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肢体不自由者の水泳運動のシミュレーション解析および補助具の開発に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 15650131
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 スポーツ科学
研究機関東京工業大学

研究代表者

中島 求  東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 助教授 (20272669)

研究期間 (年度) 2004 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2005年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2004年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2003年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワード水泳運動 / 肢体不自由者 / 補助具 / シミュレーション解析 / スポーツ科学 / 福祉工学 / 流体力学
研究概要

1.平成16年度までに試作した水泳用補助具について,肢体不自由者の水泳合宿に参加し,複数の肢体不自由者から意見の聴取を行った.その結果,本補助具の有効性が確認された.
2.平成16年度までに検討した上腕切断の一種類以外の肢体不自由についてシミュレーションにより検討した.具体的には,両下肢麻痺,片下肢切断,片麻痺の三種類の肢体不自由を対象とした.まず始めに泳映像からわかる水泳運動の特徴を挙げて水泳運動に影響を与える因子を推定した.次にその因子が水泳運動に与える影響をシミュレーション解析により明らかにした.得られた知見を肢体不自由別に以下に示す.
両下肢麻痺
下肢の屈曲・伸展の状態に着目し,股関節,膝関節の角度を変化させてシミュレーション解析を行った.その結果,関節角が10度のとき,体幹と両下肢に受ける推進方向の流体力すなわち抵抗が最も小さくなり,ストローク長および推進効率はともに最も大きくなった.また両下肢の膝関節,股関節の角度によって体幹,両下肢が受ける抵抗および揚力は異なり,その結果泳速度および推進効率に影響を与えることが明らかとなった.
片下肢切断者
バタ足の関節角と位相に着目してシミュレーション解析を行った.その結果,健常者の標準的なバタ足の関節角の1.6倍前後が効率が良く安定して遊泳できることがわかった.また位相については,右下肢切断の場合,右上肢のキャッチからプルにかけての時刻と左上肢のキックの瞬間が一致するような位相でバタ足をすることによって適切な体幹のロール運動が可能となることがわかった.
片麻痺者
バタ足の位相に着目してシミュレーション解析を行った.その結果,左上肢のキャッチからプルの動作の時に左下肢をキックするような位相でバタ足をすると,上半身が持ち上がりにくく,泳速度および推進効率が良く安定して遊泳できる傾向が見られた.

報告書

(3件)
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (6件) 文献書誌 (2件)

  • [雑誌論文] 全身の剛体動力学と非定常流体力を考慮した水泳人体シミュレーションモデルの開発2005

    • 著者名/発表者名
      中島 求, 佐藤 憲, 三浦 康郁
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集 B編 71・705

      ページ: 1361-1369

    • NAID

      110005051543

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of Computer Simulation Software "Swumsuit" To Analyze Mechanics of Human Swimming2005

    • 著者名/発表者名
      Motomu Nakashinia
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2005 International Symposium on Computer Simulation in Biomechanics (ISCSB2005)

      ページ: 65-66

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 肢体不自由者のための水泳用補助具の開発(片上腕切断の場合の最適設計と被験者実験)2005

    • 著者名/発表者名
      米山 啓子, 中島 求
    • 雑誌名

      日本機械学会2005年度年次大会講演論文集 Vol.6,No.05-1

      ページ: 79-80

    • NAID

      110006838834

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 肢体不自由者のための水泳用補助具の開発(片上腕切断の場合の最適設計と被験者実験)2005

    • 著者名/発表者名
      米山 啓子, 中島 求
    • 雑誌名

      日本機械学会2005年度年次大会講演論文集 (発表予定)

    • NAID

      110006838834

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 水泳人体シミュレーションモデルSWUMにおける流体力のモデル化2004

    • 著者名/発表者名
      佐藤 憲, 中島 求
    • 雑誌名

      日本機械学会2004年度年次大会講演論文集 No.04-1

      ページ: 165-166

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Swimming Human Model "SWUM" to Analyze Dynamical Swimming Problems2004

    • 著者名/発表者名
      Motomu Nakashima, Yasufumi Miura, Ken Satou
    • 雑誌名

      Engineering of Sport 5 Vol.1

      ページ: 594-600

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] 佐藤 憲, 中島 求: "水泳人体シミュレーションモデルSWUMにおける流体力のモデル化"日本機械学会2004年度年次大会講演論文集. (発表予定). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Motomu Nakashima, Yasufumi Miura, Ken Satou: "Swimming Human Model "SWUM" to Analyze Dynamical Swimming problems"Proceedings of the Fifth International Conference of the Engineering of Sport. (発表予定). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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