| 研究課題/領域番号 |
26560360
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| 研究機関 | 早稲田大学 |
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研究代表者 |
矢内 利政 早稲田大学, スポーツ科学学術院, 教授 (50387619)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 身体形状 / 水泳 / 呼吸法 / 流体力 |
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| 研究実績の概要 |
当初の計画では、研究初年度に①呼吸や動作に伴う胴体の身体形状変化を定量化する方法論を確立し、今年度に③腹式呼吸法を用いた遊泳を習得した競泳競技者を対象に遊泳動作の動作分析を行うこととしていた。しかしながら、初年度の研究において方法論の妥当性を検証するに至らなかったことから、今年度は方法論の改良および妥当性検証を行うことが第一の課題となった。
まず、初年度に開発した方法論（静止姿勢での身体形状を身体表面メッシュモデルとして計測し、そのメッシュモデルを運動中の被験者からリアルタイムで計測した骨格運動データにフィッティングすることにより、運動中の身体表面形状を推定する方法論）に改良を加えた。この改良により、身体各部位の長さや体積の変化として表れる計測誤差を最小限に抑えられることが確認された。
次に、この方法論の妥当性を検証した。複数名の被験者それぞれに体幹の形状が大きく変化するような運動を行わせ、その際の重心の変位を身体表面メッシュモデル法、および剛体リンクモデル法を用いて算出し、真値（床反力計による直接計測）と比較した。メッシュモデル法では頭部、胴体部、上腕、前腕、大腿、下腿、足部の各セグメントにClauzer（1969）の身体密度を持たせることで重心位置を推定し、剛体モデル法では阿江ら(1992)の身体部分慣性係数を用いて推定した。その結果、真値である重心変位（9.3±0.8cm）に対し、身体表面メッシュモデル法では7.3±1.0cm、剛体リンクモデル法では4.1±1.4cmであり、運動を通じた平均測定誤差は身体表面メッシュモデル法では1.9±0.4cm、剛体リンクモデル法では5.1±2.1cmであった。
我々が開発した方法は、胴体が大きく変形する運動においても一般的な剛体リンクモデルより正確に重心位置を推定できることが示された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
研究期間全体を通じて実施する予定としていた4項目（①身体表面座標データと骨格運動計測データとをフィッティングさせる方法を構築する、② この方法論の妥当性を単純運動を行う被験者について検証する。③ 方法論の妥当性を遊泳中の被験者について検証する。④ ２種類の呼吸様式法（腹式呼吸・胸式呼吸）を習得させた水泳選手にクロール泳を行わせ、泳者に作用する流体力や呼吸様式が泳速に及ぼす影響を検討する）のうち、②まで完了しているが、③と④がまだ実施されていないから。
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| 今後の研究の推進方策 |
当初の研究目的のとおり、開発した方法論（フィッティング法と呼ぶ）を用いて泳者に作用する流体力を分析し、呼吸様式が泳速、泳効率に及ぼす影響を検討する。まず、水泳選手の身体重心位置と浮心位置を推定し、フィッティング法による推定値の妥当性を検証する。この分析により、２種類の呼吸様式法（腹式呼吸・胸式呼吸）によって浮力の作用点（浮心）の位置が変化する度合いが、フィッティング法を用いて正確に推定できることを確認する。つぎに、２種類の呼吸様式法を習得させた水泳選手にクロール泳を行わせ、フィッティング法により遊泳中の身体形状を再構築する。このデータを用いて、泳者に作用する流体力を分析し、呼吸様式が泳速、泳効率に及ぼす影響を検討する。これらの研究を、繰り越した研究資金を活用して実施する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
研究計画に遅れが生じ、方法論の妥当性が十分に検証されなかったため、水泳選手を対象とした実測実験を行うことができなかったことが、研究資金を支出しきれなかった主な理由である。
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| 次年度使用額の使用計画 |
方法論的な準備が完了したので、平成27年度に水泳選手を対象とした実験研究を実施する。これを行うための資金として、繰り越した研究費を支出する
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