2022 Fiscal Year Research-status Report
| Project/Area Number |
21K18565
|
|---|
| Research Institution | Chukyo University |
|---|
Principal Investigator |
山田 憲政 中京大学, スポーツ科学部, 教授 (00210469)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2024-03-31
|
| Keywords | フィッツの法則 / 動きの制御 / 情報理論 / エントロピー |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
人間の動きの普遍的な法則の一つにフィッツの法則がある。これは、対象に移動するのに必要な時間が対象までの距離と対象の大きさの関数で表されることを示したものである。ところがフィッツの法則は若干のミスが許容される環境下で導かれた人間の行動法則である。しかし人間は、宇宙での作業、手術における医師の手の動き、各種スポーツ動作などに代表されるように、失敗できない状況に置かれることがある。そこで本研究の目的は、フィッツの実験において失敗できない環境を発案しその環境においてもこの式が当てはまるのかを検討することである。これまでに、
１）フィッツの実験で用いられている標的を連続してペンでタッピングする動作において、エラー率を0％にする環境を考案した。それは、標的へのタップが失敗するとペンが標的から外れてしまうことが認識できるように、標的を立体にすることにより可能となった。この標的を用いた実験では、15人の参加者の全試技でエラー率が0％になることが確認された。２）さらに、通常試技と目標を立体にした試技を高速度カメラで撮影し、ペン先の座標をコンピュータに毎秒約２００コマで取り込み、ペン先の動きの加速と減速の過程を分析した。３）その結果、同じ運動難易度でも、２つの試技でペン先の動きの速度と加速度のパターンが異なることが明らかになった。４）特に目標を立体にした場合、タップ直前にペンが減速する局面が際立ち、さらにその局面では軌道の収束が観察された。そこでその収束過程を軌道を構成する各座標を主成分分析の主軸上に変換してその標準偏差の減少量を用いて定量化した。今年度は、１）あらたに、軌道をエントロピー理論を用いて検討することで、軌道のどの局面で情報処理をしているかを推定する方法を確定した。
２）さらに、腕の運動に加えて、垂直跳びを用いて全身運動で失敗できない環境を設定した場合に同様の結果が出るかを検討した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の予定通り、次のように実験が順調に進み、データ分析にを行なっている。
１）フィッツの実験を失敗率を0％にすることによる条件で実験データを得た。そして、通常試技と失敗が0％に収まる試技のペン先の座標データを得た。
２）ペン先の座標データの速度と加速度のパターンを分析した。そして、通常試技と失敗が0％に収まる試技では、そのパターンが異なることが明らかになった。
３）そのパターンが異なる理由を軌道のエントロピーを計算することから推定した。
４）さらに、全身運動でも同様な結果になるかを検討している。
|
| Strategy for Future Research Activity |
１）現在は、軌道の収束過程を、第一主成分のばらつき（標準偏差）の変化過程から検討して、それを、軌道を構成する座標から時事刻々のエントロピーを計算し、その減少過程から情報の生成について検討する段階へ移行した。
２）今後は、失敗できない状況における運動難易度と運動時間の関係を検討し、フィッツが導いた線形関数との比較検討を行なっていく。
３）現在は、手部動作で動きを検討しているが、身体重心の移動が伴う動きにおいても失敗できない環境での動きの変化を検討していく予定である。その方法として、最大力発揮時の動きの制御を実験的に検討する予定である。
４）これらの分析を通して、フィッツの法則を失敗できない環境でもなりたつように定式化することに挑戦する。
|
| Causes of Carryover |
コロナの関係で、予定していた参加予定の国際学会が開催されなかったため。
|
