スポーツ飛翔体に作用する流体力推定と飛翔初期条件を決定づける身体技能の評価

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25282197
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 仰木 裕嗣 慶應義塾大学, 政策・メディア研究科, 准教授 (90317313)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 太田 憲 慶應義塾大学, 政策・メディア研究科, 特任准教授 (10281635) ; 瀬尾 和哉 山形大学, 教育文化学部, 教授 (60292405)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: スポーツ流体力学 / 慣性センサ

Research Abstract

初年度である平成25年度には，野球ボール・ソフトボールの飛翔状態を明らかにするための基礎実験を，光学式モーションキャプチャー装置を用いて実施した．この実験については飛翔中のボール挙動とそれを投球するヒトの動作を同時に定量化するため，ボールおよび人体に対して座標の計測を行ない，ボールについては飛翔中の軌道から速度・加速度，さらには抗力・揚力ならびに横力の推定を行なった．また野球ボールについては，慣性センサ内蔵のボールの開発を進め，プロトタイプの三号機となるセンサ内蔵ボールを開発した．
スキージャンプでは，飛翔体であるジャンパーの移動範囲が広大に及ぶため，その計測装置・システムの設計および実装を行ない，実証実験を実施した．当初採用予定であったドップラーレーダーによる追尾装置ではなく，我々はレーザーを用いた測距技術を採用した．レーザーレンジファインダをジャンパーの飛翔する進行方向に向けて照射することで，ジャンパーの位置を同定する装置を開発した．初期段階で冬季のスキージャンプ場で実験を行なうことは困難であることから，平地においてモーターバイクをジャンパーにみたてた装置の検証実験を行なった．
円盤投については，投射・飛翔条件を投入することで，飛翔をコンピュータ上でシミュレートするソフトウェアを開発し，これを用いて次年度以降に，風洞実験結果を投入したコンピュータシミュレーションが実施できる準備が整った．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

レーザーレンジファインダによる計測システムの開発について，予定以上の期間がかかったために検証実験が１回に終わったことが当初計画よりもやや遅れていると言える．
しかしながら，全ての研究課題について概ね順調に進展している．

Strategy for Future Research Activity

二年目の平成２６年度は，野球ボール・ソフトボールの研究実験については，再度の投球実験を予定している．特に直球とカーブ・スライダーなどの変化球に加えて，無回転ボールであるナックルボールを投球する被験者を確保できたことから，無回転ボールのメカニズムを解明することも視野にいれ夏休み中の実験を計画している．この実験に際しては従来どおり，光学式モーションキャプチュアおよび新規開発のセンサ内蔵ボールを使用する．
スキージャンプについては，初年度に開発したレーザーレンジファインダを用いた装置を夏休み中のサマージャンプにおいて検証実験を行なうことを計画している．そこで得られるであろう移動軌跡データから，速度・加速度の算出を実施する予定である．
円盤投については，飛び出し条件を変えた際の飛翔をシミュレートするために，すでに予備実験によって得られた実際の人の投げた初期条件を投入して検証をする予定である．

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

スキージャンパー軌跡表示システム開発に時間がかかり計器を用いての実験回数が年度当初の計画時よりも少なくなったため次年度に使用する研究費が生じた。
スキージャンパー軌跡表示システムを用いての実験を行うための実験旅費やデータ分析などの人件費に使用する。