Mahdottomasta mahdollista

Santasport Lapin Urheiluopistolla on toiminut uinnin kansainvälinen tutkimus-, kehitys- ja innovaatio-ohjelma jo viimeisen kymmenen vuoden ajan. Viime vuosina kehitystyö on keskittynyt kehon koordinaation tutkimiseen ja sitä kautta ihmisen liikkumisen, huippusuorituksen, valmennuksen kehittämiseen. Vasta aluillaan oleva koordinaation tutkiminen on tuonut esiin näkökohtia, jotka antavat syytä syventyä lisää liikkeen laadun ja koordinaation tutkimiseen. Kehitystyön yhtenä tärkeimpänä asiana pidetään uudenlaisen mittausmetriikan löytämistä, joka täydentäisi ymmärrystä kestävyysurheilun huippusuorituksesta ja sen kehittämisestä. Uusi mittausmetriikka on edellytyksenä myös koordinaation tutkimisen jatkumiselle.

Uinnin kehitystyö on antanut jopa viitteitä siitä, että sana kestävyysurheilu ei ehkä ole enää oikea termi kuvaamaan tähän kastiin kuuluvia lajeja. Uusi mittausmetriikka keskittyy liikkeen laadun tarkastelemiseen. Perinteiset mittarit, kuten syke, laktaatti, vetopituus ja frekvenssi kertovat mitä tapahtui, kun taas liikkeen laadun tarkasteleminen vastaa kysymykseen miksi niin tapahtui. Liikkeen laadun mittaamisen mahdollistaminen ja luotettavuuden todentaminen voi tuntua haastavalta todistaa tieteellisesti.

Onneksi teknologia on kehittynyt jo tähän suuntaan ja liikeanalyysia voidaan suorittaa pelkän videodatan avulla, kuten on esimerkiksi voimistelussa ja uinnissa. Tutkimalla koordinaatiota täydennetään aiempaa ymmärrystä ihmisen suorituskyvystä ja siihen liittyvistä ilmiöistä, kuten monipuolisen harjoittelun roolista urheilijan polulla. Jäsentäessä uutta tietoa nykyiseen ymmärrykseen ihmisen liikkeestä ja suorituskyvystä, voidaan saada selityksiä aiemmin selittämättömille ilmiöille. Tiedon puuttuessa turvaudutaan usein helppoihin vastauksiin urheilijoiden menestymisestä, kuten lahjakkuuteen, omistautuneisuuteen tai kovaan kilpailuviettiin. Uuden tiedon jäsentyminen luo rohkeutta ja auttaa ymmärtämään mistä vanhasta tiedosta on tärkeää luopua, jotta kokonaisvaltainen käsityksemme ihmisen suorituskyvystä voi kasvaa.

Uinnin koordinaation tutkiminen

Vesi on ainutlaatuinen ympäristö ihmisen liikkumisen tutkimiselle, sillä kontaktipintavapaa ja veden kannattelun luoma painottomuus antaa mahdollisuuden ilmentää luontaista koordinaatiota vapaammin. Ihmisen liikkumista maalla voi rajoittaa aiemmat käsitykset oikeista liikemalleista. Esimerkiksi meillä kaikilla on olemassa yleinen käsitys siitä, miltä kävelyn tulisi näyttää. Silti jokaisen oma luonnollinen koordinaatio ja kehon tukilihasten toiminta muovaavat liikettämme, ja tämän vuoksi kävelystä sekä juoksusta nähdään monenlaisia variaatioita. Näitä eri variaatioita kutsumme yksilöllisyydeksi, vaikka kyse voi olla enemmänkin siitä, että emme ymmärrä luontaisen koordinaation vaikutuksia liikkumiseen tai tunnista kehon toiminnallisuutta. Kipu onkin monesti ainoa mittari, joka saa meidät tarkastelemaan liikkeen laatua.

Näihin kehon koordinaatiomalleihin törmättiin sattumalta. Aiemmin tehdyssä vapaauinnin tutkimuksen ensimmäisessä vaiheessa tavoitteena oli selvittää ristikkäiskoordinaation kehitysasteen vaikutuksia suorituskykyyn. Tutkimus teki nopeasti täyskäännöksen, kun erilaisia koordinaatiomalleja havaittiin yhteensä neljä. Koordinaatiomallit määriteltiin ylä- ja alaraajojen keskinäisillä rytmityksillä, jotka perustuvat ihmiskehon liikestrategiaan. Tämä eroaa perinteisestä vapaauinnin tutkimuksesta, koska aikaisemmin tutkijat ovat keskittyneet käsien välisen koordinaation tutkimiseen.

Tutkimuksessa 12 kilpauimaria suoritti 10 x 100 m protokollan, jossa vauhtia kiristettiin jokaisella toistolla. Testin aiheuttamasta väsymyksestä riippumatta, uimareiden koordinaatio ei muuttunut. Vauhtiportaat oli määritetty etukäteen jokaiselle uimarille oman suorituskyvyn mukaan ja suorituksen aikaista vauhtia kontrolloitiin valojäniksen avulla. Uimarin vauhdin nopeutuminen ja lopulta hidastuminen tapahtui täysin vetopituuden ja frekvenssin muutoksien kautta koordinaatiomallin pysyessä ennallaan. Ainoastaan neljännessä koordinaatiomallin ryhmässä (kuvan 1 ryhmä D) tapahtui muutoksia, jossa koordinaatio vaihteli jatkuvasti. Myöhemmin kehitystyössä havaittiin koordinaatiomallin vaikutus frekvenssiin ja vetopituuteen. Näiden kolmen tekijän yhteys auttaa ymmärtämään nopeuden kehittämistä liikkeen laadun kautta. Käytännössä tämä tarkoittaa sitä, että yksittäisellä urheilijalla on ns. sweet spot, jossa urheilija saavuttaa maksimaalisen hyötysuhteen suorituksessaan. Uudet löydökset koordinaatiosta voivat siis olla vastaus tällä hetkellä kilpauinnissa kansainvälisesti kysyttyyn kysymykseen: miten ihminen voi liikkua vedessä entistä nopeammin?

Kuva 1. Vapaauinnin ensimmäisen vaiheen tutkimuksessa havaitut koordinaatiomallit.

Tutkimuksen toisessa vaiheessa vertaillaan eri koordinaatiomallien tehokkuutta. Toisen vaiheen tutkimusta on viivästyttänyt mittauksiin vaadittavan teknologian puuttuminen. Markkinoilla ei yksinkertaisesti ole ollut tutkimukseen vaadittavaa mittaria, jolla koordinaation mittaaminen, tai tarkemmin sen vaikutuksien havaitseminen eri olosuhteissa olisi ollut mahdollista. Muut tutkimukseen vaadittavat laitteistot, kuten kiihtyvyysmittarit ja kamerat ovat olleet jo pidempään saatavilla. Kuitenkin vuosien saatossa teknologisten ratkaisujen kehittymisen kautta, myös koordinaation mittaaminen on tullut mahdolliseksi, tosin mittarit ovat edelleen beta-vaiheen tuotteita, eli tuotekehityksessä olevia. Luotettavan koordinaation mittaustavan kehittämiseksi ja ymmärtämiseksi on kulunut myös aikaa, sillä kehitystyössä selvisi, että pelkkä raajojen oikea ajoitus ei vielä tuota tehokasta suoritusta ja siten nosta suorituskykyä riittävästi.

Vapaauinnin toisen vaiheen tutkimuksessa käytettäviä laitteistoja, jotka ovat rahoitettu Lapin Liiton ja EAKR:n Oppimis- ja testausympäristöt tulevaisuuden liikunnan ja urheilun keskittymässä – hankkeella.

Uuden metriikan metsästys

Kehitystyön yhtenä tärkeimpänä tehtävänä on valmentajien, tutkijoiden ja urheilusuorituksen analysointiin liittyvien yritysten ajattelulaatikon laajentaminen. Tavoitteena on saada ihmiset pohtimaan asioita, joita he eivät normaalisti ajattelisi. Lopullinen ajatusten kehittyminen tapahtuu aina yhteispelillä ja siksi eri kumppanit ovat nyt ja tulevaisuudessa tärkeässä asemassa uinnin kehitystyön edistämisessä. Kehitystyössä toivotaankin rohkeita yhteydenottoja erityisesti kotimaisilta urheilun ja tutkimuksen aloilta.

Kotimainen, sykemittareista tunnettu, Polar Electro on tehnyt yhteistyötä Santasport Lapin Urheiluopiston kanssa vuodesta 2017. Uinnin kehitystyön osalta yhteistyössä tärkeintä on ollut teknologisten ratkaisujen mahdollistuminen. Yhteistyön lisäksi teknologian kehittyminen on ollut välttämätöntä uinnin kehitys- ja tutkimustyön edistymiselle. Esimerkiksi akkujen pienentyminen on lisännyt sensoreiden käytettävyyttä viime vuosina merkittävästi.

Askeleet kohti uudenlaista mittausmetriikkaa on vaatinut heittäytymistä ja rohkeaa aiemman tiedon kyseenalaistamista. Tämä on vaatinut ymmärryksen laajentamista liikkeen eri ilmiöistä, kuten tekniikasta, jotta suorituskykyyn liittyvien asioiden monipuolisuus ja niiden yhteys kokonaiskuvaan on pystytty havaitsemaan. Valmennuksessa puhutaan usein pelkästään suoritustekniikasta. Voidaksemme korjata liikettä haluttuun malliin, on ymmärrettävä aluksi urheilijan yksilöllinen tapa liikkua, jotta urheilija ei joudu tahattomasti taistelemaan sitä vastaan. Liikkeen oppiminen ja sen mahdollinen uudelleenohjelmointi on mahdollista, mutta se voi viedä valtavasti aikaa, antamatta kuitenkaan takuuta siitä, että opittu liikemalli olisi tehokkain ja taloudellisin tapa suorittaa liikettä. Luontaisen liikkumisen lisäksi täytyy nähdä liikkeen virtaus kehossa, eli ymmärtää mitä asiaa muuttamalla saadaan toivottu muutos liikkeeseen. Ratkaisu ei aina ole välttämättä siinä kohdassa, missä ns. liikevirhe nähdään. Joskus on tosin näinkin.

Kehon liikkeen strategia pilkottuna osiin, joka osoittaa, että tekniikka on vain osa liikkeen laatua.

Uudenlaisten analyysiratkaisujen kehittyessä, sensoreilla on edelleen iso rooli liikesuorituksen analyysien tekemisessä, sillä uudet kehitteillä olevat ratkaisut ovat harvoin siirrettävissä eri ympäristöihin. Kokenut valmentaja pystyy analysoimaan liikettä jo pelkällä silmällä, mutta ajoittain liike on niin nopeaa, tai kuten vedessä, se on heijastavan pinnan alla, tarvitaan hidastettua kuvaa suorituksen analysoimiseksi. Kun siirrytään tekniikan analysoimisesta liikkeen laadun mittaamiseen, silmän tarkkuus ei ole kuitenkaan riittävää, koska silmä ei pysty tarkkailemaan useita kohteita samanaikaisesti. Nykyisin liikeanalyysin yhteydessä käytettävistä kehoon asetettavista markkereistakaan ei ole apua ainakaan vedessä, sillä pääsy oikeisiin kuvakulmiin vaatisi uudenlaisia kameraratkaisuja.

Teksti: Jukka Shemeikka, Santasport Lapin Urheiluopisto
Kuvat: Jukka Shemeikka & Harri Nykänen