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運動の獲得と学習に介入するスポーツ・シミュレーション科学

研究課題

研究課題/領域番号 17H00766
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 知能ロボティクス
研究機関東京大学

研究代表者

中村 仁彦  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 教授 (20159073)

研究分担者 山本 江  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 准教授 (20641880)
高野 渉  大阪大学, 数理・データ科学教育研究センター, 特任教授(常勤) (30512090)
池上 洋介  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 助教 (90774414)
神永 拓  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 主任研究員 (90571571)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
45,890千円 (直接経費: 35,300千円、間接経費: 10,590千円)
2019年度: 12,090千円 (直接経費: 9,300千円、間接経費: 2,790千円)
2018年度: 12,480千円 (直接経費: 9,600千円、間接経費: 2,880千円)
2017年度: 21,320千円 (直接経費: 16,400千円、間接経費: 4,920千円)
キーワード運動の獲得と学習 / スポーツ科学 / シミュレーション科学 / 運動トレーニングの数理 / ビッグデータ / ディジタルヒューマンモデル / シミュレーション / 運動トレーニング / バイオメカニクス / ビデオモーションキャプチャ / データマイニング / クラウドコンピューティング
研究成果の概要

だれもが科学的にスポーツに取り組むことができるための情報技術の研究開発を行った。ビデオモーションキャプチャーは革新的な技術である。本研究の成果は、ビデオモーションキャプチャーによる運動解析の基盤技術を確立したことである。トップアスリートがスタッフに囲まれて時間をかけて行っていた科学的運動解析は複数台のビデオカメラで撮影するだけで可能になり、だれもが手の届くものになった。リアルタイムでの筋活動の可視化、体育館やグラウンドでのチームスポーツの全選手の全身動作の3次元の記録などが手の届くところまで近づいた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

流れるようなリズムの動作や、素早い動きなどの優れた身体能力に近づくためにトレーニングを客観的で科学的な方法でやりたいと思う人は多い。また、けがをしないように体を守りながらより速く走り、より高く飛ぶことも、だれもがレベルに応じて上達を楽しみながら取り組めるようになる。老化による体や動作の変化を記録して観察することによって、健康寿命を延ばすことができる。私たち人間は意識しない場合でもまわりの人たちの観察をして多くの情報を得ている。ビデオモーションキャプチャーはロボットが人間を見守る技術としてもなくてはならない技術となるだろう。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (69件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (9件) 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (41件) (うち国際学会 14件、 招待講演 13件) 備考 (3件) 産業財産権 (8件) (うち外国 5件)

  • [国際共同研究] Hidelberg University/Karlsruhe Institute of Technology/Technical University of Munich(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Beijin Instutute of Technology/Peking University(中国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] EPFL(スイス)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] EPFL(スイス)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Heidelberg University(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] 北京理工大学(中国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Heidelberg University/Technical University of Munich(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] EPFL(スイス)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] 北京理工大学(中国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Humanoid Robot RGB-D Slam in the Dynamic Human Environment2020

    • 著者名/発表者名
      Tianwei Zhang & Yoshihiko Nakamura
    • 雑誌名

      International Journal of Humanoid Robotics

      巻: 17(2) 号: 02 ページ: 2050009-2050009

    • DOI

      10.1142/s0219843620500097

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of Kinematically Constrained Full-body Motion from Stochastic Motion Model2019

    • 著者名/発表者名
      Wataru Takano, Yoshihiko Nakamura
    • 雑誌名

      Autonomous Robots

      巻: 43 号: 7 ページ: 1881-1894

    • DOI

      10.1007/s10514-019-09837-4

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sequential Monte Carlo Controller that Integrates Physical Consistency and Motion Knowledge2019

    • 著者名/発表者名
      Wataru Takano, Taro Takahashi, Yoshihiko Nakamura
    • 雑誌名

      Autonomous Robots

      巻: 43 号: 6 ページ: 1523-1536

    • DOI

      10.1007/s10514-018-9815-5

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamic environment reconstruction using a pitch-and-go laser scanner2019

    • 著者名/発表者名
      Tianwei Zhang & Yoshihiko Nakamura
    • 雑誌名

      Advanced Robotics

      巻: 33(24) 号: 24 ページ: 1293-1309

    • DOI

      10.1080/01691864.2019.1698459

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] HRPSlam: A Benchmark for RGB-D Dynamic SLAM and Humanoid Vision2019

    • 著者名/発表者名
      Tianwei Zhang and Yoshihiko Nakamura
    • 雑誌名

      Proc. 3rd IEEE International Conference on Robotic Computing

      巻: -

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Moving Humans Removal for Dynamic Environment Reconstruction from Slow-Scanning LIDAR Data2018

    • 著者名/発表者名
      Tianwei Zhang and Yoshihiko Nakamura
    • 雑誌名

      Proc. of 15th International Conference on Ubiquitous Robots

      巻: -

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Video Motion Capture from the Part Confidence Maps of Multi-Camera Images by Spatiotemporal Filtering Using the Human Skeletal Model2018

    • 著者名/発表者名
      Takuya Ohashi, Yosuke Ikegami, Kazuki Yamamoto, Wataru Takano and Yoshihiko Nakamura
    • 雑誌名

      Proc. of IEEE/RSJ IROS2018

      巻: -

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Frailty Score' to Evaluate the Physical and Cognitive Abilities in a Multi-Dimensional Space2018

    • 著者名/発表者名
      Emiko Uchiyama, Toshihiro Mino, Tomoki Tanaka, Katsuya Iijima, Wataru Takano, and Yoshihiko Nakamura
    • 雑誌名

      Proc. of IEEE/RSJ IROS2018

      巻: -

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 人型ロボットの二足歩行における着地位置制御を考慮したMOA集合2020

    • 著者名/発表者名
      柳瀬諒, 山本江, 中村仁彦
    • 学会等名
      第25回ロボティクスシンポジア
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      山田文香, 池上洋介, 中村仁彦
    • 学会等名
      第25回ロボティクスシンポジア
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Resolved Viscoelasticity Control Considering Singularity for Knee-stretched Walking of a Humanoid2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Murotani, Ko Yamamoto, Tianyi Ko and Yoshihiko Nakamur
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Robotics and Automation
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Enhanced Seed Finding for Scan-line Grouping Based LIDAR Plane Extraction2019

    • 著者名/発表者名
      T. Zhang, Y. Nakamura
    • 学会等名
      15th IFToMM World Congress on Mechanism and Machine Science
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Compliance Optimization Considering Dynamics for Whole-body Control of a Humanoid2019

    • 著者名/発表者名
      Ko Yamamoto, Yoshihiko Nakamur
    • 学会等名
      International Symposium on Robotics Research
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Push Recovery by Angular Momentum Control during 3D Bipedal Walking Based on Virtual-mass-ellipsoid Inverted Pendulum Model2019

    • 著者名/発表者名
      Kaixuan Guan, Ko Yamamoto, Yoshihiko Nakamura
    • 学会等名
      IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robots
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Virtual-mass-ellipsoid Inverted Pendulum Model and Its Applications to 3D Bipedal Locomotion on Uneven Terrains2019

    • 著者名/発表者名
      Kaixuan Guan, Ko Yamamoto, Yoshihiko Nakamura
    • 学会等名
      IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamics Analysis of Artistic Gymnastics with Video Motion Capture: Pommel Horse and Vaul2019

    • 著者名/発表者名
      Ayaka Yamada, Yosuke Ikegami, Tomoyuki Horikawa, Hiroki Obara, Mutsumi Harada and Yoshihiko Nakamura
    • 学会等名
      SICE Annual Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      山田文香, Matthew Millard, 池上洋介, Katja Mombaur, 中村仁彦
    • 学会等名
      第37回ロボット学会学術講演会前刷集
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      山田文香, 池上洋介, 鈴木亮矢, 堀川智行, 中村仁彦
    • 学会等名
      第37回ロボット学会学術講演会前刷集
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Mocap as a Service2019

    • 著者名/発表者名
      中村仁彦
    • 学会等名
      AI-SUMMIT
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ヒューマノイドロボティクスは人間の情報を扱うテクノロジーです2019

    • 著者名/発表者名
      中村仁彦
    • 学会等名
      杉江俊治教授退職記念講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Mocap as a Service2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiko Nakamura
    • 学会等名
      IEEE-RAS International Conference on Robotics and Automation
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Analysis and Understanding of Human Motion from Mocap and Robotics2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiko Nakamura
    • 学会等名
      Beijing Institute of Technology
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      第24回ロボティクスシンポジア
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 高次情報モーメントを用いた逆運動学によるビデオモーションキャプチャ2018

    • 著者名/発表者名
      山本和輝, 池上洋介, 大橋拓也, 張添威, 村上悠介, 中村仁彦
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 高齢者の脳活動計測による転倒に繋がる認知機能低下指標の探索2018

    • 著者名/発表者名
      内山瑛美子, 味野俊裕, 堀川智行, 小原大輝, 田中友規, 中村仁彦, 高野渉, 飯島勝矢
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ビデオモーションキャプチャからの歩行特徴量の抽出と評価2018

    • 著者名/発表者名
      古賀大貴, 草島育生, 大橋拓也, 山本江, 中村仁彦
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 体操における運動の分節化とその時系列統合による技の自動認識2018

    • 著者名/発表者名
      高野渉,中村仁彦
    • 学会等名
      第36回日本ロボット学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] あん馬旋回運動における身体使用の比較: 腰・胸2018

    • 著者名/発表者名
      山田文香,池上洋介,名和基之,西脇一宇,山脇恭二,中村仁彦
    • 学会等名
      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
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 介在ニューロンを含む脊髄神経系と有限要素筋モデルによる上腕反射系のモデリング2018

    • 著者名/発表者名
      味野俊裕
    • 学会等名
      第23回ロボティクスシンポジア
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ビデオモーションキャプチャからの歩行特徴量の抽出と評価2018

    • 著者名/発表者名
      古賀大貴
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 高齢者の脳活動計測による転倒に繋がる認知機能低下指標の探索2018

    • 著者名/発表者名
      内山瑛美子
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 中枢神経系モデルと筋骨格系モデルの統合シミュレーション法”2018

    • 著者名/発表者名
      稲吉翔
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 高次情報モーメントを用いた逆運動学によるビデオモーションキャプチャ2018

    • 著者名/発表者名
      山本和樹
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Moving People Removal for Space Reconstruction from Slow-Scanning LIDAR Data2018

    • 著者名/発表者名
      Tianwei Zhang
    • 学会等名
      15th International Conference on Ubiquitous Robots
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Robotic computation of language and action for machine intelligence of human behavior2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiko Nakamura
    • 学会等名
      2nd UTokyo-TUM Workshop
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 生物の力学的戦略:人体の複雑性に宿る知能の単純性2018

    • 著者名/発表者名
      中村仁彦
    • 学会等名
      日本学術会議応用力学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Convolutional Autoencoderを用いたモーションキャプチャデータのオートラベリングの研究2017

    • 著者名/発表者名
      草島育生
    • 学会等名
      第35回日本ロボット学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Slow-Scanning LIDAR Mapping with Moving Object Removal2017

    • 著者名/発表者名
      張 添威
    • 学会等名
      第35回日本ロボット学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] あん馬旋回運動の周期と運動学解析2017

    • 著者名/発表者名
      池上 洋介
    • 学会等名
      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
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] あん馬運動の転向技において使用する主要筋肉の特定とこの技の評価方法2017

    • 著者名/発表者名
      名和 基之
    • 学会等名
      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
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Incorrect Label Detection Using Convolutional Autoencoder in Labeling Task of Optical Motion Capture Data2017

    • 著者名/発表者名
      Ikuo Kusajima
    • 学会等名
      IEEE/SICE International Symposium on System Integration
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] あん馬旋回運動の力学的特徴とバイオメカニクスの研究2017

    • 著者名/発表者名
      山田文香
    • 学会等名
      第 23 回日本 IFToMM 会議シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Human Biorobotics: from Motion Analysis to Motion Training2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiko Nakamura
    • 学会等名
      Workshop on Assistive Robotics, IEEE-RAS International Conference on Robotics and Automation
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Hydraulic Actuators and Humanoid Robot Hydra2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiko Nakamura
    • 学会等名
      Workshop on Disaster Robotics, IEEE-RAS International Conference on Robotics and Automation
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Unveiling Fullbody Dynamics in Athletic Motions for Sports Advising2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiko Nakamura
    • 学会等名
      3rd Intrenatioal Workshop on Neurorobotics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] スポーツ社会 サービス・プラットフォームの構想2017

    • 著者名/発表者名
      中村仁彦
    • 学会等名
      UTSSI-Society5.0 シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 魔法の鏡と水晶玉に映すわたしのからだ ~リアルタイム動作計測と行動予測の未来像~2017

    • 著者名/発表者名
      中村仁彦
    • 学会等名
      第28回科学技術交流フォーラム 「動きを創る」 ~日常生活をサポートする技術~
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Distance between Language and Action2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiko Nakamura
    • 学会等名
      4th Workshop of the Anthropomophic Action Factory, Wording Robotics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A Perspective on Biomechanics Horizon in the Light of Robotics Computation2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiko Nakamura
    • 学会等名
      International Symposium of Robotics Research
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] Research in Nakamura & Yamamoto Laboratoty

    • URL

      http://www.ynl.t.u-tokyo.ac.jp/wp/research/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] Research, Nakamura & Yamamoto Lab

    • URL

      http://www.ynl.t.u-tokyo.ac.jp/wp/research/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 研究:UTSSI東京大学スポーツ先端科学研究拠点

    • URL

      http://utssi.c.u-tokyo.ac.jp/research.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [産業財産権] 関節位置の取得方法及び装置、動作の取得方法及び装置2019

    • 発明者名
      中村仁彦 高野渉 池上洋介 大橋拓也 山本和輝 武本健太郎
    • 権利者名
      東京大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 動作認識方法及び装置2019

    • 発明者名
      中村仁彦 高野渉 池上洋介
    • 権利者名
      東京大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] フィールド・モーションキャプチャー装置2019

    • 発明者名
      中村仁彦 池上洋介 山田文香 鈴木亮矢
    • 権利者名
      東京大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] モーションキャプチャ・カメラシステム及びキャリブレーション方法2019

    • 発明者名
      中村仁彦 池上洋介 山田文香
    • 権利者名
      東京大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 3Dポーズ取得方法及び装置2019

    • 発明者名
      中村仁彦 池上洋介 大橋拓也
    • 権利者名
      東京大学、NTTドコモ
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-237546
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [産業財産権] 関節位置の取得方法及び装置、動作の取得方法及び装置2018

    • 発明者名
      中村仁彦、高野 渉、池上洋介、大橋拓也、山本和輝、武本健太郎
    • 権利者名
      東京大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-168597
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [産業財産権] フィールド・モーションキャプチャ装置2018

    • 発明者名
      中村仁彦、池上洋介、山田文香、小原大輝、堀川智行、鈴木亮矢
    • 権利者名
      東京大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 動作認識方法及び装置2018

    • 発明者名
      中村仁彦、高野渉、池上洋介
    • 権利者名
      東京大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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