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Research of Sports Training Methods Based on Biomechanics and Robotics

Research Project

Project/Area Number 18J13231
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Sports science (A)
Research InstitutionThe University of Tokyo
Research Fellow 山田 文香  東京大学, 情報理工学系研究科, 特別研究員(DC2)
Project Period (FY) 2018-04-25 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2019: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2018: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Keywordsマーカレスモーションキャプチャ / フィールドカメラキャリブレーション / 運動解析 / 体操競技 / バレーボール / 動力学シミュレーション / スポーツバイオメカニクス / フットサル
Outline of Annual Research Achievements

科学的スポーツトレーニング法構築を目的として本年度に実施した下記4つについて述べる.
a】パン・チルト・ズームが時変なカメラモデルを定式化し,試合後に測地測量で得たサッカーコート特徴点の三次元位置と画面上の対応点の座標と定式化したモデルを用いた最適化を行い,カメラ位置・姿勢・パン・チルト・ズームの情報を同定した.(未発表)2) マルチカメラキャリブレーション手法3種:位置情報を持たない特徴点を使用する一般的なバンドル調整,測量器による直接計測に基づくバンドル調整,測量器による直接計測を併用したバンドル調整に対して,手法と実施についての比較調査を行った.(学会発表済)
b】体操競技あん馬の旋回運動を比較評価する手法2種を提案した.1) つま先と腰の円軌道に現れるリサージュ図形を解析することで,使用の同期を定量的に評価した.2) 上体と下肢の相対ねじれ角を体幹のねじれ角として計算し,被験者の旋回間の体幹のねじれの少なさを定量的に評価した.(学会発表済)
c】あん馬旋回運動に対して,最適制御に基づく身体・運動の定式化を行った.各関節の過回転・発振を防ぐためにヒト全身骨格モデルの自由度への制限と関節トルク入力則におけるダンピング項を追加し,接触条件が切り替わる支持期と接触時を拘束条件に定式化して旋回運動を最適制御問題として表現した.動力学シミュレーションにて,元の計測運動に近く,関節トルクと接触力を最小化するような最適解を得た.(学会発表済)
d】仮想現実を用いた運動追体験・疑似体験の提示手法の開発を行っている.仮想現実空間上に再現された筋骨格モデルでの運動を三人称で観察するだけでなく,一人称視点や鏡面を用いて様々な視点から運動追体験することができ,他人の運動を他人の骨格や自分の骨格にて疑似的に追体験することにより未経験の運動を経験するというイメージトレーニング手法を提案する(未発表).

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report

Research Products

(15 results)

All 2020 2019 2018

All Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Presentation] 測量器による直接計測とバンドル調整を併用したマルチカメラキャリブレーション法2020

    • Author(s)
      山田文香,池上洋介,中村仁彦
    • Organizer
      第25回ロボティクスシンポジア
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Drop Vertical Jumpのバイオメカニカル解析に基づく膝前十字靱帯損傷リスク評価の研究2020

    • Author(s)
      鈴木比奈子, 池上洋介, 内山瑛美子, 山本江, 山田文香, 中村仁彦, 水谷有里, 川口航平, 武冨修治
    • Organizer
      第25回ロボティクスシンポジア
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] チームスポーツの各選手の運動情報に基づく 連携動作の言語化2020

    • Author(s)
      大桶夏津, 池上洋介, 山本江, 高野渉, 山田文香, Milutin Nikolic, 櫻井彬光, 中村仁彦
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Motion and Muscle Activity of Synchronized Rolling-Type Double-Leg Circles on a Pommel Horse2020

    • Author(s)
      Motoyuki Nawa, Ayaka Yamada, Kazuie Nishiwaki, Kyoji Yamawaki,Yosuke Ikegami, Yoshihiko Nakamura and Taiga Yamasaki
    • Organizer
      The 13th Conference of the International Sports Engineering Association
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 運動解析結果を音響情報に変換して介入するスポーツトレーニング法の開発2019

    • Author(s)
      櫻井彬光, 池上洋介, 山田文香, 山本江, 中村仁彦
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] ビデオモーションキャプチャを用いた人間の全身運動のリアルタイム三次元再構成2019

    • Author(s)
      小原大輝, 池上洋介, 山田文香, 大橋拓也, 中村仁彦
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 体操あん馬旋回運動の接触条件の定式化に基づく最適制御2019

    • Author(s)
      山田文香, Matthew Millard, 池上洋介, Katja Mombaur, 中村仁彦
    • Organizer
      第37回ロボット学会学術講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] ビデオモーションキャプチャのための測地測量に基づく広域キャリブレーション法2019

    • Author(s)
      山田文香, 池上洋介, 鈴木亮矢, 堀川智行, 中村仁彦
    • Organizer
      第37回ロボット学会学術講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] ビデオモーションキャプチャによるゴルフスイング動作の計測と解析2019

    • Author(s)
      池上洋介, 櫻井彬光, 山田文香, 古賀大貴, 中村仁彦
    • Organizer
      日本機械学会シンポジウム:スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] ローリング型旋回の動作解析2019

    • Author(s)
      山田文香, 名和基之, 西脇一宇, 山脇恭二, 池上洋介, 中村仁彦, 山崎大河
    • Organizer
      日本機械学会シンポジウム:スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Dynamics Analysis of Artistic Gymnastics with Video Motion Capture: Pommel Horse and Vault2019

    • Author(s)
      Ayaka Yamada, Yosuke Ikegami, Tomoyuki Horikawa, Hiroki Obara, Mutsumi Harada and Yoshihiko Nakamura
    • Organizer
      The SICE Annual Conference 2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 運動選手の膝損傷リスク要因解析のためのビデオ・モーションキャプチャを用いた大規模ジャンプ運動データの取得2019

    • Author(s)
      堀川智行, 池上洋介, 小原大輝, 山田文香, 川口航平, 武冨修治, 中村仁彦
    • Organizer
      ロボティクスシンポジア2019
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] ゴルフスイングにおける運動技能の評価法とそれを用いた介入型トレーニング2018

    • Author(s)
      田中玲至, 池上洋介, 山田文香, 山本江, 中村仁彦
    • Organizer
      ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] あん馬旋回運動における身体使用の比較: 腰・胸2018

    • Author(s)
      山田文香,池上洋介,名和基之,西脇一宇,山脇恭二,中村仁彦
    • Organizer
      日本機械学会シンポジウム:スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] フィールド・モーションキャプチャー装置2018

    • Inventor(s)
      2018
    • Industrial Property Rights Holder
      東京大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Overseas

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Published: 2018-05-01   Modified: 2021-01-27  

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