Dergiler / Spor ve Performans Araştırmaları Dergisi / 2022 / Cilt: 13 - Sayı: 2

Maksimum Oksijen Tüketiminin Adım Kinematikleri Kullanılarak Makine Öğrenme Yöntemleriyle Belirlenmesi

DETERMINATION OF MAXIMUM OXYGEN CONSUMPTION BY MACHINE LEARNING METHODS USING STEP KINEMATICS

Sayfa
201–216
Yayın Tarihi
2022-10-18
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Sonuç olarak çalışma kapsamında temel ant- ropometrik ölçümler (boy, vücut ağırlığı, bacak ve uyluk uzunluğu), kalp atım hızı, hız ve adım parametreleri (adım frekansı ve adım uzunluğu) kullanılarak maxVO2 değerleri hem submaksimal hem de maksimal değerlerde başarılı olarak tahmin edilmiştir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Maksimal oksijen tüketimi (maxVO2) aerobik kapasitenin doğrudan gösterge- sidir.
📊
Temel Bulgular & Veri:Bu sebeple hem spor branşlarında hem de klinikte maxVO2 ölçümü oldukça büyük öneme sahiptir.
💡
Sonuç & Katkı:Sonuç olarak çalışma kapsamında temel ant- ropometrik ölçümler (boy, vücut ağırlığı, bacak ve uyluk uzunluğu), kalp atım hızı, hız ve adım parametreleri (adım frekansı ve adım uzunluğu) kullanılarak maxVO2 değerleri hem submaksimal hem de maksimal değerlerde başarılı olarak tahmin edilmiştir.
🔬Tür:Modelleme & Sayısal Simülasyon
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Alan Parametreleri

Özet

Maksimal oksijen tüketimi (maxVO2) aerobik kapasitenin doğrudan gösterge- sidir. Bu sebeple hem spor branşlarında hem de klinikte maxVO2 ölçümü oldukça büyük öneme sahiptir. Ancak maxVO2 ölçüm sistemlerinin maliyetli oluşu farklı analiz yöntemlerinin belirlenmesi ihtiyacını ortaya çıkarmıştır. Bu çalışmada da antropometrik, kinematik, kalp atım hızı ve adım parametreleri kullanılarak ma- kine öğrenme modelleri ile maxVO2 değerlerinin tahmin edilmesi amaçlanmıştır. Çalışmaya katılan 52 erkek sporcunun koşu bandında yapılan üç farklı koşu hızın- da maxVO2 değerleri ve kalp atım hızları belirlenmiş, antropometrik ve kinematik veriler ile birlikte değerlendirilmiştir. Yaş, boy, vücut ağırlığı, kalp atım hızı, bacak uzunluğu, uyluk uzunluğu, hız, adım frekansı, adım uzunluğu parametreleri ma- kine öğrenme modellerine girdi olarak sunularak maxVO2 değerinin hesaplanması istenmiştir. Ayrıca dört farklı makine öğrenme modeli (lineer regresyon, destek vektör makineleri, karar ağaçları ve gauss süreç regresyonu) denenerek en başa- rılı yaklaşımın hangisi olduğu incelenmiştir. Gauss Süreç Regresyonu modelinin en başarılı tahmin (R 2=0.99) ve en düşük hata oranı (RMSE=0.012) ile maxVO2 değerini tahmin ettiği belirlenmiştir. Sonuç olarak çalışma kapsamında temel ant- ropometrik ölçümler (boy, vücut ağırlığı, bacak ve uyluk uzunluğu), kalp atım hızı, hız ve adım parametreleri (adım frekansı ve adım uzunluğu) kullanılarak maxVO2 değerleri hem submaksimal hem de maksimal değerlerde başarılı olarak tahmin edilmiştir.

Abstract

Maximal oxygen consumption (maxVO2) is a direct indicator of aerobic capa- city. For this reason, maxVO2 measurement is of great importance both in sport branches and also in clinic. However, the fact that maxVO2 measurement systems are costly has led to the need to determine different analysis methods. In this study, it was aimed to predict maxVO2 values with machine learning models using anth- ropometric, kinematic, heart rate and step parameters. MaxVO2 values and heart rates of 52 male athletes participating in the study at three different running speeds on the treadmill were determined and evaluated together with anthropometric and kinematic data. Age, height, body weight, heart rate, leg length, thigh length, run- ning speed, stride frequency, stride length parameters were presented as input to the machine learning models and the calculation of the maxVO2 value was made. In addition, four different machine learning models (Linear Regression, Support Vector Machines, Decision Trees, and Gaussian Process Regression) were used and the most successful approach was examined. The Gaussian Process Regression mo- del was able to determine the maxVO2 value with the most successful prediction (R2=0.99) and the lowest error rate (RMSE=0.012). As a result, maxVO2 values were successfully estimated in both submaximal and maximal values using basic anthropometric measurements (height, body weight, leg and thigh length), heart rate, speed and stride parameters (stride frequency and stride length) within the scope of the study.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

USLU, S., HİNDİSTAN, İ. E., ÖZDOĞAN, E. Ç. (2022). Maksimum Oksijen Tüketiminin Adım Kinematikleri Kullanılarak Makine Öğrenme Yöntemleriyle Belirlenmesi. Spor ve Performans Araştırmaları Dergisi, Cilt: 13 - Sayı: 2, 201–216. https://ajindex.com/articles/593349

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (7)

  1. Abut, F., & Akay, M. F. (2015). Machine learning and statistical methods for the prediction of maximal oxygen uptake: recent advances. Medical Devices (Auckland, NZ), 8, 369. Abut, F., Akay, M. F.,George, J. (2016). Developing new VO2max prediction models from maximal, submaximal and questionnaire variables using support vector machines combined with feature selection. Comput Biol Med, 79, 182-192. https://doi.org/10.1016/j.compbiomed.2016.10.018
  2. Abut, F., Akay, M. F., Yildiz, I., & George, J. (2015). Performance comparison of different machine learning methods for prediction of maximal oxygen uptake from submaximal data. Proceedings of the Eighth Engineering and Technology Symposium, Ankara,
  3. Turkey, Akay, M. F., Özsert, G.,George, J. (2014). Destek Vektör Makineleri Kullanilarak Submaksimal Verilerden Maksimum Oksijen Tüketiminin Tahmin Edilmesi. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi, 16(48), 42-48.
  4. Akay, M. F., Zayid, E. I. M., Aktürk, E., & George, J. D. (2011). Artificial neural network-based model for predicting VO2max from a submaximal exercise test. Expert Systems with Applications, 38(3), 2007-2010. https://doi. org/10.1016/j.eswa.2010.07.135 Ashfaq, A., Cronin, N., & Müller, P. (2022). Recent advances in machine learning for maximal oxygen uptake (VO2 max) prediction: A review. Informatics in Medicine Unlocked, 100863. Balke, B., & Ware, R. W. (1959). An experimental study of physical fitness of Air Force personnel. U.S. Armed Forces Med J 10:675-688
  5. Beltrame, T., Amelard, R., Wong, A., & Hughson, R. L. (2017). Prediction of oxygen uptake dynamics by machine learning analysis of wearable sensors during activities of daily living. Scientific reports, 7(1), 1-8.
  6. Billinger, S. A., Van Swearingen, E., McClain, M., Lentz, A. A., & Good, M. B. (2012). Recumbent stepper submaximal exercise test to predict peak oxygen uptake. Medicine and Science in Sports and Exercise, 44(8), 1539. Borror, A., Mazzoleni, M., Coppock, J., Jensen, B. C., Wood, W. A., Mann, B., & Battaglini, C. L. (2019). Predicting oxygen uptake responses during cycling at varied intensities using an artificial neural network. Biomedical Human Kinetics, 11(1), 60-68.
  7. Bundy, M., & Leaver, A. (2012). A Guide to Sports and Injury Management E-Book. Elsevier Health Sciences. Cetin, E., Hindistan, I. E., & Ozkaya, Y. G. (2018). Effect of different training methods on stride parameters in speed maintenance phase of 100-m sprint running. The Journal of Strength