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A development of AI-based tailor-made system to evaluate and improve sport skills

Research Project

Project/Area Number 19K22807
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 59:Sports sciences, physical education, health sciences, and related fields
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

Shimegi Satoshi  大阪大学, 全学教育推進機構, 教授 (20271033)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 荻野 正樹  関西大学, 総合情報学部, 教授 (00397639)
青山 千紗  大阪大学, 大学院医学系研究科, 助教 (80823939)
Project Period (FY) 2019-06-28 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
KeywordsAI / LightGBM / 連続視覚運動課題 / VR / 機械学習モデル / 視覚運動 / 運動技能 / 身体知
Outline of Research at the Start

卓球スキルを研究モデルとして選び、“主観的な認識・評価装置である人(指導者)”に一切依存せず、“アスリート毎にスキル計測と計測結果の分析、分析結果に基づく弱点やくせの検出、それらを修正するための練習・訓練メニューの提供と効果の検証”までの全プロセスをAIが行う“テーラーメイド型指導者フリー・運動スキル計測・改善システム”を開発し、その効果を検証する。

Outline of Final Research Achievements

This research aimed to improve table tennis skills with a "tailor-made, coach-free, athletic skill measurement and improvement system" as a real-space task and a virtual-space (VR) task, in which AI performs all processes from "measurement of skills for each athlete, analysis of the measurement results, detection of weaknesses and habits based on the analysis results, provision of practice and training menus to correct them, and verification of the effectiveness" without relying on humans at all.
The type of ball in multi-ball practice, and the characteristics and weaknesses of the player (poor courses and shot patterns) were effectively extracted using LightGBM, and individually optimized training was realized by adjusting the ball distribution pattern based on this.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

卓球の多球練習におけるAI解析の研究成果は、スポーツにおけるトレーニング革命をもたらすきっかけと成り得る。AIとスポーツの融合により、選手のパフォーマンスデータを高度に解析し、新たなトレーニング理論や方法論の開発が促進されるとともに、他のスポーツ分野への応用展開が期待される。社会的意義は大きく、個別の弱点を特定することで効率的なトレーニングの提供が可能となり、選手の競技力向上に寄与するとともに、スポーツ分野全体において、客観的データに基づく科学的なトレーニング方法が普及することで、一般のアスリートからスポーツ愛好者まで様々なレベルでの技術向上が容易となり、スポーツの普及に繋がる。

Report

(6 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (36 results)

All 2024 2023 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 6 results) Presentation (30 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 5 results)

  • [Journal Article] Table tennis players use superior saccadic eye movements to track moving visual targets2024

    • Author(s)
      Nakazato Riku、Aoyama Chisa、Komiyama Takaaki、Himo Ryoto、Shimegi Satoshi
    • Journal Title

      Frontiers in Sports and Active Living

      Volume: 6 Pages: 1289800-1289800

    • DOI

      10.3389/fspor.2024.1289800

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Transcranial static magnetic field stimulation over hMT+ inhibits visual motion discriminability2024

    • Author(s)
      Takami Ayaka、Kawajiri Toshitaka、Komiyama Takaaki、Aoyama Chisa、Shimegi Satoshi
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 14 Issue: 1 Pages: 01-11

    • DOI

      10.1038/s41598-023-51097-x

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Acute exercise has specific effects on the formation process and pathway of visual perception in healthy young men2023

    • Author(s)
      Komiyama Takaaki、Takedomi Hiromasa、Aoyama Chisa、Goya Ryoma、Shimegi Satoshi
    • Journal Title

      European Journal of Neuroscience

      Volume: 58 Issue: 5 Pages: 3239-3252

    • DOI

      10.1111/ejn.16082

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Daily fluctuations in visual motion discriminability contribute to daily fluctuations in continuous visuomotor performance2022

    • Author(s)
      Takami Ayaka、Goya Ryoma、Aoyama Chisa、Komiyama Takaaki、Kawajiri Toshitaka、Shimegi Satoshi
    • Journal Title

      Frontiers in Sports and Active Living

      Volume: 4 Pages: 1-16

    • DOI

      10.3389/fspor.2022.1009763

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      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Spatial Accuracy of Predictive Saccades Determines the Performance of Continuous Visuomotor Action2022

    • Author(s)
      Aoyama Chisa、Goya Ryoma、Suematsu Naofumi、Kadota Koji、Yamamoto Yuji、Shimegi Satoshi
    • Journal Title

      Frontiers in Sports and Active Living

      Volume: 3 Pages: 1-11

    • DOI

      10.3389/fspor.2021.775478

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      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The combination of acute exercise and eye closure has a synergistic effect on alpha activity2021

    • Author(s)
      Komiyama Takaaki、Goya Ryoma、Aoyama Chisa、Yokota Yusuke、Naruse Yasushi、Shimegi Satoshi
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 11 Issue: 1 Pages: 1-10

    • DOI

      10.1038/s41598-021-99783-y

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Daily fluctuations in visual motion discriminability specific for a visual field contribute to daily fluctuations in continuous visuomotor performance2023

    • Author(s)
      Ayaka Takami, Toshitaka Kawajiri, Chisa Aoyama, Takaaki Komiyama, and Satoshi Shimegi
    • Organizer
      Neuroscience 2023
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 視覚運動反応に及ぼすヒト MT 野への経頭蓋直流電流刺激の効果2022

    • Author(s)
      嵯峨 瑞貴, 小見山 高明, 青山 千紗 , 七五三木 聡, 嵯峨 宣
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      第23回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会 (SI2022)
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  • [Presentation] 卓球選手の眼球運動によるボール追従精度とその特徴2022

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      中里りく, 青山千紗, 小見山高明, 七五三木聡
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      第23回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会 (SI2022)
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  • [Presentation] 静止視標に対するサッカード眼球運動トレーニングが連続視覚運動にもたらす影響2022

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      中村文哉,小見山高明,青山千紗,七五三木聡
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      第23回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会 (SI2022)
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  • [Presentation] 野球の打者の選球眼に寄与する頭部運動及び眼球運動の役割と特性の解明2022

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      勝村亮太, 中本浩揮, 青山千紗, 小見山高明, 七五三木聡
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      第23回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会 (SI2022)
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 野球の打者の選球眼に寄与する頭部及び眼球運動の役割と特性の解明2022

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      勝村亮太, 木村晃大, 中本浩揮, 七五三木聡
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      日本野球科学研究会第9回大会
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  • [Presentation] ボールを良く見ろ”を科学する2021

    • Author(s)
      七五三木聡
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      第26回日本バーチャルリアリティ学会大会(招待講演)
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      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 視覚運動におけるパフォーマンスと運動視能の関係2021

    • Author(s)
      高見采加、川尻敏孝、渡邊耕平、青山千紗、小見山高明、呉屋良真、七五三木聡
    • Organizer
      第76回日本体力医学会大会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 連続視覚運動における視線行動の寄与2021

    • Author(s)
      渡邊耕平、高見采加、小見山高明、青山千紗、七五三木聡
    • Organizer
      第76回日本体力医学会大会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 覚醒水準と運動視能の関係2021

    • Author(s)
      高見采加、渡邊耕平、青山千紗、七五三木聡
    • Organizer
      日本スポーツ心理学会 第48回大会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 連続視覚運動における運動視能の寄与2021

    • Author(s)
      渡邊耕平、高見采加、 青山千紗、七五三木聡
    • Organizer
      日本スポーツ心理学会 第48回
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 運動視能のゆらぎが連続視覚運動パフォーマンスに与える影2021

    • Author(s)
      髙見采加、青山千紗、渡邊耕平、川尻敏孝、小見山高明、七五三木聡
    • Organizer
      生理研研究会主催オンライン研究会「スポーツからみる 日常と非日常の神経生理
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  • [Presentation] スポーツに寄与する視覚機能の特性・役割・神経機構2020

    • Author(s)
      七五三木 聡
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      第76回日本弱視斜視学会総会
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  • [Presentation] 卓球競技者における運動視の特性2020

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      呉屋 良真、七五三木 聡、青山 千紗
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      第75回日本体力医学会
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  • [Presentation] 連続視覚運動における眼球運動の時空間特性と機能的役割2020

    • Author(s)
      青山 千紗、七五三木 聡、呉屋 良真
    • Organizer
      第75回日本体力医学会
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  • [Presentation] 連続視覚運動パフォーマンスに対する眼球運動トレーニングの効果2020

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      七五三木 聡、青山 千紗、呉屋良真
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      第75回日本体力医学会
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  • [Presentation] 卓球競技者における運動視の特性2020

    • Author(s)
      呉屋 良真、七五三木 聡、青山 千紗
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      第28回日本運動生理学会大会
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  • [Presentation] 連続視覚運動における眼球運動の時空間特性と機能的役割2020

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      青山 千紗、七五三木 聡、呉屋 良真
    • Organizer
      第28回日本運動生理学会大会
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  • [Presentation] 連続視覚運動パフォーマンスに対する眼球運動トレーニングの効果2020

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      七五三木 聡、青山 千紗、呉屋良真
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      第28回日本運動生理学会大会
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  • [Presentation] 球技競技者における運動視能の特2020

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      呉屋良真,七五三木聡
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      SRIP若手人材育成発表会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] キネティック動体視力におけるVRトレーニングの有効性の評価2019

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      越智祐貴,水守大河,呉屋良真,七五三木聡,田頭茂明,荻野正樹
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      ロボティクス・メカトロニクス 講演会2019
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  • [Presentation] Table tennis player have superior motion vision in peripheral vision2019

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      Goya R, Aoyama C, Mizumori T, Komiyama T, Shinegi S.
    • Organizer
      The 1st International Sport Neuroscience Conference 2019
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The functional roles of eye movement in the continuous visuomotor action2019

    • Author(s)
      Aoyama C, Goya R, Komiyama T, Mizumori T, Shinegi S.
    • Organizer
      The 1st International Sport Neuroscience Conference 2019
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effects of saccadic eye training on the continuous visuomotor2019

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      Mizumori T, Aoyama C, Komiyama T, Goya R, Shimegi S.
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      The 1st International Sport Neuroscience Conference 2019
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      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 連続視覚運動に対する眼球運動トレーニングの効果2019

    • Author(s)
      水守大河,青山千紗,小見山高明,呉屋良真,七五三木聡
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      第74回日本体力医学会
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  • [Presentation] 連続視覚運動時のターゲットコントラストとパフォーマンスの関係2019

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      青山千紗,呉屋良真,小見山高明,水守大河,七五三木聡
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      第74回日本体力医学会
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  • [Presentation] 卓球競技者は周中心視野の運動視能が優れている2019

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      呉屋良真,青山千紗,水守大河,小見山高明,七五三木聡
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      第74回日本体力医学会
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  • [Presentation] 運動がもたらす視知覚ダイナミックス2019

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      小見山高明,青山千紗,呉屋良真,水守大河,七五三木聡
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      第74回日本体力医学会
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  • [Presentation] 連続視覚運動におけるターゲット刺激のコントラストが 運動パフォーマンスと眼球運動に及ぼす影響2019

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      青山千紗、呉屋良真,小見山高明,水守大河,七五三木聡
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      日本スポーツ心理学会第46回大会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 卓球競技者は周中心視野における運動視能が優れている2019

    • Author(s)
      呉屋良真,青山千紗,小見山高明,水守大河,七五三木聡
    • Organizer
      日本スポーツ心理学会第46回大会
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      2019 Research-status Report

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Published: 2019-07-04   Modified: 2025-01-30  

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