スポーツ動作の特異性を考慮したトレーニングマシーンの開発

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13680067
• Research Institution: Ritsumeikan University
• Principal Investigator: 伊坂 忠夫 立命館大学, 理工学部, 助教授 (30247811)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 木野 仁 福岡工業大学, 工学部, 講師 (50293816) ; 川村 貞夫 立命館大学, 理工学部, 教授 (20186141)
• Keywords: トレーニング機器 / 機械的インピーダンス / 筋-腱活動 / 超音波エコー / 筋-腱シュミレーション / 筋力トレーニング

Research Abstract

今年度は,以下のようなテーマにもとづいて,スポーツ動作の特異性にあわせたトレーニング機器の開発を行ってきた.
(1)筋・腱の力学モデルのシミュレータの作成
筋・腱の力学モデルを構築して,トレーニング装置のインピーダンスを変えた場合の筋・腱の収縮力の発生,筋・腱の接合部分の運動状況のシミュレーションを行った.その結果をもとに従来あるトレーニング方法との比較検討を行ってきた.
(2)超音波画像処理を用いた筋・腱の運動解析
足関節を静止した状態で前脛骨筋の超音波画像をとり,それをリアルタイムで処理して,羽状角度を提示することを行ってきた.また,筋束・腱板の接合点をマーキングしてその接合点移動距離を計測するソフトを開発してきた.
(3)インピーダンストレーニング機器の開発
DDモーターを使用して,肘関節屈曲・伸展トレーニング用の機器を開発中である.現在は,センサ類を用いてハード的安全装置の作成を行っている.また,指令したインピーダンスの呈示精度の検証を行っており,次年度にトレーニング実験が開始できる状況にある.
(1)では作成中のトレーニング機器にどのようなインピーダンス負荷を実現し,そのことで実際に筋・腱に対してこれまでになりトレーニング刺激を課すのかをシュミレーションしている.(2)では実際の筋・腱の挙動を具体的に観察することで,トレーニング機器が指令した負荷に対する筋・腱の活動状況をモニターできるシステムを構築している.現段階ではサンプルレートの問題で困難性はあるが,リアルタイムで観察し,即座にフィードバックできるようになると,筋・腱の活動をモニターしたトレーニングが可能となる.これらのシステムと制作中のハードが連携することで従来にないトレーニング機器システムができる.

Research Products

• [Publications] 三宅聡行, 武村史朗, 伊坂忠夫, 川村貞夫: "超音波画像処理を用いた筋・腱の運動解析に関する基礎研究"第23回バイオメカニズム学術講演会. 207-208 (2002)