1. 연구 목적 및 의미

본 보고서는 쇼트트랙 선수 및 코칭 스태프의 인터뷰를 기반으로 현재 훈련 방식, 체력 및 기술 훈련 패턴, 데이터 활용 현황을 분석하고, 향후 과학적 접근법을 통한 개선 방향을 도출하는 것을 목표로 한다.

쇼트트랙은 세계적인 경쟁력을 갖춘 종목이지만, 데이터 기반 훈련 시스템이 부족하고, 선수 및 지도자들이 감각적인 접근에 의존하는 경우가 많다. 반면, 네덜란드, 캐나다 등 해외에서는 정량적 데이터 분석을 활용하여 체계적인 훈련을 진행하고 있으며, 이를 통해 선수의 경기력 향상을 도모하고 있다.

이에 본 보고서는 다음과 같은 핵심 내용을 다룬다.

1. 쇼트트랙 훈련 패턴 및 체력 관리 방법
2. 과학적 데이터 활용 현황 및 문제점
3. 해외 사례 및 개선 방향
4. 웨어러블 디바이스 및 IT 기술 도입 가능성

2. 쇼트트랙 훈련 방식 및 체력 관리

2.1. 쇼트트랙 경기 특성과 레이스 전략

• 단거리(500m, 1000m): 출발부터 100% 전력 질주하는 방식으로, 근력과 순간적인 폭발력이 중요함.
• 장거리(1500m 이상): 초반 페이스 조절 후 마지막 구간에 스퍼트하는 전략이 중요.
• 최근에는 단거리 선수들이 장거리에서도 강세를 보이고 있음. 이유는 장거리 레이스도 점점 더 빠른 페이스에서 진행되기 때문.
• 해외 선수들은 초반부터 전력을 다하는 경향이 있으며, 유럽 선수들이 체력적으로 우세함.

2.2. 훈련 일정 및 패턴

• 일일 훈련 일정
  • 06:30 ~ 07:00 개인 몸풀기
  • 07:00 ~ 09:00 스케이팅 훈련
  • 09:00 ~ 10:00 지상 훈련 (웨이트, 스케이팅 자세 훈련)
  • 16:00 ~ 18:00 지상 훈련 (웨이트, 스케이팅 기술 훈련)
  • 18:00 ~ 20:00 스케이팅 훈련
• 시합 5주 전 훈련 조절
  • 2주: 고강도 체력 훈련 (세트 수 증가)
  • 1.5주: 세트 수 감소, 속도 중심 훈련
  • 1.5주: 최대 속도 훈련 (세트 수 2~3개 유지)
• 인터벌 훈련 방식
  • 단거리 선수: 1주, 2주, 4주, 7주, 9주, 13주 반복
  • 장거리 선수: 30주 훈련
  • 예) 2주 훈련: 2바퀴 전력 - 1바퀴 페이스 조절 - 2바퀴 전력

3. 데이터 활용 현황 및 문제점

3.1. 데이터 활용 방식

• 심박수 모니터링 (Polar 사용)
  • 선수들의 심박수를 측정하지만, 과학적으로 해석하는 방법이 부족함.
  • 장거리 선수들은 심박수가 서서히 증가하는 반면, 단거리 선수들은 급격한 상승과 하락을 보임.
  • 선수 개인별 심박수 데이터 축적이 필요하지만, 현재 체계적인 활용이 부족함.
• Lap Time 측정
  • 현재는 코치가 수동으로 기록하여 오차 발생 가능성이 큼.
  • 네덜란드 등 해외에서는 자동화된 전광판 시스템을 활용하여 실시간 Lap Time을 제공.
  • 코치는 기록을 조작하여 선수들에게 심리적 동기 부여를 하기도 함.

3.2. 문제점 및 개선 방향

• 코치들의 감각적인 지도 방식
  • 현재 한국 쇼트트랙은 지도자들이 경험과 감에 의존하여 훈련을 운영함.
  • 네덜란드 등 선진국은 매뉴얼화된 훈련 시스템을 구축하여 체계적으로 지도.
  • 체력, 피로도, 기술 분석을 위한 객관적인 데이터 제공 필요.
• 웨어러블 디바이스 활용 미흡
  • Polar 심박계는 사용하지만, 활용도가 낮고 선수들이 불편해함.
  • 근육 피로도, 움직임 데이터, GPS 기반 궤적 분석 등 추가적인 데이터 수집 필요.

4. 해외 사례 및 데이터 활용 가능성

4.1. 해외 스포츠 과학 연구 사례

• 미국 국가대표팀 (2010년 올림픽 전)
  • NASA와 협력하여 심박수, 체중, 체온, 가속력 데이터 분석 진행.
• 스위스 "마이오 테스트"
  • 바벨에 센서를 부착하여 점프 시 가속도, 파워, 피로도 측정.
  • 이를 통해 선수의 회복 상태를 파악하고, 훈련 강도를 조절.

4.2. IT 기술 도입 가능성

• Lap Time 자동 측정 시스템 (ISU 국제 대회 표준 장비)
  • 선수 발목에 센서를 부착하여 매 바퀴 시간을 정확히 측정.
  • 기록이 누적되어 주 단위로 비교 가능.
• GPS 기반 궤적 분석
  • 선수들의 주행 궤적을 분석하여 전략적 활용 가능.
• 심박수 기반 피로도 예측
  • 개개인 맞춤형 데이터 분석을 통해 과훈련 및 컨디션 조절 가능.
• 근력 측정 및 모니터링
  • 근육 피로도를 정량적으로 측정하여 훈련 강도를 조절할 수 있는 장비 필요.

5. 결론 및 제안 사항

현재 한국 쇼트트랙은 세계 정상급 실력을 보유하고 있지만, 데이터 기반 과학적 접근이 부족하다.
이를 개선하기 위해 다음과 같은 방안을 제안한다.

1. 심박수, 피로도 데이터 활용 강화
   • 선수 개개인의 심박수 데이터 축적 및 활용 방안 마련.
   • 웨어러블 디바이스 활용을 확대하고, 실시간 모니터링 시스템 구축.
2. Lap Time 자동 측정 시스템 도입
   • 국제 대회에서 사용하는 발목 센서 기반 측정 시스템을 도입하여 데이터 정밀도를 향상.
3. GPS 기반 궤적 분석 및 전략적 활용
   • 선수별 주행 궤적을 분석하여 레이스 전략 최적화.
4. 근력 및 피로도 측정 장비 도입
   • 근육 피로도, 가속도 측정 장비 도입을 통해 훈련 강도 조절.
5. 매뉴얼화된 데이터 기반 훈련 시스템 구축
   • 네덜란드처럼 훈련 프로세스를 매뉴얼화하여 체계적인 지도를 가능하게 함.

이러한 데이터 기반 접근이 도입된다면, 쇼트트랙 선수들의 경기력 향상과 부상 방지, 체력 최적화에 큰 기여를 할 것으로 기대된다.

논문 요약: 인간 피부 온도 연구

(The Temperature of the Human Skin, 1919)
F. G. Benedict, W. R. Miles, Alice Johnson (Carnegie Institution of Washington, Nutrition Laboratory)

1. 연구 배경 및 목적

• 기존의 체온 연구는 주로 구강, 직장, 액와(겨드랑이)에서 측정된 내부 체온에 집중되어 왔으며, 피부 온도의 생리학적 의미는 간과되었다.
• 피부 온도는 신체 내부의 열 생산과 외부 환경과의 열 교환(복사, 전도, 증발)의 결과이며, 이를 보다 정확하게 측정하는 방법이 필요하다.
• 연구의 목표는 피부 온도를 보다 정확하게 측정하고, 환경 온도 변화에 따른 피부 온도의 변화를 분석하는 것이다.

2. 연구 방법

• 기존의 수은 온도계는 피부와의 접촉 면적이 작아 정확한 피부 온도를 측정하기 어려웠다.
• 연구진은 구리-콘스탄탄 열전대(Copper-Constantan Thermocouple)를 사용하여 피부 온도를 측정하는 새로운 방법을 개발하였다.
  • 한 접점은 일정한 온도의 Dewar flask(단열 용기)에 두고, 다른 접점을 피부에 부착하여 두 접점 간의 온도 차이를 전기 신호로 변환하여 측정.
  • 측정 장치가 환경 온도의 영향을 받지 않도록 보호막(면솜과 경질 고무)을 사용.
  • 이 방법을 통해 측정 지점의 피부 온도를 약 6초 이내에 정확하게 측정할 수 있었다.

3. 연구 결과

• 연구 대상자는 14°C 환경에서 몇 시간 동안 노출되었으며, 이 과정에서 피부 온도의 변화를 측정하였다.
• 의복 아래에서 측정한 피부 온도 (Table 1)
  • 가장 높은 피부 온도: 허리(34.7°C), 가슴(33.7°C)
  • 가장 낮은 피부 온도: 종아리(28.2°C), 엉덩이(29.9°C)
  • 신체 부위별 피부 온도 차이는 최대 6.6°C까지 발생.
• 완전 탈의 상태에서 피부 온도 변화
  • 피험자가 14.6°C 환경에서 2.5시간 동안 서 있었을 때, 피부 온도의 변화를 곡선 그래프로 기록.
  • 신체 부위별 온도 차이가 매우 컸으며, 앞쪽과 뒤쪽 피부 온도 차이는 최대 10°C 이상 발생.
  • 환경 온도가 낮을수록 피부 온도의 차이가 커짐.
    • 14.6°C 환경에서 최고-최저 온도 차이: 10.6°C
    • 19°C 환경에서 차이: 9.8°C
    • 25.8°C 환경에서 차이: 5.4°C
    • 30°C 환경에서 차이: 4.2°C
  • 이러한 결과는 피부 온도가 균일하지 않으며, 열 손실이 부위별로 다르게 발생한다는 것을 보여줌.

4. 연구의 의미 및 영향

• 열생산 및 열손실 연구에 대한 새로운 통찰
  • 기존 연구에서는 직장 온도의 변화가 몸 전체 온도 변화와 동일하다고 가정했으나, 이 연구는 피부 온도가 신체 부위별로 크게 다르다는 점을 지적하였다.
  • 특히 차가운 환경에서는 피부 온도와 내부 온도의 변화가 다르게 나타나므로, 내부 온도만으로 신체의 열균형을 평가하는 것은 부정확할 수 있음.
  • 직장 온도를 기준으로 직접열량측정법(calorimetry)을 보정하는 기존 방법이 문제가 있을 가능성이 있음.
• 체표면적 법칙(Surface Area Law)에 대한 도전
  • 기존에는 "정적인 상태에서 신체의 열 생산량은 신체 표면적에 비례한다"는 법칙이 받아들여졌으나, 본 연구는 피부 온도가 표면적 전체에서 일정하지 않으며, 열손실이 균일하지 않기 때문에 이 법칙이 절대적인 것이 아니라는 점을 시사함.
• 환경 온도와 피부 온도의 관계
  • 환경 온도가 낮을수록 피부 온도 분포 차이가 커지며, 높은 온도에서는 피부 온도 차이가 줄어든다.
  • 이러한 연구 결과는 방한복 개발, 체온 유지 전략, 저체온증 예방 등 다양한 실용적 응용이 가능함을 의미함.

결론

이 연구는 피부 온도가 신체 부위마다 다르게 나타나며, 환경 온도에 따라 피부 온도의 차이가 변화한다는 점을 정량적으로 분석한 최초의 연구 중 하나이다.
이를 통해, 기존의 체온 연구에서 간과되었던 피부 온도의 중요성을 강조하고, 체온 조절 및 열생산 연구의 새로운 방향을 제시하였다.
특히, 기존의 열생산 및 체표면적 법칙이 절대적인 것이 아닐 수 있음을 제시하면서, 향후 체온 조절 및 열손실 연구에 있어 보다 정교한 접근이 필요함을 시사하였다.