2020 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
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18K17787
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| Research Institution | Ibaraki Prefectural University of Health Science |
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Principal Investigator |
阿江 数通 茨城県立医療大学, 保健医療学部, 特任助手 (30781538)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| 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 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和2年度では，昨年度に構築したシミレーションモデルの問題点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（値およびタイミングの変化）によって探索することを目指した．
昨年度までに構築したシミレーションモデルによって，バット・ヘッドスピードについて，計測値の35.6 m/sから設定値とした40 m/sを達成する上半身の動作を探索することを目指した（パフォーマンス最適化計算）．しかし，同モデルでは，パフォーマンス最適化計算を実施した後，各手の作用力およびモーメントや上肢の関節トルクを評価するために，作用力およびモーメントの分配のための最適化計算を2回実施する必要があった．すなわち，パフォーマンス最適化計算中に上肢の関節トルクを評価することができなかった．このため，バット・ヘッドスピードについては設定値を達成できているものの，その動作が過度なトルク発揮によってなされているかなどが，全ての計算が終了した後でないと評価できなかった．そこでパフォーマンス最適化計算中に各手の作用力およびモーメントの分配し，上肢の関節トルクを評価できる手法を新たにモデルに組み込むことを目指した．具体的にはバットにおける合力・合モーメントと，センサー・バットにより計測された各手の作用力およびモーメントとの近似式（3あるいは5次）から，各手の作用力およびモーメントを分配し，上肢の関節トルク算出を実施した．
結果として，パフォーマンス最適化計算において，関節角度およびトルクの制限（平均±2SD）を設定した条件下において，バット・ヘッドスピードが40 m/sとなる上半身の動作を探索することができた．バット・ヘッドスピードの増加にはインパクト付近においてバット・ヘッド側の肩関節外転，グリップエンド側の肘関節屈曲伸展および体幹の右側屈動作が寄与していることが明らかとなった．
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| 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，関節角度入力によるシミューションモデルの大きな問題点であった各手の力情報の推定が可能となった．しかし，これらのシステムをモデルに新たに組み込むまでのアイデアの考案や適応にかなりの時間を要した．このため，研究における最終目標であるパフォーマンスの向上や合理的な動作の探索について，上半身の関節角度における値およびタイミングの変化のみに関する知見，またバット・ヘッドスピードのみによる目的関数の設定にしか至っていないことから，結果として進捗がやや遅れている．
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| Strategy for Future Research Activity |
今現在，打撃パフォーマンスの向上に寄与する有用な知見を獲得するために，これまでの上半身の関節角度の値およびタイミングの変化に加えて，タイミングのみの変化によるバット・ヘッドスピード獲得への効果を明らかにすることを予定している．また目的関数について，これまでのバット・ヘッドスピード項に加えて，ボールインパクトの誤差項などを追加することによって，ボールインパクト精度の向上を目指す予定である．
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| Causes of Carryover |
コロナによる影響によって，学会発表や打ち合わせがオンラインとなり，旅費などの使用が全くなかったこと，および検証実験などの実施もできずに人件費などの使用も全くなったため．
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