Er is zelden tijd om te schrijven over elk goed wetenschappelijk verhaal dat op ons pad komt. Daarom lanceren we dit jaar opnieuw een speciale Twelve Days of Christmas-serie, waarin we van 25 december tot en met 5 januari elke dag een wetenschappelijk verhaal uitlichten dat in 2020 mislukte. Vandaag: het gebruik van bewegingsregistratietechnologie zonder markers om te bepalen wat de beste vrije-worpschutters in basketbal zijn.
Markerloze motion capture-technologie demonstreert de biomechanica van vrije worpen. Krediet: Jayhawk Athletic Performance Laboratory.
Het basketbalseizoen is in volle gang en in een close game kan het team dat het hoogste percentage vrije worpen maakt vaak de overwinning behalen. Een beter begrip van de precieze biomechanica van de beste vrije worpschutters zou zich kunnen vertalen in een kritische verbetering van de spelersprestaties. Onderzoekers van de Universiteit van Kansas in Lawrence gebruikten daarvoor markervrije motion capture-technologie en rapporteerden hun bevindingen in een artikel uit augustus dat werd gepubliceerd in het tijdschrift Frontiers in Sports and Active Living.
“We zijn erg geïnteresseerd in het analyseren van basketbalschietmechanismen en in welke prestatieparameters ervaren en onervaren schutters onderscheiden”, zegt co-auteur Dimitrije Čabarkapa, directeur van het Jayhawk Athletic Performance Laboratory aan de Universiteit van Kansas. “Hogesnelheidsvideoanalyse is één manier waarop we dit kunnen doen, maar innovatieve technologische hulpmiddelen zoals markerloze motion capture-systemen kunnen ons in staat stellen nog dieper te gaan.” Naar mijn mening is de toekomst van de sportwetenschap gebaseerd op het gebruik van niet-invasieve en tijdefficiënte testmethoden.”
Wetenschappers zijn net als iedereen sportfans, dus het is niet verrassend dat er veel eerder onderzoek is gedaan naar verschillende aspecten van basketbal. Er is bijvoorbeeld veel discussie geweest over de vraag of het fenomeen ‘hot hand’ bij basketbal al dan niet een misvatting is, dat wil zeggen dat spelers meer schoten achter elkaar maken dan de statistieken suggereren. Een onderzoek uit 1985 noemde dit een misvatting, en recentere wiskundige analyses (waaronder een onderzoek uit 2015 waarin de fijne kneepjes van de wet van de kleine getallen werden onderzocht) door andere onderzoekers hebben enige bevestiging opgeleverd dat dergelijke strepen inderdaad echte dingen kunnen zijn, ook al verwijzen ze misschien alleen maar naar de werkelijkheid. aan bepaalde spelers.
Zo’n twintig jaar geleden ontwikkelden Larry Silverberg en Chia Tran van de North Carolina State University een methode voor computersimulatie van de banen van miljoenen basketballen op een computer en gebruikten deze om de wiskunde van vrije worpen te onderzoeken. Volgens hun werk heeft de basketbal bij een perfecte vrije worp een rotatie van 3 hertz wanneer deze de vingertoppen van de speler verlaat, de lancering is ongeveer 52 graden en de lanceringssnelheid is vrij langzaam, wat de hoogste kans op het scoren van een basket garandeert. . Van deze variabelen is de lanceersnelheid voor spelers het moeilijkst te controleren. Het mikpunt is ook belangrijk: spelers moeten op de achterkant van de rand mikken, die vergevingsgezinder is dan de voorkant.
Er was ook een onderzoek uit 2021 door Maleisische wetenschappers waarin de optimale vrije worphoek van basketbal werd geanalyseerd, gebaseerd op gegevens verzameld van 30 NBA-spelers. Ze concludeerden dat de lengte van de speler omgekeerd evenredig is met de beginsnelheid en de optimale werphoek, en dat deze laatste recht evenredig is met de tijd die de bal nodig heeft om zijn maximale hoogte te bereiken.
Jayhawk atletisch prestatielaboratorium.
Het laboratorium van Čabarkapa bestudeert al enkele jaren de prestaties van basketbalspelers, inclusief hoe het ontbijt (of niet) de schietprestaties beïnvloedt en wat er met de spieren gebeurt als spelers overtrainen. In 2022 publiceerden ze een reeks onderzoeken waarin de effectiviteit werd geëvalueerd van de meest voorkomende coachingssignalen, zoals ‘buig je knieën’, ‘steek je elleboog in’ of ‘laat de bal zo hoog mogelijk gaan’. Voor één onderzoek hebben Cabarkapa et al. analyseerde high-definition video van vrije-worpschutters op kinematische verschillen tussen spelers die uitblinken in vrije worpen en spelers die dat niet doen. De resultaten duidden op een grotere flexie van de heup-, knie- en ellebooggewrichten, wat resulteerde in een lagere plaatsing van de schietelleboog.
Ze vonden echter geen kinematische verschillen in de schoten die ervaren spelers maakten en de schoten die ze misten, dus voerde het team een vervolgonderzoek uit met behulp van een 3D motion capture-systeem. Dit bevestigde dat een grotere knie- en elleboogflexie en een lagere plaatsing van de elleboog kritische factoren waren. Er was slechts één significant verschil tussen gemaakte en gemiste vrije worpen: plaatsing van de onderarm vrijwel evenwijdig aan de denkbeeldige laterale as.
Dimitrije Čabarkapa
In een derde onderzoek werd gekeken naar kinematische verschillen tussen twee- en driepuntsschutters (zowel ervaren als ongeschoolde) met behulp van hogesnelheidsvideo en een stresssysteem. Ze ontdekten dat goede tweepuntsschutters een grotere elleboogpositie en elleboogflexie hadden tijdens de vroege fase van de schietbeweging, en een grotere schouderflexie/loshoek bij het loslaten. Goede driepuntsschutters hadden daarentegen ook een grotere elleboogflexie, maar hielden ook hun romp in een bijna verticale positie en konden grotere verticale spronghoogten bereiken bij het loslaten van de bal.
Ten slotte publiceerde het laboratorium van Cabarkapa een onderzoek naar de relatie tussen de kracht van spelers en hun succes bij het schieten van vrije worpen, tweepunters en driepunters. Ze vonden geen sterke correlatie, hoewel ze concludeerden dat dit niet betekent dat kracht er niet toe doet als het gaat om de nauwkeurigheid van het schieten, maar dat er waarschijnlijk nog andere factoren zijn waarmee rekening moet worden gehouden.
Jayhawk atletisch prestatielaboratorium
Voor dit laatste onderzoek rekruteerden Cabarkapa en zijn collega’s 34 gezonde, actieve mannen met minstens vier jaar basketbalervaring. Na de warming-up nam elke speler 10-15 oefenschoten, ging vervolgens bij de vrije worplijn staan en probeerde tien schoten, waarbij hij tussen elke schot 10-15 seconden rustte om vermoeidheid als factor uit te sluiten. De onderzoekers gebruikten een markervrij 3D motion capture-systeem dat negen high-definition camera’s omvat om de biomechanica van elke opname vast te leggen voor analyse.
Resultaten: De beste vrije worpschutters hadden meer controle over hun schietbewegingen, met name belangrijke variabelen zoals de lagere knietop, het zwaartepunt en de gemiddelde hoeksnelheid, vergeleken met minder ervaren schutters. De beste schutters bereikten ook een hogere loshoogte en hun torso leunde minder naar voren op het loslaatpunt. Ten slotte kan het teveel benadrukken van de releasehoogte vaak contraproductief zijn, waardoor zelfs de beste free shooters meer schoten missen.
“Deze bevindingen impliceren dat de beweging van een basketbalschot niet zo eenvoudig is als sommigen denken. De schietefficiëntie kan niet simpelweg worden toegeschreven aan een enkele biomechanische variabele,” zei Cabarkapa. “Het is gebaseerd op een mix van multi-segmentale lichaamsbewegingen die op een gecontroleerde manier worden uitgevoerd.”
DOI: Grenzen in sport en actief leven, 2023. 10.3389/fspor.2023.1208915 (Over DOI).
Jayhawk Athletic Performance Laboratory lijstafbeelding.