2019 Fiscal Year Research-status Report
シミュレーションを用いた野球の打撃パフォーマンスを高めるスウィング動作の解明
| Project/Area Number |
18K17787
|
|---|
| Research Institution | Ibaraki Prefectural University of Health Science |
|---|
Principal Investigator |
阿江 数通 茨城県立医療大学, 保健医療学部, 嘱託助手 (30781538)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
|
| Keywords | シミュレーション / バット・ヘッドスピード / 最適化計算 / 標準動作 / Angle-driven / 野球打撃 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
令和元年度では，昨年度に検討・構築したシミレーションモデルの改良を行うとともに，打撃パフォーマンスを向上させるための動作を最適化計算によって探索することを目指した．
シミュレーションモデルについては，複数の被験者による標準動作（動作の平均化）を対象動作として，この動作における関節角度を入力値とする複合的なモデルを用いた．最適化計算については，①パフォーマンスの最適化，②・③左右各手の作用力およびモーメントの分配（モデル構築時，パフォーマンス最適化時）の計3回を行った．その後，分配された左右各手の作用力・およびモーメント情報を用いて，逆動力学計算によって左右上肢の関節トルクを算出した．パフォーマンスの最適化計算について，野球打撃においてパフォーマンスの指標としてバット・ヘッドスピードが多く用いられている．本報告では，計測値が35.6 m/sであったことから，このスピードを40 m/sを達成する動作を探索するを目指した．
以上の結果として，バット・ヘッドスピードはおよそ11%増加の40 m/sとなった．左右各手の作用力およびモーメントの分配するための最適化計算について，モデル値と計算値との誤差（RMSE）に関して，モデル構築時では，バット・ヘッドスピードは0.51 m/sおよびバット姿勢角は2.61度，パフォーマンス最適化時では，バット・ヘッドスピードは0.46 m/sおよびバット姿勢角は1.45度であった．すなわち，最適化計算によって分配された左右各手の作用力およびモーメントからバットの重心位置や姿勢を計算した結果，非常に高い精度によって再現ができたことを示している．したがって，左右上肢の関節トルクといったキネティクス量を算出するために必須となる左右各手の作用力およびモーメントを最適化計算によって分配するシミュレーションの手法，およびその最適化計算の妥当性が示された．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
昨年度の段階において，シミューションモデルおよび最適化計算などの大きな方向性は決定できており，モデルについても作成ができていた．しかし，実際に同モデルにおいて最適化計算を実施した際に，入力値となる関節角度における誤差の影響は小さいものの，各手の作用力およびモーメントの分配誤差により関節トルクの発揮が大きくなり過ぎるなどといった問題が生じ，解決に多くの時間を要することとなった．このため，パフォーマンスの向上や合理的な動作の探索について，今現在，バット・ヘッドスピード増加のみの目的関数の設定にしか至っていないことから，やや遅れていると言える．
|
| Strategy for Future Research Activity |
今現在，打撃パフォーマンスを向上させるための一例として，バット・ヘッドスピードを増大させることを目的とした標準動作によるangle-drivenシミュレーションが実施できている．このため，今後はバット・ヘッドスピードの増大以外の評価指標を最適化計算の目的関数として設定し最適化計算を実施することによって，様々な条件や観点からパフォーマンスの向上へと繋がる知見の獲得を目指す予定である．
|
| Causes of Carryover |
初年度に購入する予定であった物品の一部については購入できたものの，研究の進捗の順序を入れ替えたために，予定した物品の全てを購入までには至らなかった．今後は，研究の進捗を鑑みながら，場合によっては追加実験用機材の購入，学会発表や論文投稿に関する費用として使用する予定である．
|
