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スポーツ

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近年、スポーツ分野ではさまざまな手法で解析が行われています。

・モーションキャプチャーによる身体動作の解析
・ハイスピードカメラによる高速動作の可視化解析
・アイトラッキングによる視線の解析
・生体信号による筋電、心電、発汗の解析

しかし、これらの解析手法を統合して総合的な分析を行っているところは多くありません。ナックイメージテクノロジーは、ハイスピードカメラ、アイトラッキング、モーションキャプチャー、生体信号などスポーツ分野で使われている計測機器を組み合わせた総合的な解析システムの構築に取り組んでいます。

     
  • 野球 ピッチング

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    野球のピッチング動作解析では、モーションキャプチャーを使った逆動力学解析が有名です。モーションキャプチャーで、投球時の身体の動きを計測します。同時に、床反力計という計測機で床からの反力を計測します。これらデータを組み合わせ、逆動力学計算をして身体にかかる力を計算します。

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  • 逆動力学までの流れ
    逆動力学までの流れ
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  • モーションキャプチャーは、マーカーと呼ばれる球を身体に貼り付けて、その点の三次元位置データのみを計測する機器です。そのため、ビデオカメラのような可視映像は記録できません。しかし、ハイスピードカメラを組み合わせることで、投球動作の可視映像も同時に計測することができます。これにより、三次元データと可視映像という複合的なデータを得ることができます。

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  • ハイスピードカメラの映像と三次元データを組み合わせて表示
    ハイスピードカメラの映像と三次元データを組み合わせて表示
    データ提供:鹿屋体育大学
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  • 計測したデータの解析は、筋骨格動作解析ソフトを使うことで、筋力推定まで行うことができます。一般的な逆動力学解析では、関節トルクを使った解析が主流です。しかし、推定した筋力値を分析に使用することで、関節トルクだけでは見えなかったものが見えてくることがあります。

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  • システム構成例
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  • モーションキャプチャー MAC3D System Kestrel2200
    モーションキャプチャーカメラ Kestrel2200
    解像度 2,048×1,088pixel(220万画素)
    最大フレームレート 300fps(フル解像度)
    レンズ長 8mmまたは12~36mm
    屋外対応

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  • ハイスピードカメラ MEMRECAM HX-6
    ハイスピードカメラ MEMRECAM HX-6
    ハイスピードカメラ MEMRECAM HX-6(写真はHX-3)
    ISO感度 カラー / モノクロ 2,000 / 10,000
    解像度 2,560×1,920pixel
    撮影速度 50~650,000fps
    記録時間 6.9秒以上(1,000fps、32GB、8bit時)

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  • 床反力計
    床反力計フォースプレート BP400600HF
    床反力計フォースプレートBP400600HF
    寸法 400×600×82.5mm
    重量 18kg
    最大荷重 4450N/8900N
    固有振動数 830Hz(Fz)2000の場合
    特徴 スポーツ用、高・固有振動数

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  • 筋骨格モデル動作解析ソフトウエア nMotion musculous(エヌモーションマスキュラス)
    筋骨格解析ソフトウエアnMotion musculous(エヌモーションマスキュラス)
    モーションキャプチャーシステムで取得した人間の動作データを解析し、筋肉がどのように働いているかを三次元アニメーションで視覚化できる筋骨格モデル動作解析ソフトウェアです。関節角度や関節モーメントの計算はもちろん、筋張力や筋活性度といった身体内部の筋活動の推定まで解析することができます。

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  • サッカー

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    サッカー選手の動作分析では、「身体の動き」と「視線」を組み合わせて分析したい、という要望が多々あります。具体的な例を挙げると、熟練選手が味方選手を見てからパスを出すまでに、どのくらいの反応速度で動いているか見たい、という要望です。

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  • スポーツ
    この分析をするためには、身体動作と視線を同時に計測する必要があります。ナックイメージテクノロジーでは、モーションキャプチャーMAC3D Systemとアイトラッカー(視線計測装置) EMR-9を同期計測するシステムを構築して、この要望にお応えしています。

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  • また、生体信号を同時に収集することでより複合的なデータが計測できます。どこを見て、どのような行動をして、どのように身体が反応しているかという一連の流れを計測することが可能です。

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  • システム構成例
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  • アイトラッキングシステム EMR-9
    有効画素数 視野カメラ:(H)640×(V)480pixel
    測定範囲 眼球運動:水平±40° 垂直±20°
    検出レート 60Hzモデル
    60/120/240Hzモデル
    記録時間 約60分
    記録方式 SDカード

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  • モーションキャプチャー MAC3D System Raptor-12HS
    モーションキャプチャー MAC3D System Raptor-12HS
    解像度 4,096×3,072pixel(1,250万画素)
    最大フレームレート 300fps(フル解像度)
    レンズ長 18~55mm
    屋外対応

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  • 生体信号測定装置 NeXus(ネクサス)
    生体信号測定装置 NeXus(ネクサス)
    生体信号測定装置 NeXus(ネクサス)
    入力チャネル数 10
    AD変換分解能 24bit
    Bluetooth通信
    USB2.0接続
    フラッシュメモリ対応 SDカード(4~64GB)
    電源 リチウムイオン専用バッテリー

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  • 関連リンク

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