スポーツバイオメカニクス | WHO’S LAB ｜大阪電気通信大学研究室紹介サイト

天才の動きとは？モチベーションとは？　スポーツの秘密に科学的にアプローチ

大学広報課　木原様 — Thu, 16 May 2024 01:00:00 +0000

トップアスリートたちが、天性の感覚で行っているスポーツのさまざまな動き。スポーツをする人なら、あんな動きをしてみたいと憧れた経験があるはずです。
村木准教授は　アスリートの感覚的な動きを理論的に解析したり、スポーツのモチベーションに不可欠な「コミュニケーション」について分析したりすることで、アスリートのパフォーマンス向上、生涯スポーツ実践につながる指導法について研究しています。

走り幅跳びの踏みきりの役割を
トップアスリートの動きから検証

村木准教授は子どもの頃から運動が得意、体育の授業では目立つ存在でした。高校卒業後に進学したのが筑波大学。全国トップレベルで世界の舞台をめざす多種多様な種目の選手たちが集結しており、大きな挫折を体験します。

そんな時に出会ったのが、物理法則を人の身体活動にあてはめて分析する「スポーツバイオメカニクス」です。分析にあたって、個々の選手の動きを重ね合わせて共通するエッセンスを抽出するための「標準動作モデル」の作成に取り組んでいます。村木准教授は当時自らの専門種目であった走り幅跳びで標準的な動力学モデルを作成。トップアスリート11名を対象とした検証としては初の試みでした。

走り幅跳びの仕組みを物理法則に従って見てみると、助走が速いほど遠くに跳べます。また、踏み切りの時に使う力の多くは、速さにブレーキをかける働きをしますが、このとき同時に地面反力が作用し「起こし回転」が生じることで、滞空時間が伸びるというメカニズムになります。ただ、人体は剛体と異なり足首・膝・股と関節があるため、曲がることでパワーロスが生じます。

つまり、力学的な正解は、「助走は速くする」「強い踏み切りのまま突っ張る＝膝が曲がらないように耐える」です。しかし、選手の身体には個性があり、個人の中でも体の動きは変動します。「記録」「勝利」といった目的を達成するために、いかに工夫をしていくのかが指導者の役割です。その工夫は動作分析による「正解」を踏まえることで考えやすくなります。

左）走り幅跳びの踏切における11名の平均の身体重心水平および垂直速度の変化パターン
右）走り幅跳びの踏切における11名の平均の地面反力水平成分および鉛直成分の変化パターン

左）走り幅跳びの踏切における11名の平均の関節角速度の変化パターン（上から順に股関節,膝関節,足関節）
右）走り幅跳びの踏切における11名の平均の関節トルクの変化パターン（上から順に股関節,膝関節,足関節）

モチベーションを左右する「他者との関わり」　
本学学生を対象にテキストマイニングで分析

スポーツのパフォーマンスを向上させるのに、日々のトレーニング・動作分析・戦略立案等は欠かせません。一方、実技面と同じ様にメンタル面「モチベーション」も重要です。生涯スポーツの観点からも、スポーツがしたいという欲求、スポーツすることが楽しいといったメンタル面での積極性がなければ、望ましい効果が得られないからです。

生涯スポーツにおいてモチベーションに大きな影響を与えているのは、他者との関わりです。そこで本学の「スポーツ実習」を履修する学生を対象に調査を行い、得られたデータに対してテキストマイニングを実施。授業を前半（2回目から5回目）と後半（10回目から13回目）に分け、授業中に会話した相手の名前を毎回記録して、クラス・競技別にその数を分析しました。

クラスや競技によってコミュニケーションの数に差がありましたが、全体的な傾向としては教員の介入が多い授業前半の方が、学生主体の授業後半よりもコミュニケーションの数が多いということでした。また、後半に進むにつれてグループ内に小集団が形成され、会話する相手が固定化することもわかりました。

コミュニケーションを活性化させるには、教員の介入が必要ではあるものの、介入による「強制的な」コミュニケーションであっては、自発的な行動には繋がりません。研究は途上ですが、小集団の形成や介入の仕方を考える大きなヒントになりそうです。

T クラスにおける前半4回分および後半4回分の授業における「会話をした相手の人数」に関する記述統計（n=出席者数,S.D.＝標準偏差,Min＝最小人数,Max＝最大人数）

T クラスにおける前半4回分（２〜5回目,体育館）後半4回分（10〜13回目.テニスコート）の授業毎の学生間の関係性を示すカテゴリWebのグリッド図.

リアルとバーチャルを行き来して
スポーツがもっと楽しくなる！

VR技術がもっと進んでいけば、例えば身体を動かすことができない人でも仮想空間上でスポーツを体感することができます。
また、世界記録を超える動きを、アスリートがVR上で体験することで、その感覚をリアルの世界で試し、パフォーマンスの向上をめざすこともできそうです。

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楽しさやコミュニケーションにフォーカス！　　スポーツやレクリエーションを支援する

オフィスティ本田様 — Wed, 13 Mar 2024 03:00:00 +0000

スポーツの上達のコツやレクリエーションの楽しさなどは、現場の指導者・支援者の勘と経験に委ねられることがほとんどで、客観性を持つエビデンスが確立されていません。
中井教授は、誰もがより楽しくスポーツやレクリエーションに取り組むことができるように、コンピュータによる動作分析、心身の健康面での効果の検証を通して新たなアクティビティの開発に挑んでいます。

楽しんでニュースポーツを続けていただくために
成功試技の条件を分析し、楽しさの評価尺度を開発

ニュースポーツは、誰もがすぐにルールを覚えてプレーすることができる新しいスタイルのスポーツです。競技スポーツのように勝敗にこだわるよりは、楽しむことを重視しています。中井教授は、科学的なアプローチでニュースポーツの普及を推進しています。

たとえば、アメリカ発祥のアウトドアゲーム「ラダーゲッター」。ひもで繋がったボールを7.5メートル先のラダー（小さなはしご状のまと）に投げて引っかけ、点数を競うゲームです。当然ですが、プレーヤーはボールがかかるように投げることができると、達成感や楽しさが感じられます。

中井教授は、スポーツバイオメカニクスの見地から、ボールがかかりやすい投げ方を研究。動作分析やコンピュータシミュレーションを通して、エビデンスに基づくノウハウをニュースポーツの指導者に幅広く共有しています。

成功試技の動作分析やコンピュータシミュレーションでボールの軌道の特徴や成功試技の条件を知る.

「ロゲイニング」はオリエンテーリングと写真撮影を組み合わせた新しいスポーツです。中井教授は、ロゲイニング参加者にどんな点が楽しかったのかを調査して、「楽しさ」を測る新しい尺度を開発しました。この評価法によって、参加者は同じように一緒にレースをしていても、楽しさの感じ方がそれぞれ異なることがデータ上も明らかになりました。こうした「楽しさの多次元的構造」を、大会を提供する側がより深く理解していれば、効果的なＰＲ活動を行うことができます。

活動の楽しさの評価尺度を開発して,その多次元的構造を理解する.

コロナ禍で限られた条件をヒントに
新しいアクティビティを開発して広める

2020年に起こったコロナ禍は、人々のコミュニケーションのあり方を大きく変えました。なかでも「三密を避ける」という感染対策が徹底されることで、人が集まりにくくなった上、「マスク着用」が日常化し、相手の表情が読み取りにくくなってしまいました。そんななか、新しいコミュケーション手段として普及したのがオンライン・ミーティングです。

中井教授の前職は中学・高校の教員。英語や情報の教科を担当しながら、スキー部の顧問として教育の現場に立ってきました。その経験から、オンラインでも（だからこそ）人々の緊張を解くためのゲーム（アイスブレーキング・ゲーム）を楽しんでもらえるよう、開発に臨みました。

中井教授が開発したゲームは全部で９種類。「ダルマさん」「ほっぺさわり番号送り」「チクタクポン」など、オンラインならではの面白さを活かせる、笑いのツボを押さえた展開になっています。この取り組みは、公益財団法人日本レクリエーション協会の助成事業として、ゲームを普及させるためにパンフレットやWebサイトが制作され、コロナ禍で離れざるを得ない多くの人に、人とのつながれる場やきっかけを提供してきました。

研究内容をフィールドに反映し、フィールドでの発見を研究にフィードバックする。研究とフィールドの双方に関わって活動を展開しているのが、中井教授の強みです。今後も、現場の課題やニーズに応える新たなアクティビティの開発が期待されます。

ついつられて言われた動きをして「しまった！」と思うところが,このゲームの面白さ.

オンラインでできるさまざまなレクリエーション活動を紹介するガイドブックを制作.ゲームの開発から,本の編集・デザインまで全て自分で行うのが中井流.

年齢も運動能力の壁も超えて
アクティビティでつながる社会へ

スポーツ・レクリエーションなどのアクティビティは、活動そのものの楽しさに加えて、活動を通して人とコミュニケーションする楽しさがあります。年齢や運動能力の壁を超えて楽しめるアクティビティが数多く開発され、ICTを駆使すれば、世界中のさまざまな人々が同時に遊べる時代が来るかもしれません。

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楽しんでニュースポーツを続けていただくために成功試技の条件を分析し、楽しさの評価尺度を開発

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年齢も運動能力の壁も超えてアクティビティでつながる社会へ