| 研究課題/領域番号 |
20H04068
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分59020:スポーツ科学関連
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
小池 関也 筑波大学, 体育系, 教授 (50272670)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 12,090千円 (直接経費: 9,300千円、間接経費: 2,790千円)
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| キーワード | 両手操作 / 閉ループ問題 / 順動力学的貢献分析 / 因果関係 / コツ / シミュレーション / 運動方程式 / マルチボディ / ムチ動作 / 系の運動方程式 / 順動力学的シミュレーション / 動力学的貢献分析 / 全身の運動方程式 / センサー用具 / 用具の変形 / 運動依存項の生成要因 / 運動依存項 / 動作のフィードバック / 動作改善 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，ハンマー投，棒高跳，ゴルフスウィングの各種スポーツ動作を対象として，これらの閉ループ問題を各種センサー用具を考案することによって解決するとともに，多体系として捉えた用具および身体の運動方程式を連成させて，用具-身体連成系の運動方程式が有する入出力間の因果関係から，身体各関節のトルク入力に対する全系の動作出力を把握し，高いパフォーマンスの実現に寄与している動作の力学的な特徴（運動のコツ）を抽出する．そして，得られた知見が対象者の動作を改善することに有効となることを検証する．
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| 研究成果の概要 |
両手によって用具を扱うスポーツ動作では，左右各上肢と用具とが，機構的な閉ループ系を構成するため，用具の動きを計測しても，左右の各手のキネティクスは不明である．そこで，本研究では，閉ループ問題の解決および順動力学的貢献分析により，これらの動作では，どの関節トルクや動きが，パフォーマンスにどのような影響を及ぼしているかを定量化することを試みた．その結果，ハンマー投げでは，自励系の特性が大きく関与することを割り出した．また，棒高跳びやゴルフスウィングでは，センサーグリップを考案し，その精度向上のために，ひずみ信号の時間微分をも考慮した変換関数を設けることが有効であることを見出した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
これまでのバイオメカニクスの学問領域では，キネマティクス的変量やキネティクス的変量とパフォーマンスとの相関から，統計的にスポーツ動作の生成メカニズムを推察していたが，相関に基づく分析では，力学的なメカニズムを説明することはできなかった．本研究では，対象とする系の運動方程式が有する入力（関節トルク）と出力（パフォーマンス的指標）との因果関係を含む順動力学的な貢献分析を可能としたことによって，これまでのバイオメカニクス的な分析手法では扱うことができなかった複雑なスポーツ動作のメカニズムを明瞭化することを可能としている．
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