2016 Fiscal Year Research-status Report
Development of a wearable training device for facilitating swimming skills improvement
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16K16510
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
廣川 暢一 筑波大学, システム情報系, 助教 (60746303)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ウェアラブルセンサ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成28年度は，競泳用水着をベースとした着用型運動計測機器の開発と計測性能評価を行った．これは市販の水着をベースに運動計測用センサを組み込んだ着用型機器であり，ここでは柔軟かつ軽量なプラスチック製光ファイバを用いた角度センサを実装した．これにより，従来ではモーションキャプチャや水中用カメラなどの大規模な装置が必要であった水泳中の人の運動を，着るだけで簡便に計測できるようになった．また，当初計画にはなかった慣性センサ（加速度・角速度）を回路ユニットに組み込むことで，四肢の運動だけでなくそれによって生じる体感部分の運動についても同時に計測できる仕様とした．さらに，計測データを記録媒体にオフラインで保存して事後の解析を容易にする仕組みの実装も行なった．
開発した機器の計測性能評価のため光学式モーションキャプチャシステムとの比較実験を行なった．実験は筑波大学体育系が所有する回流水槽で実施し，異なる3種類の流速で実験参加者にバタフライを泳いでもらい，その運動をモーションキャプチャ及び開発した機器で同時計測を行なった．その結果，開発した機器を用いて人の四肢の運動状態が正しく計測できており，フィードバックを行うために重要な時間分解能に関してもモーションキャプチャと比較して誤差は50ms以下の精度で計測できていることが確認された．この結果をまとめた内容を，5月の国内学会で発表予定であり，その後，国際会議論文に投稿を予定している．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成28年度は，申請書の計画通り着用型運動計測機器の開発とその性能評価を実施した．その結果，当初の想定通りの性能で水中の人の運動計測が実現できていることが実験結果より確認できたため，平成29年度は計測した運動情報に基づく実時間フィードバック手法に関する研究に着手する予定である．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度は，計測した四肢の関節角度の情報に基づき，左右・上下半身の協調度合いを算出し，評価し泳者に実時間でフィードバックする手法を考案する．ここでは，左右の運動の対称性や位相差(タイミングのずれ) を音響情報（音の高低・リズム等）にマッピングし，水泳中の音楽鑑賞用に販売されている骨伝導タイプのイヤホンや，水中用スピーカーを用いた水中音響により泳者に提示することを検討している．水泳の動作は基本的に周期的な運動（ストローク）の繰り返しであり，ストロークは部位ごとの周期運動を位相をずらしながら重ね合わせたものと考えることができる．このため，周波数や位相というパラメータで記述できる音響情報との相性が良く，運動の協調度合いを音響情報から直感的に連想することが容易と考える．提示方法として骨伝導イヤホンを用いる場合，背中の回路ユニットに接続することで機器単体での運用が可能となる利点がある．一方，水中音響にする場合プール内に設置したスピーカーと着用型機器との通信が必要になるが，複数の泳者に同時に提示できるため，例えばシンクロナイズドスイミングにおけるパートナー間の協調度を音響提示するといった応用も可能となる．システムの完成後は，提示した音響情報により自己運動知覚が適切に促進されるか被験者実験により検証する．
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Research Products
(1 results)
