対人競技場面における身体運動の相互依存関係の定量化

Research Project

Project/Area Number	22K17712
Research Category	Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Basic Section 59020:Sports sciences-related
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	高御堂良太東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任研究員 (70908813)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2024-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000) Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000) Fiscal Year 2022: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Keywords	対人技能 / 相互作用 / 打撃動作 / 投球動作 / 動的時間伸縮法 / 相互相関分析 / 運動制御 / 運動学習 / 対人協調 / 打動作 / 因果性解析
Outline of Research at the Start	チームメイトや対戦相手との協力・競争を伴う対人競技においては，各選手の行う身体運動は自らの運動が他者の運動に影響を与え，また他者の運動によって自らの運動も変化するという，他者との相互依存の関係にある。しかし，従来のスポーツ科学の「個」に着目をした手法では，この依存関係を定量的に計測することは困難である。そこで本研究では，この問題点を解決するための新たな分析手法を考案し，その有効性を検証することを目的とする。具体的には実際の競技場面における動画から各競技者の3次元骨格情報を抽出し，因果性解析を適用することで，対人競技場面における個人間の身体運動の相互依存関係の定量化を行う.
Outline of Annual Research Achievements	本年度は当初の予定の通り、実際の競技場面の投手ー打者間の対戦動画を対象に、相互作用（互いの動作の因果関係）を定量化するための分析手法の確立に取り組んだ. 具体的には、投手、打者の体重移動(頭部の位置の遷移)に着目をして解析を行うにあたって、当初予定していた従来の因果性解析手法を直接適用することが困難であったため、新たに動的時間伸縮法(Dynamic Time Warping)と相互相関分析(Cross-Correlation Analysis)を用いた分析手法を開発し、分析を行なった. 結果として、1. 競技場面において、投手と打者は一定の時間差を保って動いている、リーダーフォロワーのような関係性にあり、熟練の打者は意図的に投手に対して動くタイミング（間合い）をずらしながら自らの打撃動作を実行していること、2. また、投手の動きは打者の動作によって影響を受けることは小さいものの、逆に打者の動作は投手の動作によって大きく影響を受けるという、非対称の相互作用の関係にあること等を明らかにすることができた. これらの結果は、熟練の投手、打者は単に「速いボールを投げる」、「正確な打撃動作を行う」といった観点からのみでなく、「他者に対してどう動くか」といった点からも、熟練技能を有していることを示している．このような「二者間の関係性」に関する知見は、従来の動作解析手法等では明らかにすることは困難であり、本研究によって、初めて得られた知見であると考えている．
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 当初予定していたように、従来の因果性解析手法を直接適用することは困難であったため、新たに独自で分析手法を開発するという形式をとったものの、「実際の競技場面における対人相互作用を定量化する」という目的自体はある程度達成できており、結果をまとめた論文の国際誌への投稿も完了している．そのため、概ね順調に推移していると判断した.
Strategy for Future Research Activity	本年度の結果をもとに、より詳細な分析・解析を行うため、モーションキャプチャやフォースプレート等を用いて対戦時の両者の動作をより詳細に計測し、最終的な研究目的であった、1. 対戦相手のどの身体部位の情報を用いて自らの動作を実行しており、2. それが熟練者-未熟練者間でどう異なるか、といった点を明らかにすることを予定している．また、これらと並行して、論文投稿や学会発表等も行い、研究結果を指導現場に還元するという観点からも、積極的な研究活動を行っていくことを予定している.