Evaluation of Attention and Relaxation Levels of Archers in Shooting Process using Brain Wave Signal Analysis Algorithms

뇌파 신호 분석 알고리즘을 이용한 양궁 슈팅 과정에 대한 집중력 및 긴장이완 수준 평가

Archer's capability of attention and relaxation control during shooting process was evaluated using EEG technology. Attention and meditation algorithms were used to represent the levels of mental concentration and relaxation levels. Elite, mid-level, and novice archers were tested for short and long distance shootings in the archery field. Single channel EEG was recorded on the forehead (Fp1) during the shooting process, and attention and meditation levels were computed by real time. Four types of variations were defined based on the increasing and decreasing patterns of attention and meditation levels during shooting process. Elite archers showed increases in both attention and relaxation while mid-level archers showed increased attention but decreased relaxation. Elite archers also showed higher levels of attention at the release than mid-level and novice archers. Levels of attention and relaxation and their variation patterns were useful to categorize archers and to provide feedback in training.

양궁의 슈팅과정에 대하여 정신 집중력과 긴장 이완도를 뇌파를 이용하여 평가하였다. 정신 집중과 긴장 이완 수준의 평가는 집중과 명상 알고리즘을 이용하여 수행되었다. 우수, 중급, 그리고 초급 양궁선수들이 야외 양궁장에서 근거리와 장거리 타깃을 대상으로 슈팅 훈련을 할 때 앞이마(Fp1)에 전극을 부착한 헤드밴드 형태의 휴대용 뇌파 시스템으로 뇌파를 기록하였다. 개인별로 기록된 뇌파는 집중과 명상 알고리즘을 이용하여 실시간으로 정신집중과 긴장이완 수준이 계산되었으며, 슈팅 과정에서 정신집중과 긴장이완 수준의 변화 형태가 분석되었다. 개인별로 각각의 슈팅에 대한 정신집중 및 긴장이완 수준 변화는 네 유형으로 분류되었으며, 이 변화 유형은 양궁 선수들의 경기력을 평가하는 신뢰성 있는 지표로 나타났다. 우수 선수의 경우 정신 집중과 긴장이완 수준이 슈팅과정의 진행에 따라 동시에 증가하는 형태로 나타났으며, 중급 선수의 경우 정신 집중도는 증가하는 반면 긴장 이완 수준은 감소하는 결과를 보여 주었다. 실시간으로 제공되는 정신 집중과 긴장 이완 수준의 변화는 양궁 선수들의 경기력 평가뿐만 아니라 훈련 시에 유익한 피드백이 되었다.