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2019 年度 実績報告書

大規模最適化シミュレーションによる身体障がい者スイマーの最速泳フォームの解明

研究課題

研究課題/領域番号 17H02150
研究機関東京工業大学

研究代表者

中島 求  東京工業大学, 工学院, 教授 (20272669)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワードスポーツバイオメカニクス / 水泳
研究実績の概要

1.昨年度までの最適化シミュレーションで得られた最適泳フォームの妥当性を検証するため,人間型スイマーロボットの改良を行った.具体的には,回流水槽に取り付ける場合に,ロボットの背中に装着する支持部の影響を詳細に検討した.これまでの回流水槽実験では,クロール泳時に支持部がロボットのローリング挙動に悪影響を及ぼし,リカバリー動作に失敗することがある問題点があった,そのため,まず支持部を装着した状態のシミュレーションモデルを構築し,シミュレーションにおいても同様の傾向が見られることを確認した.そのため,ロボットの腕のかき動作であるストロークを変更することにより改善が見られないか検討することとした.手法として最適化計算を用い,元のストロークに十分近く,かつ適切なローリング運動となるようなストロークをシミュレーションにより求めた.その結果,特にストロークの最後のフィニッシュ局面において動作を微調整することにより,ローリング挙動を制御することが可能であることが明らかとなった.さらに,得られた傾向を実験的に検証しようとしたが,予定していた回流水槽設備は改修中であったため,自由遊泳実験により効果を検証することを試みた.その結果,シミュレーションと同様の傾向が見られ,ローリング挙動の改善が可能であることが実験的にも確認された.
2.人間型スイマーロボットに,左右の泳方向を制御できるような新たな機構を設ける改造を施した.シミュレーションおよび実験により機構の妥当性が確認された.
3.前年度までに行った片前腕欠損選手の欠損側動作の最適化計算結果をまとめ,ジャーナル論文として投稿し,受理されて出版された.
4.国内外の関連会議に参加し,最新の資料収集や情報収集,および成果発表を行った.

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Optimizing simulation of deficient limb’s strokes in freestyle for swimmers with unilateral transradial deficiency2020

    • 著者名/発表者名
      Motomu Nakashima, Ryosuke Takahashi, Taichi Kishimoto
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanical Science and Engineering

      巻: 15 ページ: 1-19

    • DOI

      https://doi.org/10.1299/jbse.19-00467

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Direction Control of the Swimming Humanoid Robot2019

    • 著者名/発表者名
      Qiuyuan Sun
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2019
  • [学会発表] 水泳ヒューマノイドロボットのクロール泳におけるローリング性能の向上2019

    • 著者名/発表者名
      古賀 樹
    • 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2019
  • [備考] 中島求のページ

    • URL

      http://www.hei.sc.e.titech.ac.jp/nakashima_labo/motomu/index.html

  • [備考] 水泳人体シミュレーションモデルSWUMのwebsite

    • URL

      http://www.swum.org/index_j.html

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公開日: 2021-01-27  

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