2022 年度実施状況報告書

スピードスケートの遊脚動作が速度獲得に及ぼす影響に関するバイオメカニクス的研究

研究課題

研究課題/領域番号	18K10850
研究機関	信州大学
研究代表者	結城匡啓信州大学, 学術研究院教育学系, 教授 (90302398)
研究期間 (年度)	2018-04-01 – 2024-03-31
キーワード	スピードスケート / ３次元解析 / バイオメカニクス / トレーニング手段 / 遊脚
研究実績の概要	本研究では，スピードスケートの金メダリストを含む国内トップ選手の滑走動作を対象に体幹の多分節剛体リンクモデル化により骨盤周辺部位の動きに注目して３次元的にとらえ，遊脚の動きが滑走速度の獲得に及ぼす影響についてキネティクス的に検討することを目指し、これまでに検討されてこなかった骨盤・体幹部を介した両脚間の身体重心の移動メカニズムについて解析することを目的としている。当該年度は、課題２（３種の異なるエクササイズにおける選手の下肢の動作を３次元キネティクス的に分析し，骨盤周辺部位の動きに着目することにより，遊脚の動きが滑走速度に及ぼす影響についてバイオメカニクス的に検討）を進めた。その結果、①ドロップスケートジャンプ動作（台上から片脚で落下して着地したのち，すばやく側方に大きくジャンプするエクササイズ動作）では，金メダリストを含む全被験者で、台高0.2ｍでは左右の試技で側方への跳躍距離に差がないものの，台高0.4mでは右に比べて左の跳躍距離が有意に小さくなること、②連続サイドジャンプ（スケートの姿勢で側方に片脚でジャンプし，脚を替えながら一方向に移動する模倣動作）では、離地時における金メダリストとオリンピアンの重心速度は大きく，それらはストローク前半の回転運動によるものであること、それらの重心速度は500mベストタイムとの間に有意な相関があること、③骨盤の傾斜姿勢を意識した模倣動作では、骨盤を後傾する（立てる）意識にすることで体幹筋群の筋放電が大きくなることなどを見出してきた。さらに、2022年度は、④側方ジャンプ（スケートの姿勢で側方に片足でジャンプしながら一方向に移動する模倣動作）において，遊脚を意識的に大きく動かすことによって，質量の大きな体幹の側方の角運動量が発生され，その反作用としての側方への発揮パワーが大きくなることが明らかとなった。
現在までの達成度 (区分)	現在までの達成度 (区分) 2: おおむね順調に進展している理由当該年度では，過去4ケ年度に続き，課題２を課題１より優先し，さらに課題を拡大して９種類のエクササイズにおける選手の下肢の動作を３次元的に解析した。その結果，当初の予想（仮説）とは異なり，多くのエクササイズで金メダリストの上肢を含めた上半身の運動が，遊脚による加速動作に先行して生じており，そのことが競技レベルの劣る大学段階の国内レベルの選手とはもっとも大きく異なる点であること、金メダリストを含む優れた選手であっても、遊脚の動きには左右差が認められ、左ストロークでの加速が小さいことがわかってきた。さらに、その動きは、重心の回転運動、すなわち側方への倒れこみ動作のスピードに影響し、質量の体幹の大きな角運動量を大きくする可能性を見出した。また、骨盤の傾斜角度を制御する意識は、体幹下部の筋放電量に大きく影響し、上半身と下半身を連動させる意識づけが重要であることが示唆できつつある。一方で課題1のセンサースケートの特別製作が，コロナ禍の影響で難しい状況となっており、進められていない。センサースケート開発は、海外への発注と、首都圏の研究協力者との連携が不可欠なっており、計画通り進めることは厳しい状況にあると感じている。そこで、若干方法を変更し、陸上運動での模倣動作における地面反力の計測を元にしたキネティックス解析に方針を変更することを検討している。
今後の研究の推進方策	課題1のセンサースケートの特別製作が，昨年度のコロナ禍の影響で完全に停止した状態となってしまっており、大幅に遅れている。センサースケート開発は、海外への発注と、首都圏の研究協力者との連携が不可欠なっており、計画通り進めることは厳しい状況にあると感じている。しかし、課題１に先んじて課題２を進め成果を得ることができており、金メダリストを含む優れた選手であっても、遊脚の動きには左右差が認められ、左ストロークでの加速が小さいことがわかってきた。さらに、その動きは、重心の回転運動、すなわち側方への倒れこみ動作のスピードに影響する可能性を見出した。また、骨盤の傾斜角度を制御する意識は、体幹下部の筋放電量に大きく影響し、上半身と下半身を連動させる意識づけが重要であることが示唆できつつある。このことは，これまでに明らかにされてきていない。そこで，この知見をさらに筋電図手法を用いて究明していくことが研究の活路を見出すことに繋がる可能性があると考えている。さらに、センサースケート開発は、海外への発注と、首都圏の研究協力者との連携が不可欠なっており、計画通り進めることは厳しい状況にあると感じている。センサースケートの開発（課題１）に着手できない現状がコロナ禍により延長される場合、若干方法を変更し、陸上運動での模倣動作における地面反力の計測を元にしたキネティックス解析に方針を変更することを検討している。そして、ここまでに得られた成果を積極的に学会や論文にするようアウトプットしていく方向で研究をまとめあげたいと考えている。
次年度使用額が生じた理由	当初予定していた実験のうち，特製スケートの開発が中断を余儀なくされ、研究費の執行が大幅に遅れている。加えて当初計画していた国際学会も中止やオンライン開催という事態となり、旅費についても執行が滞ったままとなっている。いずれも言うまでもなくコロナ禍による影響であるが、これは、今後も難しい状況であることには変わりはないと予想されるので、できる限りの追加実験ならびに追加分析を2023年度に進め、さらに持ち得ているデータを有効に活用して関連性を検討することで、本課題の結論に結びつくような研究発表の機会や論文アウトプットの形で成果として結び付けていきたいと考えている。