卓球のインパクト現象解明とボール回転とショット軌跡との関係に関する空気力学的研究

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K01666
• Research Institution: Prefectural University of Hiroshima
• Principal Investigator: 楠堀 誠司 県立広島大学, 生命環境学部, 准教授 (10513856)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 関矢 寛史 広島大学, 総合科学研究科, 教授 (40281159) ; 吉田 和人 静岡大学, 教育学部, 教授 (80191576)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 空気力学 / ショット軌跡 / ボール回転数 / 卓球

Outline of Annual Research Achievements

本研究では，卓球のボール回転数の計測とショット軌跡の計測が必要であるため，本年度はボール回転計測のための準備に時間を使った．
空気力学の領域では，わずかなボールの形状の違いなどがショット軌跡に対して大きな影響を与えることが予想されるため，卓球ボールに対する回転数計測のためのマーカーをどのようにつけるか，マーカーの大きさはどの程度にするかなどの検討を行った．その上で，高速度カメラで実際にそれらマーカーを実際のショット打球時に確認できるかなどの問題をクリアしなければならなかった．また実際的な問題として，高速度カメラの性能によっては，撮影時に照明設備が必要になる（卓球競技なので，屋内での撮影が前提となる）が，照明によって熱が発生する（気体，つまり，空気密度に影響を与える），選手のパフォーマンスに影響を与える等を考慮する必要がある．
購入計画で検討しているカメラを使ったデモンストレーションでこれのことを確認した．その結果，マーカーは直径0.5mm以下の大きさでも識別可能であり，カメラの輝度も十分に分析に適していることが分かった．
先行研究では，1000コマ/秒程度の撮影が可能な高速度カメラが使われているが，ボール回転数の先行研究を鑑み，サンプリング定理を考慮すれば，精度の高い計測のためには，1500～2000コマ/秒程度の撮影が可能で，照明設備がない状態でも屋内撮影が十分に可能な輝度を持った高速度カメラが必要であると判断できた．
これら作業の後に高速度カメラを購入予定であったが，事故のために大けがを負い，休職を余儀なくされたため，今年度内での購入を進めることはできなかった．

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

体調不良が続いた後，9月下旬に事故のために大けがを負い，2月上旬まで休職を余儀なくされ，初年度の計画は大幅に遅れた．

Strategy for Future Research Activity

研究は当初4年計画であったが，改めて初年度からの計画として計画の大幅な修正が必要である．具体的には1年延長を視野に入れながら，既に行って解決している部分に上乗せした計画進行が求められていると考えている．早急に高速度カメラの購入を進め，マーカーを効率よくボールに書き加えることができる方法を検討・開発する必要がある．

Causes of Carryover

体調不良が続いた後，9月下旬に事故に遭い，大けがのため2月上旬まで求職を余儀なくされたため，研究推進ができなかった．その為，高速度カメラを購入予定でいたが，購入できずに本年度を終えることになってしまった．

Expenditure Plan for Carryover Budget

高速度カメラの購入を速やかに進め，実際の撮影に必要なエリート選手の選考・そのための渉外活動などを進め，データ取得に努める．