【研究分野】スポーツ科学

【研究領域課題番号】15H01825 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

体工連携 / スポーツ工学 / 水泳水中運動 / 流体力 / 自己推進時抵抗 / 流れの可視化 / 競泳 / 非定常流体力 / 圧力分布 / 用具開発 / 動作の最適化 / ヒューマノイドロボット / バーチャルリアリティ / 流体力学 / 水泳 / サッカー / パフォーマンス / シミュレーション / スタート / スポーツ用具開発 / バイオメカニクス / 自由視点映像技術 / 競泳用水着開発 / 競泳スタート動作分析

【研究成果の概要】

体育学と工学の研究者が連携して、双方が培ってきた先端技術を活用することで、これまで解決が困難と考えられてきた課題に取り組み、新たな研究方法論の開発に努め、イノベーションを実現することを目的とした。
その結果、水泳競技において自己推進する泳者の動的抵抗（自己推進時抵抗）を定量、評価する方法論の開発に成功し、従来は泳速度の２乗に比例して増加すると考えられていた抵抗が、実は速度の約３乗に比例して増加することが初めて明らかとなり、世界的にも大きな注目を集めるに至った。さらに泳者周りの三次元的な流れの可視化にも成功し、これまで明らかにされていなかった流体力の発揮メカニズムの解明が進んだ。

【研究の社会的意義】

本研究成果の学術的意義として、自分の四肢を駆動させて自己推進する泳者に作用する動的抵抗（自己推進時抵抗）を泳法や泳速度に制限を加えることなく、精度良く計測可能なシステムの開発に成功した意義は大きい。これによって、自己推進時抵抗が泳速度の3乗に比例して増加することが明らかとなった。
また社会的意義として、体育学と工学を専門とする研究者が緊密に連携することで、これまでの方法論では、解決できなかった研究課題について、新たな解決策を提示できた意義は大きく、今後はこのような体工連携により、さまざまな課題解決の促進が期待される。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2015-04-01 - 2019-03-31

【配分額】23,920千円 (直接経費: 18,400千円、間接経費: 5,520千円)

【研究分野】スポーツ科学

【研究領域課題番号】23300229 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

水泳 / スポーツバイオメカニクス / スイマーロボット / 非定常流体力 / モデリング / シミュレーション / 流体力学 / ロボティクス

【研究成果の概要】

本研究ではまず，全身駆動型スイマーロボットを開発した．本ロボットは実際の競泳選手の1/2サイズのヒューマノイドロボットであり，全身に20個のサーボモータを内蔵し，人間の泳動作を忠実に再現することができる．本ロボットを回流水槽に設置し，クロールの泳動作を行わせ，ロボット全体に作用する非定常流体力を測定する実験を行った．その結果，手が水をかく瞬間における推進力発揮が実験的に確認された．

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2011-04-01 - 2014-03-31

【配分額】19,630千円 (直接経費: 15,100千円、間接経費: 4,530千円)

【研究分野】スポーツ科学

【研究領域課題番号】20300208 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

スポーツバイオメカニクス / 水泳 / 非定常流体力 / スイマーマネキンロボット / モデリング / シミュレーション / 流体力学 / ロボティクス

【研究成果の概要】

本研究ではまず,スイマーマネキンと水中物体3自由度駆動装置からなる,スイマーマネキンロボットを開発した.次に本ロボットに実際のスイマーの泳動作を入力し,非定常流体力の測定実験を行った.そしてスイマーマネキンを表現するシミュレーションモデルを作成し,実験再現シミュレーションを行い,シミュレーションモデル中のパラメータを調整することにより,高精度で実験を再現することができる,流体力モデルを実現した.

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2008 - 2010

【配分額】19,760千円 (直接経費: 15,200千円、間接経費: 4,560千円)