Deep Learning for Extraction of Sports Trainer's Knowledge
| Project/Area Number |
19K20062
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 59020:Sports sciences-related
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
大前 佑斗 日本大学, 生産工学部, 講師 (00781874)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | 深層学習 / 機械学習 / ディープラーニング / 人工知能 / スポーツ科学 / スポーツ工学 |
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| Outline of Research at the Start |
我が国の国際競技力を向上させるためには，スポーツ指導に長けた優秀なトレーニング指導員がアスリートの数だけ必要となる.一方，実際のトレーニング現場では，指導員の不足が指摘されている.トレーニング指導は，アスリートの身体動作を正確に把握し，適切な指示を行う必要がある.このことから，熟達したトレーニング指導員を短期間で増加させることは困難である.この問題を解決するひとつの手段として，人工知能の適用が考えられる.本研究では，慣性センサによりアスリートの身体動作データを取得し，そのデータから優秀なトレーニング指導員の判断基準を獲得する人工知能を構築することで，前述した課題への対応を目指す.
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでの研究では、3軸加速度・角速度センサから得られる信号データを利用して、サッカーのシュートフォーム、バドミントンのフォアハンドストロークのモーションのクオリティ判定を実現するモデルを構築してきた。本年度はこの継続として、テニスのフォアハンドストローク(左手でボールを上げてから、右手でラケットを振り抜く動作)のモーションのクオリティを自動判定するモデルを、畳み込みニューラルネットワークにより構築した。本モデルでは、右手首に装着された加速度・角速度センサ（加速度レンジ+-16G、角速度レンジ+-2000dps）の信号が入力となる。出力ラベルは高クオリティ、低クオリティの2状態である。3名の被験者から得られたデータを、教師データ・テストデータセットに振り分け、教師データにより畳み込みニューラルネットワーク（カーネルサイズ50x1の畳み込みレイヤ4層、全結合レイヤ4層、合計8層、損失関数: クロスエントロピー、500エポック、パラメータ更新法: RMSprop）を構築し、テストデータにより汎化性能を検証した結果、９割程度の正答率で正しくクオリティを推定できることがわかった。ただし被験者数が十分ではなく、測定されたデータ数が少ないため、データ増強を行い、結果の信頼性向上に努める必要もある。本研究成果は、数理モデリングのレフリー付き国際会議 International Conference on Mathematical Modeling in Physical Sciences 2022 (IC-MSQUARE 2022) で公表された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
コロナ禍につき、国際会議や論文投稿の進捗が遅れているため、研究期間を1年延長した。
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| Strategy for Future Research Activity |
延長された1年間において、これまでの研究成果を論文としてまとめ、外部公表を行っていく予定である。
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Report
(4 results)
Research Products
(9 results)
