S. 137) international sogar als häufigster Kampfwurf und nach O-soto-gari (große Außensichel) als zweit effizienteste Technik (Neu, 1997, S. 138), denn bei seiner Ausführung wird fast immer ein Waza-ari, eine halbe Wertung, erreicht. Da die meisten Weltspitzenathleten nur ein bis drei Spezialwurftechniken vervollkommnen und stabilisieren (vgl. Nowoisky, 1997, S. 147), lohnt es sich besonders die biomecha­nischen Besonderheiten dieser beliebten Technik herauszuarbeiten.

Doch schauen wir uns zunächst einmal die einfachen Bewegungs­merkmale dieser Technik, so wie man sie in den meisten Judobücher beschrieben findet (vgl. z.B. Weinmann, 1984, 1987, 1991; Kaffenberger, 1996), an:

In der Nage-waza (Gruppe sämtlicher Judo-Wurftechniken) werden die Judowürfe in drei Gruppen eingeteilt (siehe auch Abbildung 4):

1. Tachi-waza (Gruppe sämtlicher Judo-Standtechniken, von japa­nisch Tachi: Stand, im Stehen), die wiederum unterteilt wird in:

a. Te-waza (Gruppe sämtlicher Hand-, Arm- und Schulter­würfe, von japanisch Te: Arm, Hand, Schulter)

b. Koshi-waza (Gruppe sämtlicher Hüftwurf-Techniken, von japanisch Koshi bzw. Goshi: Hüfte)

c. Ashi-waza (Gruppe sämtlicher Wurf- und Beintechniken, von japanisch Ashi: Fuß, Bein)

2. Sutemi-waza (Gruppe der Selbstfalltechniken, bei denen also Tori mit zu Boden geht, von japanisch Sutemi: sich opfern), die wiederum unterteilt wird in:

a. Ma-sutemi-waza (Judo-Körperwürfe durch die Rücken­lage)

b. Yoko-sutemi-waza (Judo-Körperwürfe durch die Seiten­lage)

3. Kaeshi-waza (Gruppe sämtlicher Abwehrangriffe, von japanisch Kaeshi bzw. Gaeshi: Abwehr eines Angriffs, Kontertechnik)

Der Uchi-mata gehört zu den Würfen aus dem Stand, also zur Gruppe Tachi-waza, genauer zu den Fuß- und Beinwürfen, also in die Gruppe der Ashi-waza-Techniken.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 4: Klassifikation der Judo-Wurftechnik, aus: Weinmann, 1991

Ein Wurf kann im Allgemeinen nach Nowoisky in drei Phasen eingeteilt werden: Die erste Phase besteht aus der Gleichgewichtsbrechung (japanisch: Kuzushi). Hierbei wird der Partner gefasst und angerissen. In der zweiten Phase beginnt der Wurfansatz. Tori (von japanisch Toreru: nehmen, greifen; also ist Tori der Angreifende, der Werfer) dreht sich ein und hebt Uke (von japanisch Ukeru: erleiden, empfan­gen; also ist Uke der Angegriffene) aus. In der dritten Phase schließlich erfolgt der Niederwurf, indem Uke weiter ausgehoben und schließlich zu Fall gebracht wird.

Haben wir soeben die Wurfausführung in drei Phasen eingeteilt, so kann diese – wird der Wurf unter physikalischen Gesichtspunkten be­trachtet – in zwei Gruppen eingeteilt werden (Nowoisky, 1997, S. 147). Zum einen kann der Wurf gelingen, indem ein Drehmoment am Gegner wirkt. Hier wird Uke im Verlauf des Wurfes von seinen Stützflächen weggedreht oder er wird über ein Hindernis geworfen. Zum anderen kann der Wurf durch Anheben des Gegners in der ersten und zweiten Phase des Wurfes erfolgreich sein. Die Wurfweiterführung erfolgt dann ebenfalls mit einem Drehmoment. Die Kräfte werden sowohl über die Arme des Werfenden als auch durch den Kontakt mit Rumpf oder Bei­nen auf den Gegner übertragen und auch durch eine Massenver­lagerung kann ebenfalls eine günstige Impulsübertragung erzielt werden.

Beim Uchi-mata gibt es viele verschiedene Variationen, die sich in Fassart, Eingangsmöglichkeit, Beinansatz etc. unterscheiden. Die Grobeinteilung erfolgt jedoch in eine Unterscheidung zwischen Hüftwurf (Koshi-Uchi-mata, von japanisch Koshi: Hüfte) und Beinwurf (Ashi-Uchi-mata, von japanisch Ashi: Fuß, Bein). Schulungsgemäß, d.h. laut Gokyo, greift Tori mit der linken Hand den rechten Ärmel von Uke und mit seiner rechten Hand Ukes Kragen hinten am Genick. Als eine mög­liche Variation fasst Toris rechte Hand Ukes Jacke am linken Schulter­blatt oder am linken Revers. Eingedreht wird normalerweise, indem Tori seinen rechten Ballen diagonal innen neben Ukes rechten Fuß setzt und dabei den Gegner mit beiden Händen vorwärts zieht. Als nächstes setzt Tori seinen linken Fuß hinter dem rechten vorbei und dreht sich auf dem rechten Ballen so ein, dass seine Zehen in Wurf­richtung zeigen. Dies wird auch auf den ersten beiden Bildern folgender Abbildung nochmals sichtbar:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 5: Uchi-mata Bewegungsbilder nach Weinmann, 1984

Auf dem dritten Bild in Abbildung 5 schwingt nun Ukes rechter Ober­schenkel unter anhaltendem kräftigem Zug der Arme nach hinten. Sein gestrecktes Bein trifft bei der Ashi-Variante Ukes linken Oberschenkel. Der Ansatz an dieser Stelle ist biomechanisch gesehen am Besten, da hier Uke wegen des idealen Drehpunkts nahezu ohne Armzug fallen kann. Dies wird im weiteren Verlauf der Studie noch von Bedeutung sein. Eine Variante des Eindrehens ist z.B. die Daigo-Methode, bei der Tori in die Wurfposition springt. Weiterhin kann Tori seinen Gegner auflaufen lassen oder mit einem Tai-otoshi ähnlichen Wurfeingang, der hier nicht näher erläutert wird, werfen. In der letzten Phase wird Uke schließlich zu Fall gebracht. Hierzu beugt sich Tori stark nach vorne links und bringt seinen Kopf in Mattennähe. Es ist darauf zu achten, dass er dabei den Kontakt zu Ukes Oberkörper nicht verliert. Zuletzt rollt er den Gegner über sich zu Boden, wie dies auch auf dem letzten Bild in Abbildung 5 zu sehen ist.

In weiteren Ausführungen muss Toris Oberschenkel nicht immer Ukes linken Oberschenkel treffen, sondern er kann auch direkt zwischen Ukes Beine schwingen. Für große Gegner empfiehlt es sich sogar Ukes rechten Oberschenkel anzugreifen. Weitere Varianten finden sich in Weinmann (1984, S. 49-51) wieder.

Obwohl der Wurf in der Gokyo ein Wurf ist, bei dem Tori stehen bleibt, sieht man im Wettkampf häufig, dass Tori mit zu Boden geht (vgl. Mosbach, Heinze, Bender, 1997).

Weiterhin ist Uchi-mata eine beliebte Kontermöglichkeit auf Tani-otoshi (Talfallzug) und er wird in Kombination mit angetäuschtem Ko-uchi-gari (kleine Innensichel) oder als Kombination mit nachgestelltem Hidari-seoi-nage (Schulterwurf) (vgl. Olympische Spiele 1984, Finalkampf von Frank Wieneke (GER) gegen Neil Adams (GB) in der Gewichtsklasse
-78 kg) gesehen. Eine Kontermöglichkeit auf Uchi-mata durch Aus­weichen ist Tai-otoshi, durch Blocken Te-guruma (vgl. [4]).

Doch was macht diesen Wurf so erfolgreich und beliebt? Sieht man sich den Finalkampf der Damen -48 kg in Sydney 2000 zwischen Tamura (JPN) und Brouletova (RUS) an (aus: [2]), so beobachtet man, dass die Japanerin auf ihrer rechten Seite engen Körperkontakt zu ihrer Gegnerin hat und blitzschnell mit ihrem Schwungbein die Rivalin über ein Drehmoment von ihrer Stützfläche, dem rechten Bein, weggedreht. Brouletovas Hüfte scheint dabei nach oben und auch etwas nach vorne zu wandern, wobei Tamura während des Wurfes selbst mit zu Boden geht. Doch wie wandert der Schwerpunkt der Rus­sin, die in diesem Fall Uke ist, genau? Wie weit nach oben bzw. nach vorne geht dieser während des Wurfes? Und hängt diese Wanderung des Schwerpunkts davon ab wie gut der Wurf ausgeführt wird?

Mit diesen Fragen wird sich vorliegende Arbeit unter anderem beschäf­tigen. Das Ausgangsproblem wird dabei sein, wie der Schwerpunkt überhaupt mit nur geringem Aufwand möglichst genau berechnet wer­den kann. Kann dieser durch nur wenige Marker, d.h. durch markierte Punkte, an der Hüfte relativ genau approximiert werden?

Anschließend wird die Körperschwerpunktbahn von Uke untersucht. Wie verhält sich diese, wenn Uke von verschiedenen Athleten ge­worfen wird? Diese Werte werden dann in Zusammenhang mit ver­schiedenen Parametern, die in einem Fragebogen erfasst wurden, wie zum Beispiel der Fähigkeit des Uchi-matas oder der Wettkampffähig­keit von Tori, gesetzt und untersucht.

2 Methode

2.1 Erste Überlegungen zur Körperschwerpunktbetrachtung

Die ersten Überlegungen gingen der Frage nach, ob man den Körper­schwerpunktverlauf bei einem fallenden Athleten einfach mittels nur weniger Marker untersuchen kann. Gibt es eine Möglichkeit, diesen einmal ausführlich zu analysieren und mit dieser Information auf die Körperschwerpunktbahn von anderen Athleten zu schließen? Anders ausgedrückt: Kann man den Körperschwerpunkt genau genug durch einen einzigen Marker annähern oder verhält sich die Bahn des Kör­perschwerpunkts während des Fallens so, dass zwischen Marker und tatsächlichem Körperschwerpunkt eine Ausgleichsfunktion bestimmt werden muss? Das Problem, das an folgender Skizze nochmals ver­deutlicht wird, wollte ich in einer Vorstudie herausfinden.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 6: Ausgleichsfunktion f(x) = g(x) - h(x)

Ausgang hierfür gibt auch Abbildung 7 (Sacripanti, 1989, S. 70), die einen Judoka in der Kampfposition zeigt, der gerade seinen Gegner greift. Hierbei sieht man, dass sich der Körper­schwerpunkt (KSP) nicht im Körper des Athleten befindet, sondern durch die etwas gebeugte Hal­tung, die dadurch entsteht, dass zwischen den beiden Athleten starke Kräfte wirken, aus dem Körper herauswandert.

Abbildung 7: Körperschwerpunkt eines

Judokas während des Griffs, nach: Sacripanti

Diese Tatsache lässt also vermuten, dass ein einziger Marker, der auf den Körper des Athleten aufgeklebt wird, den Körperschwerpunkt somit nicht genau genug annähern kann.

Auf folgenden Abbildungen wird ebenfalls nochmals verdeutlicht, dass der Schwerpunkt kein starrer Punkt ist, sondern je nach Lage des menschlichen Körpers wandert (Kassat, 1993, S. 53-54).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 8: KSP in gebückter Haltung

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 9: KSP-Veränderung beim Aufrichten in den Zehenspitzenstand und Heben eines Beines

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 10: systematische Wanderung des KSP auf Grund von Teilkörperbewegungen des Rumpfes

Befindet sich der Körper jedoch in aufrechter Position mit gesenkten Armen, so gilt als Faustregel für die Lage des Körperschwerpunktes: etwa vier bis fünf Zentimeter über der Mitte der Querachse durch das Hüftgelenke, also in der Nähe des dritten Kreuzbeinwirbels (Kassat, 1993, S. 53). Hier etwa sollte der Marker aufgeklebt werden, so dass zumindest im Stand nur geringfügige Unterschiede zwischen Marker­position und tatsächlichem Schwerpunkt entstehen.

Wir sehen also schon gleich am Anfang, dass es einen Unterschied zwischen Körperschwerpunkt und Hüftposition gibt. Während in Abbil­dung 10 die Hüfte nicht von der Stelle bewegt wird, bewegt sich der Körperschwerpunkt dennoch aus dem Körper heraus nach unten. Dies gibt die Notwendigkeit sowohl den Körperschwerpunkt als auch die Hüftposition getrennt zu betrachten.

2.2 Durchführung der Vorstudie

Als Uke diente mir für die komplette Studie ein 1. Kyu Träger (1.82 m, 73 kg, Anthropometrie siehe Anhang A) sowie als Tori für die Vorstudie – ich selbst – ebenfalls 1. Kyu Träger (1.68 m, 56 kg). Bei Uke wurde ein Marker in Gürtelhöhe mittig auf seinen Rücken gesetzt. Diese Posi­tion soll den in Abschnitt 2.1 aufgeführten Körperschwerpunkt in Stand­position simulieren. Es wurde bewusst der Gürtel als Position gewählt, da dieser bei eventuellen erneuten Aufnahmen an gleicher Stelle sitzen wird und somit dann zur Vorstudie nur zu vernachlässigende Unter­schiede entstehen würden.

Aufgenommen wurden während der Vorstudie fünf Würfe des Uchi-matas mit jeweils fünf Videokameras (50 Hz), eine langsame Variante des Wurfes mit vier ausgewählten Positionen sowie Uke in gebeugter 90° Stellung. Gefilmt wurde hierbei von der Seite, was auch aus Abbil­dung 14, welche den Kameraaufbau zeigt, ersichtlich wird.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 11: Aufnahme des Kubus, welcher die Orientierung für die Koordinatenachsen bei der Digitalisierung vorgibt, aus Sicht von Kamera 2

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 12: Position 4 der langsamen Wurfvariante aus Sicht von Kamera 2

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 13: gebeugte Haltung von Uke aus Sicht von Kamera 2

Folgende Skizze zeigt den Kameraaufbau der Vorstudie:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 14: Kameraaufbau der Vorstudie

2.3 Datenverarbeitung

Von diesen eben erwähnten fünf Würfen wurde der beste Wurf ausge­sucht und die Aufnahmen mit Adobe Premiere auf den Computer über­spielt. Danach wurden sie mit dem Modul Trimmer von APAS (Ariel Performance Analysis System) getrimmt, das heißt synchronisiert und gleichzeitig geschnitten. Anschließend wurden sie mit dem Modul Digitize von APAS digitalisiert. Hierbei wurden zuerst 18 Kontrollpunkte des Kubus als Koordinaten angegeben. Danach wurden die relevanten Punkte aus Sicht von je mindestens zwei Kameras digitalisiert, damit später eine 3D-Animation gemacht werden kann. Als nächstes wurden die einzelnen „views“, also die verschiedenen Ansichten des Wurfes, mit dem Modul Transform von APAS zusammengesetzt. Hierbei konnte man schon erkennen, ob beim Digitalisieren alles funktioniert hat. Zum Schluss konnte man mit APAS Text eine apa-Datei mit allen Koordi­naten in Tabellenform erstellen, damit die Daten mit Human Builder weiterverarbeitet werden können. Dies wird noch genauer in Kapitel 2.4 erklärt. Die gleiche Prozedur wurde auch mit den Aufnahmen der lang­samen Wurfvariante sowie mit der Extremposition (Uke in gebeugter Stellung) gemacht.

Als Digitalisierungsschema wurde das Schema „Standard 18 & Spine“ benutzt, welches auf folgender Graphik anschaulich gemacht wird:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 15: Digitalisierungsschema "Standard 18 & Spine", aus: Human-Builder

Während dem Digitalisieren wurden somit 19 Marker an folgenden Stellen – rechtes Ohr, rechtes Schultergelenk, rechtes Ellenbogengelenk, rechtes Handgelenk, rechte Hand, rechtes Hüftgelenk, rechtes Kniegelenk, rechtes Fußgelenk, rechter Fuß, linkes Ohr, linkes Schulter-gelenk, linkes Ellenbogen-gelenk, linkes Handgelenk, linke Hand, linkes Hüft-gelenk, Kniegelenk, linkes Fußgelenk, linker Fuß und Brustbein – in dieser Reihen-folge pro Bild von Hand angenähert.

Weiterhin wurde eine Datenreihe erstellt, die die Positionen des Mar­kers während des Wurfes enthält. Diese wird später für den Vergleich von Markerposition und tatsächlichem Körperschwerpunkt benötigt.

2.4 Modellerstellung

Die Modellerstellung erfolgte anschließend mit dem Programm Human-Builder, welches die apa-Dateien der digitalisierten Bewegung mit den anthropometrischen Messdaten von Uke verbindet. Hierbei werden also die apa-Dateien für das Programm SD 6.2 (Solid Dynamics) auf­bereitet. Bevor jedoch das Projekt erstellt wurde, wurden die Daten noch mit einem Filter (Moving Average) gefiltert, damit die Simulation hinterher „rund“ läuft und kleine Fehler, die durch die Annäherung der Marker von Hand gemacht wurden, geglättet wurden. So konnte die Bewegung schließlich mit Solid Dynamics 6.2 animiert werden.

2.4.1 Das Hanavan-Modell

Das Hanavan-Modell, welches dem Simulationsprogramm zu Grunde liegt, ist ein Multi-Segment Modell, das aus fünfzehn geometrischen, starren Segmenten, wie z.B. Zylinder mit elliptischer Grundform für den Oberkörper, ein Ellipsoid für den Kopf, Kugeln für die Hände, Kegel­stümpfe für Ober- und Unterarme sowie für Ober- und Unterschenkel und Füße, besteht. Es wurde 1964 von E. P. Hanavan als mathemati­sches Modell für den menschlichen Körper entwickelt. Der Vorteil dieses Modells liegt darin, dass man nur wenige Maße kennen muss, um den Körperschwerpunkt oder das Träg­heitsmoment für jedes einzelne Kör­persegment berechnen zu können.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 16: Hanavan-Modell des menschlichen Körpers aus: Enoka, 1994

Jedoch müssen drei Annahmen gemacht werden, die die Genauigkeit des Körpermodells einschränken:

1) Die Segmente müssen starr sein,
2) die Grenzen zwischen den Segmenten müssen klar bestimmt sein und
3) die Segmente müssen jeweils eine einheitliche Dichte haben.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 17: Hanavan-Modell einer laufenden Frau, simuliert mit SD 6.2

In der Realität trifft dies jedoch nicht ganz zu, denn die verschie­denen Körperteile können sich während einer Bewegung verän­dern (z.B. Schwabbelmassen innerhalb eines Segments), die Grenzen zwischen den einzelnen Segmenten sind verschwommen und innerhalb eines Segments kann sich die Dichte ebenfalls verändern (Enoka, 1994, S. 45).

2.4.2 Animation in SD 6.2

Im Folgenden kommt nun eine Bildreihe des Wurfes Uchi-mata, die mit SD 6.2 simuliert worden ist. Sie zeigt den fallenden Uke während des Wurfes bei der Vorstudie:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 18 : Bildreihe des Uchi-matas, animiert mit SD 6.2 (1 Bild pro 0.1 Sekunden)

2.5 Der Körperschwerpunkt

Im ersten Teil dieser Arbeit geht es nun darum, die Köperschwerpunkt­bahn von Uke zu betrachten. Wie verhält sich der Körperschwerpunkt während des Judowurfes Uchi-mata? Und wie verhält sich der Schwer­punkt im Vergleich zu Ukes Hüftposition? Später wird diese Schwer­punktsbewegung dann mit gewissen Parametern von Tori in Relation gesetzt. Doch zuerst schauen wir uns einmal die biomechanischen Besonderheiten des Körperschwerpunktes an und auf welche unter­schiedlichen Weisen man diesen berechnen kann.

2.5.1 Physikalischer Hintergrund des Körperschwerpunkts

Der Körperschwerpunkt kann als der Punkt gedacht werden, an dem ein Körper ausbalanciert werden kann. Dies bedeutet anschaulich: Lege ich den Körper mit dem Schwerpunkt auf eine Messerspitze, so fällt dieser nicht herunter. Weiterhin teilt jeder Körperschnitt, der durch den Schwerpunkt geht, den Körper in zwei gleich schwere Teile (vgl. Özkaya und Nordin, 1999, S. 73).

Die Gewichtskraft greift an diesem Punkt jedoch nur scheinbar an (Kassat, 1993, S. 48). Betrachten wir folgendes Beispiel, an dem die wirkenden Teilschwerkräfte gut erkennbar werden: Wir nehmen einen sehr langen Stab und balancieren ihn in seinem Schwerpunkt aus. Dann deformieren die Teilschwerkräfte an beiden Seiten den Stab bogenförmig, weil die Massenteile sich beeinflussen, da sie aneinan­derhaften.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 19: gerader Stab

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 20: bogenförmig deformierter Stab

Dieses Prinzip findet auch bei der Hilfestellung im Sport Anwendung. Soll ein abschwingender Körper abgefangen werden, so muss man den Gewichtskräften der Teilkörper entgegenwirken und es ist nicht sinnvoll nur seinen Schwerpunkt zu stützen:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 21: abschwingender Körper mit Gewichtskraft von Gesamtkörper und Teilkörpern, aus: Kassat, 1993

Zur Bestimmung des Körperschwerpunktes gibt es viele verschiedene Untersuchungsmethoden, denn dieses ist ein Thema, das die Wissen­schaft schon seit langer Zeit beschäftigt. So wurden viele experimen­telle Methoden entwickelt, wie z.B. eine Versuchsperson so lange auf einem Brett hin und herschieben bis sich das Gleichgewicht über einem prismatischen Balken eingependelt hat. Diese Methode nach Borelli ergibt aber nur die Wirkungslinie des Körperschwerpunktes und nicht den Schwerpunkt selbst. Neben experimentellen Methoden wurden aber auch analytische Lösungswege gefunden. Hierzu muss man alle Einzelschwerpunkte und die Körperteilgewichte kennen. Auch hierzu gibt es wieder verschiedene Möglichkeiten, an Hand deren man von diesen Werten zu dem gesuchten Körperschwerpunkt gelangt.

Ich möchte hier nun nur noch eine weitere Methode etwas ausführlicher aufführen und auf weiterführende Literatur (z.B. Özkaya und Nordin, 1999; Hochmuth, 1980 etc.) verweisen.

Experimentelle Körperschwerpunkt-Bestimmung nach Basler (vgl. Hochmuth, 1980, S. 113ff):

Bei dieser Methode wird eine spezielle Schwerpunktswaage verwen­det. Die Waage besteht aus einer Dreiecksplattform eines gleich­seitigen Dreiecks, das an zwei Ecken auf einer Personenwaage auf­liegt. Die dritte Ecke wird starr unterstützt. Der Körper wird auf die Dreiecksplattform gelegt und entsprechend der Teilgewichte, die in den Ecken wirken, wird der Körperschwerpunkt ermittelt. Dies funktioniert, da die Summe der Teilgewichte gleich dem Eigengewicht sein muss, welches natürlich auch bekannt sein muss. So kann aus den Beträgen der Teilgewichte und aus den Abständen der Auflagepunkte vonein­ander (vgl. Abbildung 22, Auflagepunkte mit Waage A und B, starrer Punkt C, Abstände der Auflagepunkte voneinander a, b, c) der genaue Ort des Körperschwerpunktes berechnet werden.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 22: Schwerpunktbestimmung durch Auswiegen auf einer gleichseitigen Dreiecksplattform, aus: Hochmuth G., 1980, S. 113

2.5.2 Körperschwerpunktberechnung und Berechnung der Markerkurve

Doch wie berechne ich nun konkret den Körperschwerpunkt von Uke? Das Programm SD 6.2 macht es uns nun besonders bequem, da es die Koordinaten des Körperschwerpunktes zu jedem Zeitpunkt der Bewe­gung ausrechnet. Die Werte finden sich in Anhang B wieder.

Die nächste Abbildung zeigt uns die Ausgangsposition von Uke vor dem Wurf, ebenso den Koordinatenursprung des Programms SD 6.2. Wir schauen direkt seitlich auf die Person, also auf die x-y-Ebene. Hierbei sehen wir, dass Uke etwas unterhalb der x-z-Ebene steht, was wir in der Auswertung in Kapitel 3.1.1 berücksichtigen müssen. Warum dies so kam, ist unklar. Eine Möglichkeit hierfür ist zum Beispiel eine ungenaue Digitalisierung, da diese von Hand durchgeführt wurde. Eine weitere Möglichkeit könnten auch ungenaue anthropometrische Mess­daten sein, was jedoch nicht sehr wahrscheinlich ist.

Nun folgt eine Abbildung (Abbildung 24) von Uke nach dem Wurf. Ebenso ist die Kurve, welche Ukes Körperschwerpunkt während des Wurfes durchläuft, mit eingezeichnet. Die Zahlen im Anhang B spiegeln jedoch nicht den absoluten Körperschwerpunkt wieder, sondern nur wie sich der Körper­schwerpunkt während der Bewegung ver­hält, da Uke am Anfang der Bewegung – wie oben soeben erwähnt – nicht genau auf der x-z-Ebene steht.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 23: Uke vor Beginn der Bewegung, simuliert mit SD 6.2

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 24: liegender Uke inklusive Körperschwerpunktkurve nach dem kompletten Wurf, Sicht auf alle Ebenen, animiert mit SD 6.2

Ebenfalls kann man auf dieser Abbildung erkennen, in welche Richtung die Koordinatenachsen zeigen. Die y-Achse geht nach oben und wird später diejenige Richtung sein, die uns am Meisten interessieren wird. Uns interessiert nämlich, ob der Körperschwerpunkt angehoben wird, dies bedeutet, ob er in Richtung der y-Achse bewegt wird. Die x-Achse und die z-Achse spannen die Bodenebene auf, auf der Uke zu Beginn der Bewegung steht. Seine Blickrichtung ging dabei in Richtung der x-Achse.

Auf die Auslegung der Körperschwerpunktbahn wird in Kapitel 3.1.1 genauer eingegangen. Hier finden sich dann auch Bilder aus allen An­sichten wieder.

[...]