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2012 年度 実施状況報告書

上級競技者のペダリング動作分析に基づく競技自転車サドル高の決定手法の提案と評価

研究課題

研究課題/領域番号 24700688
研究機関福岡工業大学

研究代表者

徳安 達士  福岡工業大学, 情報工学部, 准教授 (50435492)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2014-03-31
キーワードペダリング運動 / 表面筋電位 / 筋活動パターン / 主成分分析
研究概要

本年度は2カ年計画の初年度に当たり,(1)実験装置の改良,(2)筋活動パターン評価プログラムの作成および(3)サドル高さの筋活動パターンへの影響調査を行った.
(1)実験装置の改良:実際のサイクルロードレーサーに搭載可能なサドル位置決め装置を設計構築した.本装置では,サドルの高さ,前後位置,角度の自動制御が可能であり,被験者は実際の走行感覚を維持したままサドル位置を調整できるようになった.
(2)筋活動パターン評価プログラムの作成:自転車運動に動員される下肢筋群として,大腿直筋,大腿二頭筋,前頸骨筋,腓腹筋内側の4つの筋群を選定し,これらについて自転車運動中の表面筋電位を測定する.測定データを二乗平均平方根処理し,筋活動量を推定し,さらに主成分分析を実施することで活動パターンとしての指標を得た.
(3)熟練サイクリストを被験者として,被験者のサドル高さに対する主観的な評価と筋活動パターンとの関連性について調査した.被験者が主観的に良好とするサドル高さでは,主成分得点がゼロ付近に収束するという結果を得た.このことについて,良好なサドル高さでは,測定対象となった筋群間において,活動量の偏りがなく,すなわち局所的な疲労発生が抑止される動作を行っていると結論付けた.
次年度は,サドル高さに加え,前後位置および角度について,これらの筋活動パターンへの影響を調査し,結果をまとめる予定である.

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

①②について,当初,測定対象筋群を5カ所で計画していたが,関連研究の調査を進めるうちに大腿直筋,大腿二頭筋,前頸骨筋,腓腹筋内側で十分であろうことがわかった.これにより,ソフトウェアの構築が予定よりも早く進み,データ分析を効率化することにも繋がった.パターンエントロピー法による筋疲労特性評価について,パターンエントロピー法の基本プログラムが完成した.本研究では,各筋毎の疲労特性の評価に加え,筋活動の協調性についても議論していくことが新たな知見を求めていく上で必要であると考え,プログラムを改良し,複数筋群の時系列データを一挙に処理するべく検討している.
③上級競技者のサドル高さへの主観評価と筋活動パターンとの変化規則の関連性について,実験結果に基づいて評価した.現段階では,被験者を2名としているが,いずれも同様の傾向が確認されている.
④⑤については,平成25年度の課題として取り組む予定である.
研究代表者が平成24年4月より所属先が大分工業高等専門学校から福岡工業大学に変更となったが,福岡工業大学の研究機関としての機能が後押しとなり,研究計画通りに順調に進めることができている.

今後の研究の推進方策

平成25年度は,サドル前後位置および角度の筋活動パターンへの影響についてまず調査し,これら設定値とサドル高さとの関連性について予備調査を進める.これらの関連性がある程度把握できた段階で,上級競技者の各サドル高さにおける筋活動パターンの変化傾向を言語化し,サドル高さ自動調整装置の制御プログラムとして構築していく.

次年度の研究費の使用計画

平成24年度は予定よりもソフトウェアの効率化が進んだことや,旅費の一部を他研究費より支出したため70618円残ることとなった.この残費を流用し,実験装置のがたつきを抑えるための装置改良費に30万円程度の支出を計画する.その他,計画通り論文別刷り費および学会発表などの費用に充てる.

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2012 その他

すべて 学会発表 (6件) 備考 (1件)

  • [学会発表] 自転車競技者のペダリングスキルを評価するための運動計測システム2012

    • 著者名/発表者名
      徳安達士,松本慎平
    • 学会等名
      第13回システムインテグレーション部門講演会
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡県)
    • 年月日
      20121218-20121220
  • [学会発表] Discussion of Alternating Muscular Activity for the Design of an Automatic Saddle Positioning System2012

    • 著者名/発表者名
      Tatsushi Tokuyasu, Shimpei Matsumoto
    • 学会等名
      2012 12th International Conference on Control, Automation and Systems
    • 発表場所
      済州島国際コンベンションセンター(韓国)
    • 年月日
      20121017-20121021
  • [学会発表] ビンディングペダル利用時の自転車運動における下肢筋群活動形態に関する考察2012

    • 著者名/発表者名
      徳安達士,松本慎平
    • 学会等名
      第67回日本体力医学会
    • 発表場所
      長良川国際会議場(岐阜県)
    • 年月日
      20120914-20120916
  • [学会発表] 下肢筋群表面筋電パターンのエントロピーによる筋活動形態の定量評価2012

    • 著者名/発表者名
      徳安達士,松本慎平
    • 学会等名
      日本機械学会2012年度年次大会
    • 発表場所
      金沢大学 角間キャンパス(金沢県)
    • 年月日
      20120909-20120912
  • [学会発表] 熟練サイクリストが好ましいとするサドル高さの筋活動分析に基づく評価2012

    • 著者名/発表者名
      徳安達士,松本慎平
    • 学会等名
      第14回日本感性工学会
    • 発表場所
      東京電機大学 東京千住キャンパス(東京都)
    • 年月日
      20120830-20120901
  • [学会発表] 表面筋電位のパターンエントロピ-分析による筋疲労の定量評価2012

    • 著者名/発表者名
      徳安達士,松野航大,松本慎平
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2012
    • 発表場所
      アクトシティ浜松(静岡県)
    • 年月日
      20120527-20120529
  • [備考] 福岡工業大学情報工学部情報システム工学科 徳安研究室

    • URL

      http://www.fit.ac.jp/~tokuyasu/index.html

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公開日: 2014-07-24  

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