著者
平山 大作 藤井 範久 阿江 通良 小池 関也
出版者
バイオメカニズム学会
雑誌
バイオメカニズム (ISSN:13487116)
巻号頁・発行日
vol.19, pp.91-102, 2008 (Released:2017-02-15)
参考文献数
19
被引用文献数
6

本研究は, 大学野球投手を対象とし, 投球数の増加にともなうキネティクスの変化について検討することを目的とした. 実験試技は, 2台のフォースプラットフォームを埋設した簡易マウンドからストレートを投球するものであった. 被験者には, 10秒間隔で15球投げることを1イニングとし, イニング間に6分の休息をはさみながら9イニング, 計135球の投球を行わせた. 投球数とそれぞれのパラメータから単回帰分析を行い, 回帰係数の有意性について検定を行った (p<0.05). その結果, 投球数の増加にともない, ①踏込脚の股関節伸展の正仕事, 負仕事, 絶対仕事が減少する傾向がみられた. ②投球腕の肩関節内旋の正仕事が減少する傾向がみられた. ③投球腕への関節力による力学的エネルギーの流れの減少がみられた. ④投球腕の肩関節水平内転の正仕事および絶対仕事が増加する傾向がみられた. 以上のことから, 踏込脚の股関節伸展の仕事の減少は, 下肢のトレーニングの重要性を示唆するものであり, 投球腕の肩関節水平内転の仕事の増加は, “上肢動作に頼った投球動作” を示すものであると考えられる.
著者
眞鍋 芳明 桜井 健一 岩壁 達男 尾縣 貢
出版者
バイオメカニズム学会
雑誌
バイオメカニズム (ISSN:13487116)
巻号頁・発行日
vol.19, pp.69-80, 2008 (Released:2017-02-15)
参考文献数
27

本研究の目的は, スクワットトレーニングにおける運動速度を含むトレーニングプロトコルの違いが筋断面積, 筋力および運動パフォーマンスに与える影響を検証することである. 被検者を高重量・低回数負荷で行うStrength群, 5秒間かけて下降および挙上を行うSlow群, そして軽重量を用いて全運動範囲において最大速度で行うSpeed群の3群に分け, 6~8週間のトレーニング前後に身体組成, 筋力および運動パフォーマンステストを実施した. その結果, Slow群においては筋肥大が確認されたものの, 運動パフォーマンスは向上せず, Strength群およびSpeed群においては, 身体組成においては変化が認められなかったが, 跳躍および30m疾走パフォーマンスの向上が認められた.
著者
那須 大毅 松尾 知之
出版者
バイオメカニズム学会
雑誌
バイオメカニズム (ISSN:13487116)
巻号頁・発行日
vol.22, pp.69-78, 2014 (Released:2017-02-15)
参考文献数
17

本研究では, ダーツ投げ動作の鉛直面におけるリリース変数 (リリース時のダーツ位置, 投射速度, 投射角) に着目し, 1) 各リリース変数のばらつきの大きさ, 2) リリース変数間の相互補完構造の度合いに関して, 熟練者 (8名) と初心者 (8名) の違いについて検討した. 各被験者は60投のダーツ投げ動作を実施し, ダーツおよび人差し指の動作を7台の赤外線カメラ (480Hz) で撮影, 座標データを取得した. 分析の結果, パフォーマンス結果のばらつきが小さかった熟練者は初心者と比べて, 1) 全てのリリース変数のばらつきが小さく, 2) リリース変数間の相補構造の度合いも大きかった. ただし一部の熟練者は, 影響が最も強い投射角のばらつきを非常に小さくすることで, パフォーマンス結果のばらつきを小さくしていた.
著者
木下 まどか 藤井 範久
出版者
バイオメカニズム学会
雑誌
バイオメカニズム (ISSN:13487116)
巻号頁・発行日
vol.22, pp.143-154, 2014 (Released:2017-02-15)
参考文献数
12
被引用文献数
1

本研究の目的は, テコンドーの前回し蹴りを三次元動作分析することで, テコンドー特有の 「速い」 かつ 「早い」 蹴り動作について知見を得ることであった. そこで, 蹴り脚のキックスピードに対する下胴および蹴り脚各関節の運動におけるキネマティクス的貢献を算出した. その結果, インパクト時の膝関節伸展動作による貢献はキックスピードの約60%を占めていた. 上位群は下胴左回旋, 股関節屈曲角速度を適切なタイミングで大きくすることにより, 膝関節伸展に作用する膝関節力を生成していた. したがって, 膝関節伸展動作による貢献を増加させ, 「速い」 かつ 「早い」 蹴り動作を行うために, 下胴および股関節の動きが重要であると推察された.
著者
山崎 信寿
出版者
バイオメカニズム学会
雑誌
バイオメカニズム (ISSN:13487116)
巻号頁・発行日
vol.10, pp.85-95, 1990-09-10 (Released:2016-12-05)

Bipedal dinosaurs are huge and curious animals that have short forelimbs, powerful hindlimbs, and a long and heavy tail. The restoration of their posture and locomotion is difficult because of the lack of resemblant living animals. In this study, we paid attention to the harmony between animal motion and body shape, and conversely estimated the posture and locomotion of the bipedal dinosaurs from the characteristics of the body proportions using a computer simulation method. The mathematical model was constructed by the three-dimensional rigid link system with the following fourteen segments: head, neck, thorax, pelvis, upper arms, forearms, thighs, shanks, bottom tail, and top tail. An axis of the central body segments rotates about the vertical axis with a constant pitch angle defined by the initial posture. Each limb moves in the sagittal plane of the thorax or pelvis segment. Body weight is supported by the lumbar joint. Both torque spring and damper element are attached in each joint to prevent large relative rotation. Nonlinear elasticity is given in the knee and elbow joints to avoid hyper-extension of the joint. Using these assumptions, we can deduce seventeen simultaneous second-order differential equations. The numerical calculation of the oscillation mode was performed by using the fourth-order Runge-Kutta method. By means of this method, we analyzed Allosaurus, which was a typical bipedal dinosaur in the Jurassic period. The length of each segment was estimated from measured data of fossil skeletons. Other physical parameters, such as weight, moment of inertia and center of mass of each segment, were calculated geometrically from the restored shape. The torque spring and damper elements of each joint were referred from living animals. The numerical calculations were performed by assuming several body proportions and postures. The following results were obtained: Stability and walking speed with erect posture are inferior to the horizontal posture. The long and heavy tail is useful to obtain harmonic motion and greater speed. But the weight of the short forelimbs has almost no effects on the locomotion. The narrow distance between the hip joints increases the walking speed and decreases the swing of the body. The walking speed calculated by the stride of fossil pit and the oscillation frequency of the hindlimbs is 5.6km/h, which is within the speed range of mammals. Consequently, we can reconstruct the walking of Allosaurus, which held its trunk and tail horizontal and moved stably at almost mammalian speed.
著者
中島 求 茂木 勇悟
出版者
バイオメカニズム学会
雑誌
バイオメカニズム (ISSN:13487116)
巻号頁・発行日
vol.19, pp.81-90, 2008 (Released:2017-02-15)
参考文献数
13

本研究では, 水泳における筋骨格解析を可能とするため, 著者らが開発ずみで水泳の動力学解析が可能な水泳人体シミュレーションモデルSWUMと筋骨格モデルを統合した, 水泳用全身筋骨格シミュレータを開発した. そのため, まず身体形状, 関節運動, および流体力のSWUMからの出力情報を筋骨格モデルに入力するデータ変換手法を構築した. 次に, 構築したデータ変換手法を, SWUMが実装されたソフトウェアに実装することにより, 統合シミュレータ化を行った. そして開発したシミュレータを用いて, クロール, 平泳ぎ, 背泳ぎ, バタフライの4泳法の解析を行った. さらに従来研究の筋電図測定結果と比較することにより, 本シミュレータの妥当性を検証した. その結果, 本シミュレータによる解析結果は筋電図測定結果と筋力発揮タイミングについて良く一致し, 筋力発揮タイミング推定に関しての本シミュレータの妥当性が確認された.
著者
長尾 秀行 山田 洋 小河原 慶太 有賀 誠司 小金澤 鋼一
出版者
バイオメカニズム学会
雑誌
バイオメカニズム (ISSN:13487116)
巻号頁・発行日
vol.23, pp.161-172, 2016 (Released:2017-08-01)
参考文献数
23

本研究の目的は, 力発揮能力改善を目的としたトレーニングであるクイックリフト (以下QL) 動作時の力発揮特性とそのメカニズムを検討することである. 代表的なQLであるパワークリーンを対象に挙上重量が大きい者と小さい者各6名の動作分析の結果, 最大挙上重量が大きい者は, 下肢関節最大トルクとセグメント間のエネルギの流出入量が大きく, 特有の反動動作が見られた. さらに, 最大挙上重量が大きい者と小さい者各10名の筋電図分析と動作分析の結果, 挙上重量が大きい者と小さい者間の下肢関節伸展筋の筋活動度は同等で, 屈筋と伸筋の筋活動から推定した関節剛性と関節トルク立ち上がり速度は挙上重量が大きい者の方が反動動作の前後において大きな値を示した. このことから, QL時の大きな力発揮には下肢関節の剛性を巧みに制御し, エネルギ伝達の効率化を図る必要があることが示された.
著者
阿江 通良 湯 海鵬 横井 孝志
出版者
バイオメカニズム学会
雑誌
バイオメカニズム (ISSN:13487116)
巻号頁・発行日
vol.11, pp.23-33, 1992-05-20 (Released:2016-12-05)
被引用文献数
131 178

Inertia properties of the body segments such as segment mass, location of the center of mass, and moment of inertia can be measured and predicted in a number of ingenious approaches. They can be classified into a) direct measurements on cadavers, b) indirect measurements on living subjects, and c) mathematical modelling. However, there is little information upon which complete inertial estimates for Japanese people, especially male and female athletes, can be based. The purposes of this study were to determine the mass, center of mass location, and moments of inertia of the body segments for Japanese male and female athletes using a mathematical modelling approach, and to develop a set of regression equations to estimate inertia properties of body segments using simple anthropometric measurements as predictors. Subjects were 215 male and 80 female athletes belonging to various college sport clubs. Each subject, wearing swimming suit and cap, was stereo-photographed in a standing position. Ten body segments including the upper and lower torso were modelled to be a system of elliptical zones 2cm thick based on Jensen and Yokoi et al. Significant prediction equations based on body height, body weight, and segment lengths were then sought, and some prediction strategies were examined. The results obtained were summarized as follows: 1) Table 2 provides a summary of mass ratios, center of mass location ratios and radius of gyration ratios for males and females. There were many significant differences in body segment parameters between the two sexes. This suggests the need to develop different prediction equations for males and females. 2) Close relationships were noted between segment masses and segment lengths and body weight as predictors for all body segments. Table 5 provides coefficients of multiple regression equations to predict segment masses. 3) No close relationship was noted between independent variables and estimates of the center of mass location. This indicates that the variance in the center of mass location in proportion to the segment length was very small, and that location of centers of mass could be estimated by the mean ratio provided in Table 2. 4) Close relationships were noted between segment moments of inertia and segment lengths (except hand and foot), and body weight as predictors. Tables 6 and 7 provide coefficients of multiple regression equations to predict segment moments of inertia from segment lengths and body weight.
著者
小幡 哲史 木下 博
出版者
バイオメカニズム学会
雑誌
バイオメカニズム (ISSN:13487116)
巻号頁・発行日
vol.22, pp.37-47, 2014 (Released:2017-02-15)
参考文献数
9

3軸小型力覚センサーを指板に埋め込んだ実験用バイオリンを用いて, 熟練奏者と初心者を対象にビブラート音なしでの単音演奏とビブラート音演奏での指板力を計測した. また, 一部の熟練奏者ではそれに関わる左手の筋活動も同時に計測した. 熟練奏者の単音演奏では, 弦を押さえる瞬間に, 指板力の鋭い立ち上がりが見られ, 遅いテンポではその後力が減少した状態で保たれるが, 速いテンポではパルス波形のみが見られた. ピークの力は1, 2 [Hz] では4.5 [N] を超える程であったが, それより速いテンポでは力が減少した. 一方で, 手内および前腕の筋活動はテンポが速くなるにつれて増大した. 初心者は熟練者に比べ, テンポや指の違いに関わらず, 力発揮が弱かった. ビブラート音演奏では, 熟練者は弦を固定するために一定の垂直方向への力を加えた上で, 弦長を変化させるための長軸方向への力を加えていた. 本研究は, 実際の演奏における指板力の測定を実現し, 得られた指板力情報とテンポや指, ビブラート音や経験の差について, また関連する筋活動について議論した.
著者
増田 正 遠藤 博史 武田 常広
出版者
バイオメカニズム学会
雑誌
バイオメカニズム (ISSN:13487116)
巻号頁・発行日
vol.15, pp.63-73, 2000-06-15 (Released:2016-12-05)
参考文献数
17

In recent years SQUID (Superconducting Quantum Interference Device) technology has developed rapidly in both sensitivity and number of recording channels. Biomagnetic measurements based on SQUID technology are considered to have great potential in the analysis of brain and heart functions. They are also applicable to skeletal muscles and may provide a new method for diagnosing neuromuscular functions. To clarify the capability for biomagnetic measurements, the magnetic recording technique was applied to the vastus lateralis and the vastus medialis of three healthy male adults. Magnetic fields were measured with a 64-channel SQUID system. Discharges of single motor units were simultaneously detected by surface electromyography under a weak voluntary contraction. The magnetic signals were averaged for 64 to 158 times at the zero-crossings in the surface electromyogram. Six motor units were detected in the three subjects. The isofield maps of magnetic fields showed current sources arising from the motor endplate regions and spreading in opposite directions to the tendons. A current octupole moving along muscle fibers explains these magnetic fields. Because the magnitude of the magnetic fields is directly proportional to the intensity of the currents in the muscle fibers and is independent of the conductivity of the surrounding medium under certain conditions, it is possible to calculate the intensity of the currents in the muscle fibers. To improve the accuracy of such calculations, a model of the muscle fiber action currents was developed, taking into consideration the intensity and duration of the current source. A magnetic field was calculated from an octupole current model. The measured magnetomyographic signal waveform was deconvoluted with the calculated magnetic field signal produced by a single muscle fiber. The area of the deconvoluted waveform represents the number of active muscle fibers, which was estimated at 708 to 1,791 (average 1,088±480) for the six motor units detected. These numbers were 6.5 times larger than those estimated from the intensity of the current source alone without considering its duration, and were close to the invasively obtained values. The number of muscle fibers contained in a muscle or a motor unit has until now been estimated only by an anatomical method. Noninvasive magnetic measurement should therefore contribute to the diagnosis of neuromuscular diseases that cause the decrement or shrinkage of muscle fibers.
著者
田中 英一郎 瀬戸口 隼 森 崇 三枝 省三 弓削 類
出版者
バイオメカニズム学会
雑誌
バイオメカニズム (ISSN:13487116)
巻号頁・発行日
vol.21, pp.145-156, 2012 (Released:2017-02-15)
参考文献数
24
被引用文献数
1 1

全身動作である歩行を補助するモビルスーツ型全身動作補助機を開発した. 本装置は, 上肢補助部と下肢補助部をモジュール化しているため分離ができ上下肢単体でも使用可能である. 同時に, 装着者および装置の両方を個別に免荷可能な走行リフターを開発し, これらを併用することにより転倒防止を図り, 移動しながら歩行障害患者の上下肢を使った歩行動作のリハビリテーションを可能とした. 本論文では, ニューロリハビリテーションでの使用を想定し, 歩行動作を上肢・下肢共に補助する全身動作補助機を製作し, 本装置を使用して歩行したときの脳活動の変化を把握し, 運動学習に対する有用性を検討したので報告する.
著者
高林 知也 江玉 睦明 横山 絵里花 徳永 由太 久保 雅義
出版者
バイオメカニズム学会
雑誌
バイオメカニズム (ISSN:13487116)
巻号頁・発行日
vol.23, pp.67-73, 2016 (Released:2017-08-01)
参考文献数
32
被引用文献数
1

ウィンドラス機構 (WM) とは歩行時の蹴り出し時の推進力を生み出す足部機能のひとつであり, 効率的な歩行を実現するために重要な役割を担っている. しかし, 走行におけるWMはいまだ明らかとなっていない. 本研究は, 走行と歩行の動作様式の違いがWMにおよぼす影響を検証した. 対象は健常成人男性9名とし, 課題動作はトレッドミル上での走行と歩行とした. 解析項目として, WMの指標である内側縦アーチ角度と母趾背屈角度を立脚期で算出した. 走行と歩行で内側縦アーチ角度最小値は変化がみられなかったが (157.4±6.0°, 156.9±4.9°), 走行は歩行と比較して母趾背屈角度ピーク値が有意に低値を示した (32.9±7.3°, 39.9±9.0°; p<0.05). 本研究結果より, 走行時のWMの役割は限局的である可能性が示唆された.
著者
秋田 浩
出版者
バイオメカニズム学会
雑誌
バイオメカニズム (ISSN:13487116)
巻号頁・発行日
vol.14, pp.161-171, 1998-11-25 (Released:2016-12-05)
参考文献数
8

I regarded an oval as a cross section of a torus (defined as closed curve E) cut by a plane II, parallel to the axis of rotation. Closed curve E is expressed as follows: [numerical formula] where a is the distance from the axis of rotation to plane II, and r is the distance from the axis of rotation to the center of the generating circle. I showed four shapes for closed curve E, which are similar to those of "real" eggs, by varying a values under constant r values. Then I demonstrated that shapes constructed by a computer are fairly similar to the "real" egg's shapes. I assumed that the most important function performed by the oval shapes of eggs is that eggs can stay near the original place when they are forced to roll. I showed that the greater the a value is, the shorter the radius of rotation of rolling eggs is.
著者
平山 大作 藤井 範久 阿江 通良 小池 関也
出版者
バイオメカニズム学会
雑誌
バイオメカニズム (ISSN:13487116)
巻号頁・発行日
vol.19, pp.91-102, 2008

<p>本研究は, 大学野球投手を対象とし, 投球数の増加にともなうキネティクスの変化について検討することを目的とした. 実験試技は, 2台のフォースプラットフォームを埋設した簡易マウンドからストレートを投球するものであった. 被験者には, 10秒間隔で15球投げることを1イニングとし, イニング間に6分の休息をはさみながら9イニング, 計135球の投球を行わせた. 投球数とそれぞれのパラメータから単回帰分析を行い, 回帰係数の有意性について検定を行った (p<0.05). その結果, 投球数の増加にともない, ①踏込脚の股関節伸展の正仕事, 負仕事, 絶対仕事が減少する傾向がみられた. ②投球腕の肩関節内旋の正仕事が減少する傾向がみられた. ③投球腕への関節力による力学的エネルギーの流れの減少がみられた. ④投球腕の肩関節水平内転の正仕事および絶対仕事が増加する傾向がみられた. 以上のことから, 踏込脚の股関節伸展の仕事の減少は, 下肢のトレーニングの重要性を示唆するものであり, 投球腕の肩関節水平内転の仕事の増加は, "上肢動作に頼った投球動作" を示すものであると考えられる.</p>
著者
金原 秀行 岩本 正実
出版者
バイオメカニズム学会
雑誌
バイオメカニズム (ISSN:13487116)
巻号頁・発行日
vol.22, pp.189-199, 2014 (Released:2017-02-15)
参考文献数
24
被引用文献数
1 1

アメフトは, 軽度の外傷性脳損傷 (MTBI) が最も多く発生する競技といわれている. 我々は頭部の角加速度の大きさとその持続時間に基づいた脳傷害評価指標RIC36とPRHIC36を提案している. 本研究ではアメフト衝撃時の頭部の加速度データを取得し, スポーツにおけるMTBIを対象とした脳傷害評価指標の妥当性と有用性について示す. 頭部の衝撃挙動についてよく検証された人体有限要素 (FE) モデルを用いて, アメフト衝撃時の頭部挙動を再現し, 頭蓋内の脳ひずみを予測した. 頭部挙動と脳ひずみの関係を調査した結果, RIC36とPRHIC36は脳ひずみから推定される脳損傷率と強い相関を示した.