微小重力下での身体運動による三次元回転運動の体系化

Research Project

Project/Area Number	23K16741
Research Category	Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Basic Section 59020:Sports sciences-related
Research Institution	Japan Aerospace EXploration Agency
Principal Investigator	久保勇貴国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 宇宙航空プロジェクト研究員 (50963162)
Project Period (FY)	2023-04-01 – 2026-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000) Fiscal Year 2025: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000) Fiscal Year 2024: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000) Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Keywords	身体運動 / 非ホロノミック系 / 宇宙飛行士 / 浮遊多剛体系 / バイオメカニクス
Outline of Research at the Start	近年，身体特性が様々な民間人が宇宙に行ける機会が拡大し，宇宙空間での身体運動を体系的に理解する必要性が高まっている．特に，宇宙空間で周りに何も掴まる物が無い状態では，人間は関節の動きのみで向きを変える必要があるが，そうした動きは微小重力環境ならではの運動であるため，事前の体系化が求められる．本研究では数値シミュレーションと人間による運動再現実験の両面で姿勢変更法を体系化する．本研究の成果は，誰もが宇宙で活動する時代の実現を支える基盤となり，さらに新しい学術領域をも開拓しうるものである．
Outline of Annual Research Achievements	本研究は、無重力状態において人間が身体運動により三次元的に姿勢を変更する方法について、数値解析と実験を通して新たな知見を獲得しようとするものである。初年度である2023年度は、無重力状態の人間の身体運動を表現した多リンクモデルによる運動解析を実施し、その成果を国際学会Congress of International Society of Biomechanicsにて発表した。国際学会では、研究代表者にとって異分野であるバイオメカニクス系研究者からアドバイスをいただくこともでき、充実した交流も行うことができた。この学会で発表した内容は、より充実させたうえで国際学術誌に投稿するための準備を行っている。また、上述の国際学会でいただいたアドバイスをもとに、当初計画していたトランポリン実験の計画をより詳細化した。当初の計画では、カメラのみでの撮影によって、最低限の動作確認を行うことを考えていたが、他大学のスポーツ科学研究施設の利用をアドバイスされ、モーションキャプチャなどより高度な計測機器を用いた実験を行う予定である。一方で、所属研究機関内・他部署の研究倫理不正事案の発生により、所属機関内での研究倫理審査が一時取りやめとなっているというやむを得ない事情により、実験実施のための倫理審査は行えなかった。次年度に研究倫理審査再開の目途が立ち次第、倫理審査を実施し、実験を進める予定である。研究費は、解析ソフトウェアのライセンス費、学会参加費、・旅費、通信費として使用した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 数値解析や実験計画は順調に進展している。一方で、所属研究機関内・他部署の研究倫理不正事案の発生という不可抗力により、所属機関内での研究倫理審査が一時取りやめとなっており、実験実施のための倫理審査は行えなかった。次年度に研究倫理審査再開の目途が立ち次第、倫理審査を実施し、実験を進める予定である。
Strategy for Future Research Activity	新たに専門家のアドバイスをいただき、当初予定していたよりも高度な計測を行える施設を利用して、トランポリン実験を行えることが分かった。一方で実験にかかる費用は大きいため、当初最終年度に予定していた飛行機のパラボリックフライトによる無重力実験は取りやめ、トランポリン実験のリソースを充実させる方が最終的な成果のアウトプットは大きいと判断している。次年度は、研究倫理審査再開の目途が立ち次第、トランポリン実験の実施に向けた準備を行う。初回の実験では実験手法の確立など、試験的な実施を行う。その結果を踏まえて実験計画を改良し、最終年度には、被験者の人数を増やすなどより充実した実験を行うことを検討している。