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計算科学的動作解析システムの開発と適用

研究課題

研究課題/領域番号 11680011
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 体育学
研究機関山形大学

研究代表者

浅井 武  山形大学, 教育学部, 助教授 (00167868)

研究分担者 丹羽 健市  山形大学, 教育学部, 教授 (60030384)
研究期間 (年度) 1999 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2000年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
1999年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
キーワード計算科学 / コンピュータ / シミュレーション / スポーツ / 動作解析 / ヒューマンモデル / サッカー / カーブ / 身体運動 / 有限要素法 / ボール / 人体モデル / モーションキャプチャ
研究概要

本研究では、従来の剛体-リンク系モデルとは全く異なる多数のメッシュ要素から構成された有限要素人体モデルを作成し、動作解析においてフォームや関節トルクだけでなく、衝撃伝播、応力解析、数値流体解析等の解析が同一モデルで統一して行なえる計算科学的動作解析コンピュータシミュレーションシステムを開発した。
また、実際に本システムを幾つかの身体・スポーツ運動解析に適用し、モーションや力がボールの変形や応力伝播に及ぼす影響や周囲の流体の圧力分布等を解析する事により、計算科学的動作解析システムの適用可能性について検討した。
その結果、本研究の計算科学的動作解析システムは、機構解析、構造解析、数値流体解析等の異なった解析が同一モデルで統一して行うことができ、従来にない解析が実現された。また、本研究の動作解析システムは、かなり大きな計算資源を必要とし、大規模な計算には、いまだ大きな制限があることが示された。さらに、本研究の動作解析システムは、他の計算科学的手法のソルバーを付加することが可能であることが示唆された。
本研究で開発された有限要素人体モデルは、主に人体外形状をモデル化したものであるが、研究対象によっては、人体骨格モデルが有効である場合が少なくない。この有限要素人体骨格モデルの開発は、今後の最重要課題の一つであると考えられた。
本研究で開発されたデジタルヒューマンモデルは、フリーソフトウェアーとしてダウンロード可能にし、広く公開している(http://www.e.yamagata-u.ac.jp/^-asai/index.html)。

報告書

(3件)
  • 2000 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (32件)

  • [文献書誌] 浅井武,布目寛幸,井上大介,佐藤靖丈: "サッカーの技術分析に関する計算科学的アプローチ"サッカー医・科学研究(47-50).. 第20巻. 47-50 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 浅井武,宮地力,大島義晴,赤塚孝雄: "サッカーのカーブキックに関する計算力学的研究"日本機械学会第13回計算力学講演会講演論文集. 00-17. 701-702 (2000)

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  • [文献書誌] 浅井武,宮地力,菅原和香,村上広高: "足関節有限要素モデルの試作"日本機械学会スポーツ工学シンポジウム論文集. 00/38. 195-198 (2000)

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  • [文献書誌] T.Asai,M.Masubuchi,H.Nunome and T.Akatsuka: "Prediction of magnus force on a spinning soccer ball."XVIII Inter.Sympo.on Biomech.In Sports. Vol.2. 694-697 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Nunome,Y.Ikegami,T.Asai and Y.Sato: "A kinetic comparison of the inside soccer kick between high performance player and junior players."XVIII Inter.Sympo.on Biomech.In Sports.. Vol.2. 751-754 (2000)

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  • [文献書誌] T.Asai,O.Murakami and M.Nasako: "Comparison of curve ball kick with instep kick in football."Development and Innovation, A.J.Subic and S.J.Haake ed.,Blackwell Science. Vol.3. 487-494 (2000)

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  • [文献書誌] 浅井武,増淵正博,大島義晴: "スポーツにおける空気の流れのコンピュータシミュレーション"バイオメカニクス研究. Vol3-1. 29-35 (1999)

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  • [文献書誌] 浅井武,赤塚孝雄: "サッカーの物理"パリティ. Vol.14-4. 33-42 (1999)

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  • [文献書誌] 浅井武: "サッカーにおけるインステップキックとカーブキックの比較"バイオメカニクス研究. Vol3-2. 111-118 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Asai,H.Nunome and T.Akatsuka: "Development of the virtual kick simulator in football using digitized human model."Proc., XVIIth Int.Soc.Biomech.Congress. Vol.17. 628 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 五十嵐あゆ子,浅井武 他: "サッカーの基本動作における足圧分布"日本機械学会スポーツ工学シンポジウム論文集. 99・41. 174-178 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 井上大介,浅井武 他: "サッカーの基礎技術に関する3D動作解析-カーブキックとインステップキックの比較-"日本機械学会スポーツ工学シンポジウム論文集. 99・41. 179-183 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 浅井武(分担執筆): "スポーツバイオメカニクス-身体運動の運動連鎖とエネルギーの流れ-"深代千之他編、朝倉書店. 3 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Asai, M.Masubuchi, H.Nunome and T.Akatsuka: "Prediction of magnus force on a spinning soccer ball."Proc., XVIII Inter. Sympo. on Biomech. In Sports. 694-697 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Nunome, Y.Ikegami, T.Asai and Y.Sato: "A kinetic comparison of the inside soccer kick between high performance player and junior players."Proc., XVIII Inter. Sympo. on Biomech. In Sprots. 751-754 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Asai, O.Murakami and M.Nasako: "Comparison of curve ball kick with instep kick in football."The Engineering of Sport, Reserch, Development and Innovation, A.J.Subic and S.J.Haake ed., Blackwell Science. 487-494 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Asai, H.Nunome and T.Akatsuka: "Development of the virtual kick simulator in football using digitized human model."Proc., XVIIth Int.Soc.Biomech.Congress. 828 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Nunome, T.Asai et al.: "Kinetic featires of in-side kick and in-step soccer kicks"Proc., XVIIth Int.Soc.Biomech.Congress. 935 (1999)

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    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 浅井武,布目寛幸,井上大介,佐藤靖丈: "サッカーの技術分析に関する計算科学的アプローチ"サッカー医・科学研究(47-50). 第20巻. 47-50 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 浅井武,宮地力,大島義晴,赤塚孝雄: "サッカーのカーブキックに関する計算力学的研究"日本機械学会第13回計算力学講演会講演論文集. 00・17. 701-702 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 浅井武,宮地力,菅原和香,村上広高: "足関節有限要素モデルの試作"日本機械学会スポーツ工学シンポジウム論文集. 00・38. 195-198 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T.Asai,M.Masubuchi,H.Nunome and T.Akatsuka: "Prediction of magnus force on a spinning soccer ball."XVIII Inter.Sympo.on Biomech.In Sports. Vol.2. 694-697 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T.Asai,M.Masubuchi,H.Nunome and T.Akatsuka: "Prediction of magnus force on a spinning soccer ball."XVIIII Inter.Sympo.on Biomech.In Sports. Vol.2. 694-697 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] H.Nunome,Y.Ikegami,T.Asai and Y.Sato: "A kinetic comparison of the inside soccer kick between high performance player and junior players."XVIII Inter.Sympo.on Biomech.In Sports. Vol.2. 751-754 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T.Asai,O.Murakami and M.Nasako: "Comparison of curve ball kick with instep kick in football."Development and Innovation, A.J.Subic and S.J.Haake ed., Blackwell Science. Vol.3. 487-494 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 浅井武(分担執筆): "スポーツバイオメカニクス・身体運動の運動連鎖とエネルギーの流れ"深代千之他編、朝倉書店(分担執筆). 3 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 井上大介: "サッカーの基礎技術に関する3D動作解析-カーブキックとインステップキックの比較-"日本機械学会スポーツ工学シンポジウム論文集. 99-41. 179-183 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 五十嵐あゆ子: "サッカーの基本動作における足圧分布"日本機械学会スポーツ工学シンポジウム論文集. 99-41. 174-178 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Asai T.: "Devlelopment of the virtual kick simulator in football using digitized human model."Proc.XVIIth Int.Soc.Biomech.Congress. 828 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 浅井 武: "サッカーにおけるインステップキックとカーブキックの比較"バイオメカニクス研究. 3-2. 111-118 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 浅井 武: "サッカーの物理"パリティ(丸善). 14-4. 33-42 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 浅井 武: "スポーツにおける空気の流れのコンピュータシミュレーション"バイオメカニクス研究. 3-1. 29-35 (1999)

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      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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