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Elucidation of individual fastest swimming form by introducing swimmers' detailed muscle force characteristics and swimming motion measurement using inertial sensors

Research Project

Project/Area Number 20H04072
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 59020:Sports sciences-related
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

NAKASHIMA Motomu  東京工業大学, 工学院, 教授 (20272669)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥18,070,000 (Direct Cost: ¥13,900,000、Indirect Cost: ¥4,170,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2020: ¥9,880,000 (Direct Cost: ¥7,600,000、Indirect Cost: ¥2,280,000)
Keywords水泳 / スポーツバイオメカニクス
Outline of Research at the Start

本研究は,研究代表者らがこれまで開発済みの,最適化シミュレーションによる競泳最速泳フォームの求解手法に,スイマーの筋力特性の個別詳細モデルの計測システムと,慣性センサ式モーションキャプチャによる泳動作計測システムを新たに組み合わせ,アスリートごとの個別の最速泳フォームを算出するシステムを構築する.

Outline of Final Research Achievements

The objective of this study was to solve the individual optimum stroke (underwater arm motion) in swimming by constructing the system to measure individual muscle force characteristics. The muscle force characteristics measurement system was constructed by modifying a swim ergometer. Next the stroke motion and hand force of a swimmer were measured by an optical motion capture system and a load cell, then the muscle force characteristics database was constructed. Using the constructed database, the optimum arm stroke was computed.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は競泳アスリートの個々の筋力特性を考慮した上で,より泳速度を向上させる泳フォームを数理的に解明することを目的としており,水泳においてこのような試みは世界的に見てもまったく行われておらず,学術的見地からも非常に意義深いものである.研究結果が選手およびコーチにフィードバックされてトレーニングにも活かされるようになり,その結果として選手のパフォーマンスが実際に向上すれば,社会的にも大変意義深いものとなる.

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2022 2021 Other

All Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results) Remarks (2 results)

  • [Presentation] Preliminary design of lower limbs for the new swimming humanoid robot2022

    • Author(s)
      Fakhrur Razi
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 水泳ヒューマノイドロボットのための圧力計測可能な手部の開発2022

    • Author(s)
      大部徹郎
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 水泳ヒューマノイドロボットを用いた遊泳時における手部の圧力計測手法の構築2022

    • Author(s)
      大部徹郎
    • Organizer
      日本機械学会2022年度年次大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 競泳自由形における個別最適ストローク求解のための筋力特性測定システムの構築2022

    • Author(s)
      土屋 颯太郎
    • Organizer
      日本機械学会シンポジウム:スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Simulate human body mechanics considering environment and even intention2022

    • Author(s)
      Motomu Nakashima
    • Organizer
      ISEA Engineering of Sport 14 Conference
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Preliminary design of lower limbs for the new swimming humanoid robot2022

    • Author(s)
      Fakhrur Razi and Motomu Nakashima
    • Organizer
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2022
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 水泳ヒューマノイドロボットのための圧力計測可能な手部の開発2022

    • Author(s)
      大部徹郎,中島求
    • Organizer
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2022
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 個別最適ストローク求解のための筋力特性測定の試み2022

    • Author(s)
      土屋颯太郎,中島求
    • Organizer
      2021年日本水泳・水中運動学会年次大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Preliminary design of the new swimming humanoid robot2021

    • Author(s)
      Fakhrur Razi
    • Organizer
      ロボティクス・メカトロニクス 講演会2021
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Remarks] 中島 求 のページ

    • URL

      http://www.hei.sc.e.titech.ac.jp/nakashima_labo/motomu/index.html

    • Related Report
      2022 Annual Research Report 2021 Annual Research Report 2020 Annual Research Report
  • [Remarks] 水泳人体シミュレーションモデル SWUM の website

    • URL

      http://www.swum.org/index_j.html

    • Related Report
      2022 Annual Research Report 2021 Annual Research Report 2020 Annual Research Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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