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2021 年度 実施状況報告書

動作課題と用具の振りやすさの違いが上肢スウィング動作に与える影響の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K17585
研究機関鹿屋体育大学

研究代表者

村田 宗紀  鹿屋体育大学, スポーツ生命科学系, 講師 (40756607)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード運動連鎖 / 慣性特性 / シミュレーション
研究実績の概要

野球の投動作やテニスサーブのように,ボールや打具を加速する上肢のスウィング動作はスポーツで散見され,その機序は身体特性との関係を中心に議論されてきた.しかし,打具(ラケットやバット)とボールでは,「運動課題(回転運動の制御の必要性)」と,「慣性特性(運動中の慣性モーメントの変化)」が大きく異なる.このことは,両者では操作技術が異なる可能性を示唆している.そこで,本研究では「打具とボールを振る場合では,選手に求められる技術が異なるか」,「動作中における用具の慣性モーメントや形状の変化は,上肢スウィング動作に影響するか」について明らかにする.なお,実験条件を任意に設定するために,剛体リンクモデルによる関節トルク入力型のコンピュータシミュレーションを用いて行う.具体的には,ヒトの上半身を模擬した剛体リンクモデルに対し,関節可動域とトルク発揮特性(関節角度―トルク関係,関節角速度―トルク発揮関係)を考慮した関節トルクを入力する.
現在は,シミュレーションプログラムの作成を完了し,ヒトをモデル化する際のパラメータ決定を行っている.また,異なる慣性特性の用具を用いたスウィング動作として,投動作とテニスサーブを対象に予備実験を実施し,例えば両動作には,上肢の各セグメントを順次流入出する力学的エネルギーの形態が異なり,投動作は並進運動エネルギーが大半を占め,サーブでは回転運動エネルギーも伝達しているなど,相違点が存在することを確認した.現段階では,その要因が慣性特性よりも加速対象の形状の違いによる影響が大きいと予想している.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

基本的なシミュレーションプログラムは作成しているが,モデル(設定する各種パラメータ)の妥当性に関する検証が遅れている.それに伴い,検証実験に用いる用具の仕様が定まっておらず,用具作成にも遅れが生じている.

今後の研究の推進方策

基本的なプログラム自体は作成が完了していることから,各種パラメータの設定を優先的に行う.また,パラメータの設定が予定よりも遅れる場合には,先行研究を参考に決定する.あるいは,アクティベーション入力からトルク入力にプログラムを変更する.なお,研究の推進に注力するために,当初の計画では自身で作成する予定であった用具作成を外注に切り替える予定である.

次年度使用額が生じた理由

研究の遅れから,検証用実験に用いる用具の設計にも遅れが生じ,用具作成費用が未使用となっている.現在は仕様設計を進めており,従来の予定通り,未使用額は用具作成に充てる.

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Mechanical Energy Flow of the Racket Holding Arm in the Tennis Serve Focusing on the Energy Form2022

    • 著者名/発表者名
      Murata Munenori、Fujii Norihisa、Suzuki Yuta
    • 雑誌名

      International Journal of Sport and Health Science

      巻: 20 ページ: 48~65

    • DOI

      10.5432/ijshs.202135

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ratio of forces during sprint acceleration: A comparison of different calculation methods2021

    • 著者名/発表者名
      Bezodis Neil、Colyer Steffi、Nagahara Ryu、Bayne Helen、Bezodis Ian、Morin Jean-Benoit、Murata Munenori、Samozino Pierre
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanics

      巻: 127 ページ: 110685~110685

    • DOI

      10.1016/j.jbiomech.2021.110685

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 不安に対する認知の個人差とプレッシャー下での実力発揮の関係2021

    • 著者名/発表者名
      阿比留萌, 亀井誠生, 竹添未咲, 村田宗紀, 水﨑佑毅, 村川大輔, 竹中健太郎, 森司朗, 幾留沙智, 中本浩揮
    • 学会等名
      日本スポーツ心理学会第 48 回大会
  • [学会発表] サーブにおける非ラケット保持腕による力学的エネルギーの獲得2021

    • 著者名/発表者名
      村田宗紀, 村上俊祐, 髙橋仁大
    • 学会等名
      第33回日本テニス学会
  • [学会発表] 関節の底背屈動作がペダリング動作に与える影響に関するパイロットスタディ2021

    • 著者名/発表者名
      藤巻拓斗, 石井康光, 村田宗紀
    • 学会等名
      九州体育・スポーツ学会第 70 回記念大会

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公開日: 2022-12-28  

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