著者
佐久間 亨 阿江 通良
出版者
バイオメカニズム学会
雑誌
バイオメカニズム学会誌 (ISSN:02850885)
巻号頁・発行日
vol.34, no.4, pp.325-332, 2010 (Released:2016-04-15)
参考文献数
14
被引用文献数
10 9

本研究の目的は,体幹の傾斜が歩行動作に及ぼす影響をバイオメカニクス的に分析することである.健常成人に異なる 体幹の傾斜(固有,体幹前傾10°,体幹後傾10°)で歩行させ,3 次元自動動作分析装置を用いて動作を計測するとともに,フォースプラットフォームを用いて地面反力を計測した.体幹前傾および後傾歩行では,姿勢変化による身体重心位置の変化に対応するための下肢の代償運動が見られた.また,固有歩行に比べると,体幹前傾歩行では立脚期前半で体幹の前傾姿勢を保持しながら支持脚を後方へスイングするため,股関節伸展トルクが大きく,体幹後傾歩行では立脚期後半で体幹の後傾姿勢を保持するため,股関節屈曲トルクが大きくなっていた.
著者
鎌倉 快之 森田 敏照
出版者
バイオメカニズム学会
雑誌
バイオメカニズム学会誌 (ISSN:02850885)
巻号頁・発行日
vol.29, no.2, pp.82-86, 2005 (Released:2007-05-15)
参考文献数
11

生物の持つ形の意味や機能の解明を試みる場合,個々の要素を個別に詳細に捉えるだけでなく,形の持つ多様性や固有性を性質,特徴,パターンなどの共通の視点から捉えなおし,形をひとつのシステムとして全体的に捉える必要がある.そのためには生物の形態の持つ情報の「デザイン」と可視化が必要であり,モデルの適用が考えられる.本稿では,形態の多様性と固有性を示す巻貝の巻殻を用い,巻殻のモデル化とモデルを用いた形態解析を通して,生物の形を捉える上での情報デザインとモデル化の意義について検討する.
著者
古名 丈人 島田 裕之
出版者
バイオメカニズム学会
雑誌
バイオメカニズム学会誌 (ISSN:02850885)
巻号頁・発行日
vol.30, no.3, pp.132-137, 2006 (Released:2008-06-06)
参考文献数
60
被引用文献数
10 5

平均寿命の延長と老化に伴う個人差の増大は,運動学研究における決定論的な議論を困難にする.一方,疫学的な研究は大規模な代表性ある集団を対象とすることが多く,高齢者の諸機能の特徴,平均像を同定することができる.本稿では,まず,高齢者の運動機能研究における疫学的視点の必要性を述べ,長期縦断研究の結果から高齢者の歩行機能の加齢変化を提示した上で,健康や寿命との関わりについて概説する.さらに,運動学やバイオメカニクスと疫学の共通の課題となる転倒に焦点をあて,学際的な研究によってこれらの問題が解決できる可能性について述べる.
著者
合原 一究
出版者
バイオメカニズム学会
雑誌
バイオメカニズム学会誌 (ISSN:02850885)
巻号頁・発行日
vol.43, no.3, pp.167-172, 2019 (Released:2020-08-01)
参考文献数
23

多くの動物にとって,音は周辺環境を把握するための重要な手がかりである.本稿では,音を活用する夜行性動物であ るカエルに注目する.カエルは多くの種でオスが鳴き声を発し,メスはオスの鳴き声を聞きつけて近寄ってくる.著者らは, ニホンアマガエルのオス同士の音声コミュニケーションを対象に,室内実験と野外調査を実施した.その結果,室内と野外の 両方で,近くのオス同士が交互に鳴く傾向を見出した.このような鳴き方には,タイミングをずらして自分の鳴き声が他個体 の鳴き声でマスクされないようにして,自分の存在をメスに効率よくアピールする機能があるものと予想している.次に,パ ナマ共和国でトゥンガラガエルとケヨソイカの関係を調べた.トゥンガラガエルのオスはメスを呼ぶために鳴くのだが,その 鳴き声は捕食者や寄生者に盗み聞きされてしまう.ケヨソイカもトゥンガラガエルのオスの鳴き声を聞いており,鳴き声を手 がかりに近づいてカエルの血を吸う.著者らはトゥンガラガエルの鳴き声と,その鳴き声に寄ってくるケヨソイカの行動を野 外環境で計測した.その結果,たくさん鳴いているオス,一声あたりに複雑な音声成分を多く含むオスのほうが,ケヨソイカ に狙われやすいことがわかった.トゥンガエルのオスにとって鳴くことは「メスへのアピール」と「捕食者・寄生者に狙われ るリスク」 という2つの側面があり, それらのトレードオフによって適切な鳴き方が決まっているのではないかと予想している.
著者
鈴木 博之
出版者
バイオメカニズム学会
雑誌
バイオメカニズム学会誌 (ISSN:02850885)
巻号頁・発行日
vol.29, no.4, pp.199-204, 2005 (Released:2007-10-23)
参考文献数
26

夢が睡眠中のいつ起こっているかという疑問に対し,REM睡眠中に起こるという解答が既に得られていると一般的には考えられている.しかし,NREM睡眠時の夢の存在を主張する研究者も多く,夢発生のメカニズムに関しては未だ議論が続いている.従来の夢研究には,報告された夢が目覚める以前のいつ起こった体験か確認することが出来ないという方法論的問題点があった.そのため,夢とREM・NREM睡眠の明確な対応関係は検討されてこなかった.この問題点を解決するために,我々は20分間の睡眠区間を40分間の間隔をおいて78時間連続して繰り返し,各睡眠区間後に得られた夢と20分間の睡眠状態の関係を検討した.その結果得られたREM・NREM睡眠時それぞれの夢の特徴と,今回初めて明らかになった夢発生の概日変動について解説する.
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
巻号頁・発行日
vol.11, pp.23-33, 1992
被引用文献数
67 262

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
猪股 貴志 谷口 憲彦
出版者
バイオメカニズム学会
雑誌
バイオメカニズム学会誌 (ISSN:02850885)
巻号頁・発行日
vol.44, no.1, pp.22-27, 2020 (Released:2021-02-02)
参考文献数
14

陸上競技における近年の日本人短距離選手の活躍は目覚ましく,本年に開幕が迫ったオリンピック・パラリンピックの 舞台でのその活躍が大いに期待されている.彼らが着用する短距離用陸上スパイクや義足用のスパイクソールでは,アスリー トの力を如何にロスなく路面へ伝達することができるかが大きなポイントとなる.本稿では,CFRPを用いた短距離用スパイ クソール,現在開発中の新しいスプリントシューズの設計事例に加え,義足アスリートの動作解析に基づくスポーツ義足用ス パイクソールの設計事例について紹介する.
著者
山崎 信寿 梅田 昌弘
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.173-182, 1998-11-25 (Released:2016-12-05)
参考文献数
8

The Desmostylus, known to have lateral-type limbs like a reptile, was a large mammal that lived about 15 million years ago. Most of its bones have already been discovered; due to the peculiar shape of its skeleton, however, adequacy of its posture restoration had not been verified, and a paleoecological restoration closely related to the posture had never been attempted. In this study, we constructed a three-dimensional musculo-skeletal model of the Desmostylus based on Inuzuka's restored skeleton, which laterally extending the limbs, and verified the adequacy of the peculiar posture by estimating muscular loads to sustain its posture. The musculo-skeletal model was constructed by referring to data obtained from three-dimensional measurement of the restored skeleton and a whole body model made by Inuzuka. Its body was represented by total of 16 rigid links: 3 links in each leg and 4 in the torso. The rigid link properties, such as mass and center of gravity of each segment, were calculated by representing the body shape as elliptical plates. A total of 49 muscles were modeled, including torso muscles. In order to sustain its body weight efficiently, a nonlinear elastic element, like a ligament, was attached around each joint. Body length of the model was 2.6 meters and its body weight was 1.2 tons. We calculated muscular loads to support the body at posture by varying four parameters defining its posture (height of hip joint; inclination angle of a motion plane composed by scapula, upper and fore limbs; directions of toe tips; and positions of the toe tips). In order to maintain the posture with limbs extending laterally, the elastic element at each joint became very important to reduce the muscular loads, instead of the structural support of the posture by bone. Therefore, we determined the posture so as to minimize the change of supporting moment and to maximize the step length. Constant moment can be easily exerted by passive elements. The results were as follows: 1) The calculated posture of Desmostylus is 0.45 meter hip height, 1.06 meters lateral distance between right and left forelimbs, and 0.7meter for that of hindlimbs; 2) muscle cross-sectional area to support the body weight exceeded its permissible leg thickness, therefore, abdomen should touched the ground during daily locomotion; 3) it is more feasible to extend its forelimbs forward, and hindlimbs backward, and the step length is 0.65 meter; 4) the hindlimbs were able to land at a different position from that of the forelimbs; 5) hands and feet were adapted to scratch backward if they were positioned perpendicular to the ground; 6) by inclining the neck downward about 20 degrees from the estimated posture, it could place its mandible parallel to the ground; 7) when in such a low posture, the total muscular load may be comparable with the load of a rat-type posture. We concluded that the lateral posture of Desmostylus touching its abdomen to the ground was adequate and adapted the mammal to live on tidelands.
著者
西原 克成
出版者
バイオメカニズム学会
雑誌
バイオメカニズム学会誌 (ISSN:02850885)
巻号頁・発行日
vol.23, no.4, pp.221-225, 1999-11-01 (Released:2016-11-01)
参考文献数
15

脊椎動物を規定する物質的根拠からこの宗族の進化という現象を観察すると,最も劇的な体制の変化が進化の第二革命の上陸において発生していることが明らかとなる.この変化は主に呼吸系,骨格系,皮膚において生ずるもので,この変化の原因を宇宙を構成する構成則から考慮すると,時間と空間と質量のないエネルギーおよび,質量のある物質によって同じ遺伝形質のまま形態と機能が変化することが明らかとなる.用不用の法則と生命発生原則に,分子遺伝子学と生体力学を導入し,この第二革命で発生する骨髄造血の人工モデルを用いて進化の法則について検証したので解説する.
著者
増田 正 大路 駿介
出版者
バイオメカニズム学会
雑誌
バイオメカニズム学会誌 (ISSN:02850885)
巻号頁・発行日
vol.44, no.1, pp.48-52, 2020 (Released:2021-02-02)
参考文献数
6

近年,安価で使い勝手の良いマイクロコンピュータ(マイコン)や新たなプログラミング言語,プログラム開発支援ソ フトウェアが開発されてきている.理学療法や作業療法,スポーツ科学などの分野でも,これらを活用することにより,新た な研究の展開や臨床現場での効率的なデータ収集などが実現できるものと期待される.工学系の分野では多くの方がこれらに 関する知識や経験を有していると考えられるが,医療やスポーツ科学が専門の方にとっては,どのような技術が存在して,何 が可能なのかを知る機会は多くないものと推察される.そこで,マイコンを活用した計測装置の開発およびパソコンやタブレッ ト端末でのプログラミングについて解説した.また,マイコンとパソコン,タブレットを連動させた計測システムの製作方法 についても取り上げた.本稿では 4回を予定している解説記事の第1回目として,全体像が掴めるように概略を述べた.
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
被引用文献数
1

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
大坊 郁夫
出版者
バイオメカニズム学会
雑誌
バイオメカニズム学会誌 (ISSN:02850885)
巻号頁・発行日
vol.29, no.3, pp.118-123, 2005 (Released:2007-10-19)
参考文献数
14
被引用文献数
1

対人的なコミュニケーションは,相互の理解-心的な共有-を目指して行われる,時間的に連鎖をなす一連の行動過程である.それは,個人,対人関係,社会的脈絡,文化的規範などを要因として含むものであり,時間軸とともに,社会的な拡がりのあるメカニズムを持っている.コミュニケーション行動は,個別の行為が容易に独立するものではなく,高度に統合された全体性を特徴とする.個人を結ぶ親密さについての研究や抽出されている規則性は少なくない.その中で,コミュニケーションのチャネルについての相補的関係を示すモデル,規則性(ゲイン-ロス効果,親密性平衡モデルや自己開示性についての男女比較等)を主に取り上げ,そのダイナミックなメカニズムを考えることでコミュニケーション研究のスタンスを示す.
著者
吉川 政夫
出版者
バイオメカニズム学会
雑誌
バイオメカニズム学会誌 = Journal of the Society of Biomechanisms (ISSN:02850885)
巻号頁・発行日
vol.37, no.4, pp.215-220, 2013-11-01
参考文献数
17
被引用文献数
3

オノマトペとは擬音語・擬態語を意味するフランス語である.擬音語・擬態語は五感による感覚印象を言葉で表現する言語活動である.筆者らは運動・スポーツ領域で活用されている擬音語・擬態語をスポーツオノマトペと名付けた.運動・スポーツ領域でオノマトペが使用される場合,運動の「コツ」を表現する際の言葉として使用されることが多い.具体的には,動きのパワー,スピード,持続性,タイミング,リズムを表現する言葉として使われていることが筆者らの調査結果の分析から明らかになった.本稿では,アスリートを対象とした調査から得られた運動・スポーツ領域で使用されているスポーツオノマトペの特性,発声されたスポーツオノマトペの音響分析結果から得られた特性,アスリートと指導者に対する意識調査結果と実験結果に基づくスポーツオノマトペの導入効果,運動のコツを伝えるスポーツオノマトペの可能性について言及した.
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
131 262

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
藤井 範久 森脇 俊道
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.167-178, 1992-05-20 (Released:2016-12-05)
被引用文献数
2

In order to improve human performance in competitive sports, human motions have been analyzed from various viewpoints. One of the well-known methods is to compare the patterns of joint torques with those of top athletes during the motions. However, such comparisons are not necessarily sufficient to evaluate human motion, since individual differences in muscular forces and anatomical characteristics are not taken into consideration. The aim of this study is to investigate the relationship between the optimal vertical jump (squat jump) motion and the mechanical characteristics of muscular forces. The vertical jump motions of four male subjects were analyzed; their anatomical characteristics are similar, but the muscular force characteristics are different. Each subject performed a squat jump, in response tothe command "jump ashigh as possible," from an initial squat position with 90°hip and knee angles. The reaction force from the platform, the motions of the limb and the body, and the electromyographic (EMG) data were recorded. In order to estimate the optimal control for vertical jump motion under various conditions, a simulation system is applied which is based on the musculoskeletal model with the mean characteristics of muscular forces and the anatomical parameters of the four subjects chosen. In order to investigate the relationship between the optimal vertical jump motion and the mechanical characteristics of muscular force, a series of simulations was carried out by varying the parameters of the musculoskeletal model, such as the force-velocity relationship and the maximum contraction force. The following conclusions are derived from the results of the experiments and the simulations. (1) Change in the force-velocity relationship of human muscles results in a change in the optimal vertical motion and the sequence of the firing pattern of muscles, so that the contraction velocity of muscles does not become extremely large. (2) Changes in maximum contraction forces of some muscles result in changes in the optimal vertical motion and the sequence of the firing pattern of muscles, so that each muscle contracts under the optimal condition for the vertical jump. (3) The firing pattern of muscles is governed by the relationship between the anatomical characteristics and the muscular forces, and the timing of firing is determined by the relationship between the firing patterns and the maximum muscular forces. (4) The maximum contraction forces and the force-velocity relationship have to be improved in order to improve vertical jump performance.
著者
山川 誠
出版者
バイオメカニズム学会
雑誌
バイオメカニズム学会誌 (ISSN:02850885)
巻号頁・発行日
vol.40, no.2, pp.73-78, 2016 (Released:2017-05-19)
参考文献数
5

超音波エラストグラフィは,超音波を用いて組織の硬さ分布を非侵襲的に画像化する技術であり,大きく分けて,組織 を加圧した際のひずみ分布を計測して相対的な硬さ分布を画像化する方法と組織を加振した際のせん断波の伝搬速度分布を計 測して定量的な硬さ分布を画像化する方法がある.また,これらの手法内においてもさらに加圧・加振の方法の違いにより4 つの手法に分類される.それぞれの手法ごとに原理や特徴が異なっており,本稿ではこれらの原理を説明するとともに,各手 法の特徴について述べる.また,超音波エラストグラフィを用いた応用例についても紹介する.
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)
被引用文献数
1

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.