体工連携によるスポーツ科学イノベーション－革新的な用具・コーチング法の開発－

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15H01825
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 高木 英樹 筑波大学, 体育系, 教授 (80226753)
• 研究分担者: 浅井 武 筑波大学, 体育系, 教授 (00167868) ; 中島 求 東京工業大学, 工学院, 教授 (20272669) ; 松田 昭博 筑波大学, システム情報系, 准教授 (20371437) ; 小池 関也 筑波大学, 体育系, 准教授 (50272670) ; 下門 洋文 新潟医療福祉大学, 健康科学部, 助教 (50757911) ; 亀田 能成 筑波大学, 計算科学研究センター, 教授 (70283637)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 競泳 / 非定常流体力 / 圧力分布 / 自己推進時抵抗 / 流れの可視化

研究実績の概要

本研究プロジェクトにおいては、体育学と工学の研究者が緊密に連携し、多様化・高度化するスポーツ現場で生起している様々な研究課題を解決するための新たな研究方法論を共同で開発し、スポーツ科学のイノベーションを実現することを目的としている。
特に本年度は本研究プロジェクトの最終年度に当たるため、これまでの研究成果をまとめ、2018年9月に開催された、13th International Symposium on Biomechanics and Medicine in Swimmingの国際学会において多数発表した。
主な研究成果として、水泳を専門とする体育学の研究者と流体工学を専門とする研究者が協力し、新たな方法論の開発に取り組み、クロール泳中のキック動作の役割について、世界で初めて定量的に解析することに成功した。これまで、クロール泳のキック動作の役割に関しては、水平姿勢を保って抵抗低減には貢献しているが、推進力として貢献しているかについては統一した見解が得られていなかった。そこで、独自に開発した測定システムを用いて、けのび姿勢時の静的抵抗、プル泳時の動的抵抗に加え、上肢と下肢の両方を使って泳いだ時の動的抵抗を同一システムで計測することが可能となり、それらの値を比較検討することにより、初めてキック動作の役割の解明が可能となった。その結果、クロール泳のキック動作は低速域（1.1m/s）では推進力として貢献していたが、1.3m/sを超えるあたりから抵抗となる可能性が明らかとなった。以上のことから、速く泳ぐためには上肢のストローク頻度を増加させる必要がありが、上肢と下肢の動作は連動しているので、必然的に下肢のキック動作の頻度も増加せざるを得ず、抵抗要素の増大につながることが予想、この抵抗増加をいかにして抑えられるかが、速く泳ぐための鍵となることが示唆される。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] The University of Sydney(オーストラリア)
  • 国名: オーストラリア
  • 外国機関名: The University of Sydney
• [国際共同研究] The University of Edinburgh/Manchester Metropolitan University(英国)
  • 国名: 英国
  • 外国機関名: The University of Edinburgh/Manchester Metropolitan University
• [国際共同研究] The Paul Scherrer Institute(スイス)
  • 国名: スイス
  • 外国機関名: The Paul Scherrer Institute
• [国際共同研究] University of Porto(ポルトガル)
  • 国名: ポルトガル
  • 外国機関名: University of Porto
• [国際共同研究] University of Verona(イタリア)
  • 国名: イタリア
  • 外国機関名: University of Verona
• [国際共同研究]
  • 他の国数: 1
• [雑誌論文] The effect of using paddles on hand propulsive forces and Froude efficiency in arm-stroke-only front-crawl swimming at various velocities (2019)
  • 著者名/発表者名: Tsunokawa Takaaki、Mankyu Hirotoshi、Takagi Hideki、Ogita Futoshi
  • 雑誌名: Human Movement Science 巻: 64 ページ: 378～388
  • DOI: 10.1016/j.humov.2019.03.007
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of leg kick on active drag in front-crawl swimming: Comparison of whole stroke and arms-only stroke during front-crawl and the streamlined position (2018)
  • 著者名/発表者名: Narita Kenzo、Nakashima Motomu、Takagi Hideki
  • 雑誌名: Journal of Biomechanics 巻: 76 ページ: 197～203
  • DOI: 10.1016/j.jbiomech.2018.05.027
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of muscle cooling on kinetics of pulmonary oxygen uptake and muscle deoxygenation at the onset of exercise (2018)
  • 著者名/発表者名: Wakabayashi Hitoshi、Osawa Mizuki、Koga Shunsaku、Li Ke、Sakaue Hiroyuki、Sengoku Yasuo、Takagi Hideki
  • 雑誌名: Physiological Reports 巻: 6 ページ: e13910～e13910
  • DOI: 10.14814/phy2.13910
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Estimating the hydrodynamic forces during eggbeater kicking by pressure distribution analysis (2018)
  • 著者名/発表者名: Kawai Eisuke、Tsunokawa Takaaki、Takagi Hideki
  • 雑誌名: Heliyon 巻: 4 ページ: e01095～e01095
  • DOI: 10.1016/j.heliyon.2018.e01095
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] The Latest Research Trend of Hydrodynamic Studies in Swimming (2018)
  • 著者名/発表者名: Hideki Takagi
  • 学会等名: 13th International Symposium on Biomechanics and Medicine in Swimming
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Estimation of propulsive forces acting on a hand using pressure measurement and underwater motion capture during front crawl (2018)
  • 著者名/発表者名: Tsunokawa, T., Narita, K., Mankyu, H., Ogita, F., Takagi, H.
  • 学会等名: 13th International Symposium on Biomechanics and Medicine in Swimming
  • 国際学会
• [学会発表] Estimation of fluid forces around the feet during eggbeater kicking in water polo players (2018)
  • 著者名/発表者名: Kawai, E., Takagi, H
  • 学会等名: 13th International Symposium on Biomechanics and Medicine in Swimming
  • 国際学会
• [学会発表] Three-dimensional analysis of hip and knee joint movements during dolphin kicking and butterfly swimming (2018)
  • 著者名/発表者名: Yamakawa, K. K., Takagi, H., & Sengoku, Y.
  • 学会等名: 13th International Symposium on Biomechanics and Medicine in Swimming
  • 国際学会
• [学会発表] Three-dimensional analysis of hip and knee joint movements during dolphin kicking and butterfly swimming (2018)
  • 著者名/発表者名: ・Shimojo, H., Ebihara, R., Narita, K., Gonjo, T., Sengoku, Y., Tsubakimoto, S., Takagi, T.
  • 学会等名: 13th International Symposium on Biomechanics and Medicine in Swimming
  • 国際学会
• [学会発表] How does relative centre of mass position affect the four limbs' joint torques on the starting block? (2018)
  • 著者名/発表者名: Sakai, S., Koike, S., Takeda, T., Takagi, H.
  • 学会等名: 13th International Symposium on Biomechanics and Medicine in Swimming
  • 国際学会
• [学会発表] Cardiorespiratory characteristics during eggbeater kick with arm sculling in water polo players (2018)
  • 著者名/発表者名: Sasaki, Y., Takagi, H., Yoshida H., Tsubakimoto, S., Nishiyasu T.:
  • 学会等名: 13th International Symposium on Biomechanics and Medicine in Swimming
  • 国際学会
• [学会発表] The relationship between active drag and swimming velocity during front crawl swimming (2018)
  • 著者名/発表者名: Narita, K., Ogita, F., Nakashima, M., Gonjo, T., Takagi, T.
  • 学会等名: 13th International Symposium on Biomechanics and Medicine in Swimming
  • 国際学会
• [学会発表] Effect of exercise training at lactate threshold level with lower muscle temperature in cold water (2018)
  • 著者名/発表者名: Sakaue, H., Wakabayashi, H., Sengoku, Y., Takagi, H.
  • 学会等名: 13th International Symposium on Biomechanics and Medicine in Swimming
  • 国際学会
• [図書] XIII th INTERNATIONAL SYMPOSIUM on BIOMECHANICS and MEDICINE in SWIMMING PROCEEDINGS (2018)
  • 著者名/発表者名: Takagi, H., Ohgi, Y., Sengoku, Y., Gonjo, T.
  • 総ページ数: 454
  • 出版者: インプレスR&D
  • ISBN: 978-4-8443-9849-3
• [備考] Swimming Laboratory, University of Tsukukba
  • URL: http://www.taiiku.tsukuba.ac.jp/~takagi/
• [備考] クロール泳中のスイマーに働く抵抗に関する新たな知見
  • URL: http://www.tsukuba.ac.jp/attention-research/p201806291400.html