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2014 年度 実績報告書

特定部位の筋機能を強化するトレーニング・システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 24300220
研究機関立命館大学

研究代表者

伊坂 忠夫  立命館大学, スポーツ健康科学部, 教授 (30247811)

研究分担者 栗原 俊之  立命館大学, スポーツ健康科学部, 助教 (10454076)
塩澤 成弘  立命館大学, スポーツ健康科学部, 准教授 (30411250)
後藤 一成  立命館大学, スポーツ健康科学部, 准教授 (60508258)
藤田 聡  立命館大学, スポーツ健康科学部, 教授 (80451863)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワードトレーニング科学 / スポーツバイオメカニクス
研究実績の概要

下肢多関節動作用トレーニング機器
スポーツパフォーマンスを向上させるために、競技の特異性を考慮したトレーニングを提供できるシステムの開発を目的とし、コンピュータ制御された電磁ブレーキによって運動中の負荷パターンを変化させることで、同様の動作でありながら異なる力発揮を促すトレーニングシステムの開発・改良を行った。ハードウェア面では、装置使用者からの要望により、足部をより前方で接地できるように床反力計を設置する部品の大型化と使用者が上半身を凭れかけ固定する際の固定位置を調節できるようにシート部分の大型化を行った。ソフトウェア面では下肢伸展動作時の運動を計測(ゴニオメータ、フォースプレート、ロータリエンコーダ)し、ローパスフィルター処理を施した各運動情報から逆動力学演算により力情報(関節トルクや関節パワー)を推定する機能を設計した。また、最適化演算により得られた関節トルクから動作中の筋張力を推定する機能を追加した。
本装置を用いて、動作中の一定の負荷を設定した場合と、動作中に負荷パターンを一定ではなく可変とした場合の力発揮能力を調べた。運動途中で負荷を増大させる可変負荷パターンにより、動作中の各姿勢における関節トルクを変化させることが可能となった。また、可変負荷パターンによって変化した運動においても推定した筋張力は主動筋としての筋活動が筋電計によって計測した筋活動のパターンと酷似した結果であった。また、負荷量の設定方法に関しては初期姿勢(脚屈伸時)における最大の力発揮量を計測することで拳上可能な最大値を推定し、初使用であっても簡便に利用することが可能となった。当研究での主な成果については、学会等で発表を行った。
なお、開発した下肢多関節動作用トレーニング機器(発明の名称:下肢トレーニング装置)については、2015年4月23日に特許申請を提出した。

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

26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 2014

すべて 学会発表 (4件) 図書 (1件)

  • [学会発表] 電磁ブレーキを用いた可変負荷による脚伸展筋トレーニングシステムiSAACにおける下肢筋力推定2014

    • 著者名/発表者名
      本城豊之,塩澤成弘,横井星一,伊坂忠夫
    • 学会等名
      第27回日本トレーニング科学会大会
    • 発表場所
      独立行政法人産業技術総合研究所(東京都)
    • 年月日
      2014-11-22
  • [学会発表] EMG Pattern of Lower Extremity Muscle for iSAAC, a New Resistance Training Machine2014

    • 著者名/発表者名
      S.Yokoi, T.Honjo, N.Shiozawa, T.Kurihara, T.Higuchi and T. Isaka
    • 学会等名
      International Congress on Sport Science Research and Technology Support, 2014
    • 発表場所
      Roma(Italy)
    • 年月日
      2014-10-25
  • [学会発表] Development of concentric-only exercise machine with estimation of whole body dynamic2014

    • 著者名/発表者名
      T.Honjo, N.Shiozawa, S.Yokoi and T.Isaka
    • 学会等名
      International Congress on Sport Science Research and Technology Support, 2014
    • 発表場所
      Roma(Italy)
    • 年月日
      2014-10-24
  • [学会発表] 特定部位強化のためのトレーニングシステムの開発2014

    • 著者名/発表者名
      横井星一,本城豊之,塩澤成弘,栗原俊之,樋口貴俊,伊坂忠夫
    • 学会等名
      第23回日本バイオメカニクス学会
    • 発表場所
      国立スポーツ科学センター(東京都)
    • 年月日
      2014-09-15
  • [図書] 進化する運動科学の研究最前線2014

    • 著者名/発表者名
      本城豊之,塩澤成弘,横井星一,栗原俊之,伊坂忠夫
    • 総ページ数
      322-328
    • 出版者
      (株)エヌ・ティー・エス

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公開日: 2016-06-01  

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