Bachelor's Thesis

Assessment of Fatigue in Swimmers During Front Crawl Using Sensors

Final Thesis 6.94 MB Appendix 5.82 kB

Author of thesis: Ema Felixová

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Mgr. Michaela Bátorová, Ph.D.

Reviewer: Ing. Oliver Jaroš

Abstract:

This bachelor thesis focuses on the assessment of swimmer fatigue during front crawl swimming using inertial sensors and heart rate monitoring. The aim of the thesis was to analyze changes in selected swimming technique parameters during increasing exercise intensity and to assess their relationship with the physiological response of the organism. The measurement was carried out during repeated maximal swimming intervals in a swimming pool. Data collection was performed using the Movella Xsens DOT inertial sensor and the Polar Verity Sense optical heart rate sensor. The evaluated parameters included stroke rate, stroke length, lateral movement amplitude, maximum acceleration in the direction of movement, and heart rate. Subjective perception of exertion was also assessed using the RPE scale. The results indicated changes in selected swimming technique parameters during increasing exercise intensity and confirmed the applicability of inertial sensors for swimming technique analysis in real training conditions.

Keywords:

swimming, front crawl, IMU sensor, wearables, biomechanics of swimming, heart rate, stroke frequency, stroke length

Date of defence

18.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaEznamka

Grading

E

Process of defence

Student prezentoval výsledky své práce a komise byla seznámena s posudky. Doc. Kumstát položil otázku, zda práce vycházela z existujících studií, zejména při návrhu a nastavení měřicího protokolu. Dále se dotázal, zda existuje prokázaný vztah mezi výsledným časem na plavecké trati, například na 100 m, a frekvencí plaveckých záběrů. Student obhájil bakalářskou práci s výhradami a odpověděl na otázky členů komise a oponenta.

Language of thesis

Slovak

Faculty

Department

Study programme

Sports Technology (SPC-STC)

Composition of Committee

doc. PaedDr. Pavel Korvas, CSc. (předseda)
Mgr. Jan Šťastný, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Martin Mézl, Ph.D. (člen)
Ing. Oto Janoušek, Ph.D. (člen)
doc. Mgr. Michal Kumstát, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Mgr. Michaela Bátorová, Ph.D.

Studentka se ve své bakalářské práci zabývá hodnocením únavy plavců při plaveckém způsobu kraul s využitím inerciálního senzoru, měření srdeční frekvence a videozáznamu. Téma práce považuji za aktuální a přínosné, protože reaguje na současný trend využívání nositelných technologií při analýze sportovního výkonu v plavání.

Za hlavní přínos práce považuji návrh a praktické ověření metodiky kombinující data z IMU senzoru, videoanalýzy, měření srdeční frekvence a subjektivního hodnocení zatížení pomocí škály RPE. Studentka samostatně realizovala pilotní měření, na jehož základě upravila experimentální protokol, následně provedla vlastní sběr dat a zpracovala jejich vyhodnocení. Pozitivně hodnotím také ověření automatické detekce plaveckých cyklů pomocí videozáznamu a využití statistických metod při interpretaci výsledků.

Teoretická část poskytuje dostatečný přehled řešené problematiky, avšak místy má spíše popisný charakter. Podrobněji mohla být rozpracována problematika biomechanických změn plavecké techniky v důsledku únavy a kritické zhodnocení dosavadních poznatků o využití IMU senzorů v plavání. Naopak některé obecnější pasáže nejsou pro vlastní experimentální část zcela zásadní.

Metodická část je zpracována kvalitně a umožňuje reprodukovatelnost měření. Určitým omezením práce je skutečnost, že hodnocení únavy vychází především ze srdeční frekvence a subjektivního hodnocení RPE bez využití dalších fyziologických ukazatelů. Za méně přesvědčivou považuji také třetí výzkumnou otázku zaměřenou na zachování efektivity plavání, protože efektivita nebyla v práci hodnocena prostřednictvím samostatně definovaného ukazatele.

Výsledková část je přehledně zpracována a vhodně doplněna grafy a tabulkami. Studentka prokázala schopnost samostatně pracovat s naměřenými daty a interpretovat výsledky v kontextu řešené problematiky.

Diskuse reflektuje hlavní limity studie, přesto by v některých částech mohla obsahovat podrobnější porovnání dosažených výsledků s publikovanými výzkumy.

Přes uvedené drobné připomínky hodnotím práci jako kvalitně zpracovanou.
Studentka prokázala schopnost samostatně realizovat experimentální měření, pracovat s moderními sportovními technologiemi a zpracovat získaná data. Práce splňuje požadavky kladené na bakalářskou práci a doporučuji ji k obhajobě. Navrhované hodnocení je B.

Otázky:
1. Co může být příčinou toho, že se při rostoucí únavě měnila délka záběru a současně srdeční frekvence?
2. Jaká další měření byste do výzkumu zařadila, pokud byste chtěla únavu plavců hodnotit přesněji? Points proposed by supervisor: 88

Grade proposed by supervisor: B

Reviewer’s report
Ing. Oliver Jaroš

Bakalárska práca sa zaoberá aktuálnou problematikou hodnotenia únavy plavcov pri plaveckom spôsobe kraul s využitím inerciálnych senzorov a monitorovania srdcovej frekvencie. Cieľom práce bolo analyzovať zmeny vybraných parametrov plaveckej techniky pri narastajúcej intenzite zaťaženia a posúdiť ich vzťah k fyziologickej odozve organizmu. Práca reaguje na súčasný trend využívania nositeľných technológií v športe a má praktický charakter.
Teoretická časť poskytuje prehľad problematiky plávania, plaveckého spôsobu kraul a využitia technológií. Text je prehľadne spracovaný, avšak kapitola venovaná historickému vývoju plávania je vzhľadom na zameranie práce pomerne rozsiahla. Naopak, problematika únavy v plávaní, biomechanických zmien techniky pri zaťažení alebo využitia IMU senzorov pri ich hodnotení mohla byť rozpracovaná podrobnejšie. Teoretická časť preto miestami pôsobí viac popisne než analyticky.
Ciele práce, výskumné otázky aj hypotézy sú formulované zrozumiteľne a zodpovedajú zameraniu práce. Určitú metodologickú nejasnosť predstavuje výskumná otázka týkajúca sa zachovania efektívnosti plávania, keďže efektívnosť plávania nie je v práci priamo hodnotená pomocou špecifických ukazovateľov.
Metodická časť je spracovaná na dobrej úrovni. Oceňujem realizáciu pilotného merania, následnú úpravu experimentálneho protokolu a validáciu algoritmu detekcie záberov pomocou videozáznamu. Zadanie bakalárskej práce bolo splnené v plnom rozsahu. Za obmedzenie považujem hodnotenie únavy najmä pomocou srdcovej frekvencie a škály RPE bez využitia objektívnych fyziologických ukazovateľov, ako je koncentrácia laktátu v krvi.
Výsledková časť je prehľadná a vhodne doplnená grafmi a štatistickým vyhodnotením. Autorka využila korelačnú analýzu aj analýzu rozptylu, ktoré umožnili objektívne posúdenie zmien sledovaných parametrov počas zaťaženia.
Diskusia nadväzuje na získané výsledky a reflektuje limity merania. V niektorých častiach by však bolo vhodné podrobnejšie porovnať vlastné zistenia s výsledkami publikovaných štúdií, najmä pri parametroch, pri ktorých sa očakávané zmeny nepotvrdili.
Po formálnej stránke je práca spracovaná na dobrej úrovni a obsahuje len drobné jazykové a štylistické nedostatky. Celkovo hodnotím bakalársku prácu ako kvalitne spracovanú a odborne prínosnú. Autorka preukázala schopnosť samostatne realizovať experimentálne meranie, spracovať získané dáta a interpretovať výsledky. Napriek uvedeným pripomienkam práca spĺňa požiadavky kladené na bakalársku prácu a odporúčam ju k obhajobe. Topics for thesis defence:
  1. Vo svojej práci hodnotíte únavu najmä pomocou srdcovej frekvencie a škály RPE. Aké ďalšie fyziologické ukazovatele by bolo možné zaradiť do metodiky a aké výhody by priniesli oproti použitým ukazovateľom?
  2. Napriek rastúcej srdcovej frekvencii sa nepotvrdilo očakávané zvyšovanie frekvencie záberov. Ako si tento výsledok vysvetľujete a aké faktory mohli ovplyvniť zvolenú stratégiu plávania?
  3. IMU senzor bol v práci umiestnený v oblasti L5/S1. Aké biomechanické informácie podľa Vás z tohto umiestnenia nemožno spoľahlivo získať a aké ďalšie umiestnenie senzorov by mohlo priniesť presnejší pohľad na zmeny techniky pri únave?
Points proposed by reviewer: 83

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová