サーフィンのターンにおけるサーファーの姿勢とボードの機械的特性の関係
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21K11378
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 59020:Sports sciences-related
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| Research Institution | Shonan Institute of Technology |
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Principal Investigator |
野中 誉子 湘南工科大学, 工学部, 教授 (20449549)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小島 一恭 湘南工科大学, 工学部, 教授 (60361391)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2022: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
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| Keywords | 姿勢評価 / 負荷計測 / 変位計測 / 機械的特性評価 / 挙動評価 / スポーツIoT |
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| Outline of Research at the Start |
サーフィンは、自身の体力と技能に合った波やボードを選ぶことができ、生涯スポーツの側面を持つ。競技技術の向上や愛好家の健康維持・促進のためには、サーフィン運動の定量的評価と効果的な運動履歴の記録が不可欠である。
本課題では、動的に変化する海面上の運動を計測するため、オンボードとオフボードの複数カメラで同時撮像し、映像分析から姿勢と動きを評価する。また、ボード上に面圧センサとひずみゲージを、ボードとサーファに慣性計測装置を設置し、ボードにかかる負荷と挙動、ボードやサーファの姿勢や移動軌跡を測定する。得られたデータから、サーフィン運動を特徴づけるファクタを特定し、ボードの特性との関係を考察する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
2022年度は、サーフィンにおけるターン時の（1）サーファのボード上の姿勢評価のための映像撮影条件の検討、（2）ボードの負荷と変形評価のためのひずみ計測システムの導入、（3）サーフボードの機械特性評価装置の改良を行った。
（１）ターン時のサーファの姿勢・位置評価では、昨年購入した自動追跡機能を搭載したビデオによる撮影と、オンボードカメラによる撮影を行い、撮影条件について検討した。映像分析ソフトは一般的に、カメラと被写体の距離が一定で、被写体が撮影面内を移動する場合に、移動距離や角度変化の計測が有効となる。自動追跡機能付きのビデオによる映像ではサーファの波上の移動距離計測はできないが、映像に占めるサーファの大きさや位置を一定に保つことで、サーファのボードに対する相対的な姿勢評価が可能となる。本年度は、このような映像を撮影するための設定や条件を実験的に確かめた。また、サーファとの距離を一定に保った撮影について、小型ドローンを購入して撮影条件の検討に着手した。
（２）ボードへの負荷と変形の計測評価については、昨年度に構築したサーフィンシミュレータの、安価な面圧センサを貼り付けたボードをバランスボールで支持する構造では、ボードにかかる負荷の計測精度が不十分であることがわかった。そこで今年度は、開発中のボードの機械特性評価装置を応用し、ボードを両端2か所で保持し、裏面10か所にレーザを照射してひずみをリアルタイム計測する方法を検討した。仕様決定後6月に発注したが、世界的な部品不足の影響で納品は3月末日となった。
（３）サーフボードの機械特性評価装置は、昨年度に引き続き精度向上と評価項目追加を目的とした改良を行い、ねじり剛性、曲げ特性、振動特性の計測ができることを確認した。その上で、長さの異なるボード特性の比較評価を目的とした実験条件の最適化を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
サーフィン経験者を被験者とした各種実験では、本学サーフィン部の学生の協力を仰ぐ予定だったが、昨年に続き、コロナ感染拡大防止の観点から学生の課外活動が大きく制限されたため、予定していた回数・被験者数の実験が実施できなかった。
サーファの姿勢評価では、追跡機能を持ったビデオでの撮影と、その映像に対する動作分析を実施したが、上記の理由で撮影実験自体を十分な回数実施できなかったため、最適な撮影条件の抽出には至っていない。
ボードの変形評価については、レーザ変位計を応用したZ軸方向の変位計測を検討し、5月には装置の仕様を決定し、6月に正式発注したが、コロナの影響と世界的な半導体・電子部品不足の影響で、装置の納品が年度末となったため、このシステムを用いた計測は今年度実施できなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
2022年度末にようやく予定していた実験環境がおおむね整い、サーフィン経験のある学生を被験者とした実験についても制限がなくなったことから、2023年度はこれまでに予定していた実験に着手する。
ボードの負荷・挙動の評価については、改良した機械特性評価装置を保持具として流用し、2022年度末に納入されたレーザ変位計による負荷時の変形評価実験を実施する。
サーフィン経験者による海でのサーフィン実験については、被験者の安全性に十分配慮しつつ、実現可能性が高くかつ実験データの比較を容易にするため、「ターン」の条件や波のコンディションを限定して進める。
ドローンカメラによるサーフィン中のサーファの空撮については、研究計画提出時に比べ、海での撮影の規制が厳しくなった。そこで、実験室内で画角や撮影条件の検証と最適化を目指すこととし、2022年度に導入した小型ドローンを用いた撮影実験と検証を行う。
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Report
(2 results)
Research Products
(4 results)
