25.　スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス

25・1　概要

2018年2月9日～25日に開催された2018平昌冬季オリンピック大会では，日本選手が金メダル4個，銀メダル5個，銅メダル4個の合計13個のメダルを獲得し，過去最高の好成績を残した．また，3月9日～18日に開催された2018平昌冬季パラリンピック大会では，金メダル3個，銀メダル4個，銅メダル3個の計10個のメダルを獲得した．その中で，羽生結弦選手の大会2連覇，小平奈緒選手のスピードスケート女子500 mでの初の金メダル，女子カーリングの初のメダルなど日本初づくしが多く誕生し，メディアに大きく取り上げられた．また，パラリンピックでも女子アルペンチェアスキーの村岡桃佳選手が4個のメダルを獲得し話題となった．これらの活躍は選手の努力はもちろんのこと関係各位の支援の賜物であろう．

日本のトップ選手の国際競技力向上を支援する事業は，2001年10月にスポーツ医・科学・情報の研究機関である国立スポーツ科学センターが開所してから本格的に始動し，2011年にスポーツ基本法の制定，2015年にスポーツ庁の設置など，スポーツに関する施策が総合的に推進されている．さらに2012ロンドンオリンピック大会に向けたマルチサポート事業は，ハイパフォーマンスサポート事業に名称を変更しながら継続して実施され，2020東京に向けて加速している．2014年からはパラリンピック選手のサポート事業も実施され，この事業の研究開発プロジェクトに対して当部門に関連する研究者が多く参画し，当部門の研究活動が選手の競技力向上に対しても大きく貢献している．これらの研究内容は，当部門の講演会等で公表されているので，次節以降で紹介する．

2017年における当部門の主な活動は次の4つであった．

• 「機械の日・機械週間」関連行事として「センシング技術によるスポーツの運動計測体験教室」を2017年8月26日に京都テルサ（京都市）にて実施した．参加者23名が慣性センサおよび床反力計に関する講習会を受講し，センサを用いた運動計測の体験とデータ処理の実習を行い，スポーツ工学における研究内容の紹介と啓蒙活動を行った．
• 日本機械学会2017年度年次大会（2017年9月3日（日）～6日（水），埼玉大学）では，9月4日に基調講演として「パラリンピアンからスポーツ工学に期待すること」と題して日本パラ陸上競技連盟の花岡伸和氏の講演が行われた．同日にワークショップとして「スポーツにおける材料科学」を開催し，アルペンスキーと複合材料【講師：田中 浩氏（有沢製作所）】，高強度易加工性展伸マグネシウム合金の開発とスポーツ材料への応用【講師：佐々木泰祐氏（物質・材料機構）】，産総研／材料・化学領域におけるスポーツ工学プロジェクト【三木恒久氏（産総研）】の講演が行われた．また，オーガナイズドセッションも企画した．
• シンポジウム：スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス2017を2017年11月9日（木）～11日（土）に金沢商工会議所会館において開催した．詳細は25・3項で紹介する．
• 2017年8月に当部門のニュースレター第2号を発刊した．その中でパラリンピック選手のサポート事業の研究開発事例を紹介した「リオデジャネイロパラリンピックにおける日本選手の活躍へのSHDの貢献」と題したトピックが掲載された．

当部門に関連する研究論文の掲載数は，日本機械学会論文集において9編[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]，Mechanical Engineering Journalにおいて3編[10, 11, 12]，Journal of Biomechanical Science and Engineeringにおいて5編[13, 14, 15, 16, 17]であった．

〔丸山　剛生　東京工業大学〕

25・2　スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス

2017年は，2018平昌オリンピック・パラリンピックが開催され，また2019年のワールドカップラグビー，2020年の東京オリンピック・パラリンピックの自国開催を間近に控え，競技スポーツが注目された年でもある．

これまで競技スポーツ選手においては身体能力の強化と成績の向上，故障の予防と治療への関心から，運動状態の把握や身体運動能力を科学的に分析し，客観的にサポートする「スポーツ科学」が注目され，成績向上に貢献してきた．スポーツ科学の研究対象は主にヒトであり，近年では，「医学」や「バイオメディカル」の観点より，整形外科，生化学，生理学，内科学，心理学，栄養学などの「体内代謝」や「生理機能」に基づく，スポーツサイエンスの研究開発が進んでいる．

一方，スポーツ選手の求める高機能なスポーツギアの設計においては，「スポーツ工学」と「ヒューマンダイナミクス」の観点より，ヒトの動きを理解し，ヒトと用具の相互作用に応じてパフォーマンスに関わるスポーツギアの機能設計が重要となる．これらに必要な技術は，センサ，モデル，シミュレーション技術，最適化手法，可視化手法，材料等々，たいへん幅広い．

このような観点から，2017年のスポーツ工学・ヒューマンダイナミクスに関する研究に目を向けると，高価で限定された計測環境下での測定装置を，硬式野球ボール型センサの様な安価で簡便な装置で実現する研究[1]や，ウエアラブルなフォースプレート[2]やAR技術を用いた解析[3]，フォースプレートや力覚センサを用いない解析[4–6]，逆に大面積の圧力センサを用いた解析方法[7]の提案など，使用環境が制限されることなく，より身近で自然な動作の解析が可能となる手法の研究などが進められている．また，様々な方法で計測された運動データは，マルチボディシミュレーションツールを用いた解析[8]や筋骨格モデルシミュレーションツールなどを用いた解析[9, 10]がなされ，更に遺伝的アルゴリズムや粒子群最適化法に代表される最適化手法を用いて用具や動作の違いがパフォーマンス等に及ぼす影響について研究されている．その研究対象はトップアスリートに限らず，身体障がいスイマーの最適ストローク解明[11]や身体障がいジャンパーの踏切動作と義足形状の最適化[12]など，障がい者スポーツのパフォーマンス向上や，障がい者のリハビリに用いられるFESサイクリングに関する研究[13]，さらには一般プレイヤーへ向けたゴルフクラブのフィッティングについて自己組織化マップを用いたスイング予測手法により目指す研究[14]など，より幅広いヒトのパフォーマンス向上に貢献する研究が行われている．

今後も，アスリートのスポーツ能力向上や近未来の高機能なスポーツギア開発，幅広いアスリートのための運動用具および計測・解析技術の開発など，スポーツ・レジャーを中心とした人々の余暇活動および日常活動を安全・快適で豊かにする研究が期待される．

〔大島　成通　名城大学〕

25・3　講演会

シンポジウム：スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス（SHD）2017は，2017年11月9日（木）～11日（土）に金沢商工会議所会館を会場として開催され（実行委員長：金沢大学　岩田佳雄先生），招待講演2件，特別講演1件，一般講演140件および市民開放フォーラムが開催された[1]．

招待講演1では，University of Massachusetts LowellのJames A. Sherwood先生をお招きして，「Wood Baseball Bat Durability」と題して，木製野球バットのボール衝突試験方法およびバットの強度や耐久性に関する最新の研究情報が紹介された．

招待講演2では，金沢大学の内藤尚先生より「Computer-Aided Rehabilitation Engineering基盤技術構築に向けた取り組み」と題して，計算機シミュレーションの応用によるリハビリ機器の研究開発事例について講演された．

また，特別講演「パラリンピックブレイン–パラアスリートにみる脳の再編能力」が東京大学大学院の中澤公孝先生よりなされた．パラリンピック選手の身体トレーニングに伴う脳の活動形態の進化に関する実例を紹介した内容であった．

フォーラムでは，「SHDと運動制御研究の融合を目指して」をメインテーマとして，木村聡貴氏（NTTコミュニケーション科学基礎研究所），内藤栄一氏（脳情報通信融合研究センター）および瀧山健先生（東京農工大学）から，それぞれ「ICTでアスリート脳を理解する」「ネイマール選手の脳の運動制御」「パフォーマンスに関連した運動要素の同定」のテーマで最新の研究成果が紹介された後，オプティトラック・ジャパン，NTTコミュニケーション科学の太田憲先生の進行によりSHD分野への応用展開について議論された．

一般講演のセッションでは，スキー，テニス，サッカー，ゴルフ，野球，バドミントンなど種目別の課題を集めたものや，シューズ，ウエア，車イス，保護具などの用具に関するスポーツ工学的研究，衝突・打撃，空力特性や材料・摩擦などの工学的な内容，人間動作，生体計測，トレーニング，プレー心理の分析などのヒューマンダイナミクスに関するセッションが設けられ，最新の研究内容が報告された．

なお，今大会における発表件数（140件），参加登録人数（285名），展示企業数（19社）は過去最大の規模となり，盛況理に終了した．

2017年9月3日～6日に埼玉大学において開催された本会の年次大会においては，本部門の一般セッション，スポーツ工学，ヒューマンダイナミクス，感性・癒し工学，スポーツ流体，スポーツ材料の計6個のオーガナイズドセッションが編成され，各セッションとも活況を呈した[2]．

〔溝口　正人　富山県工業技術センター中央研究所〕

25・4　国際会議

海外で開催されたスポーツ工学の国際会議は，3つあった．APCST2017，ICSE，ISEA2018である．

APCSTはAsia-Pacific congress on Sports Technologyの略で，今回が第8回目であった．2年に一回開催される会議で，同じ周期で開催されるISEAが開催されない年に開催されてきた．今回，イスラエルのテルアビブで開催された．会場はヒルトンホテルテルアビブ，日程は2017年10月16日～18日までであった．キーノートプレゼンテーションが9件，一般発表が82件であった．参加人数は約140人であった．過去，SHD部門からも多くの日本人研究者が参加してきたが，今回は筆者も含めて，わずか2名であった．会議は，イスラエルパラリンピック委員会が後援しており，パラリンピックの用具開発に関するセッションが複数企画されていた．

ICSEは，International Conference of Sports Engineeringの略で，初開催であった．インドのジャイプールで開催された．会場はBirla Auditorium，日程は2017年10月23日～25日であった．インド以外からの参加者は，11名で，筆者も含め，全て招待であった．キーノートプレゼンテーションが7件，一般発表が46件であった．参加人数は約100人であった．

ISEAは，International Sports Engineering Associationの略で，第12回目の開催であった．今回は，オーストラリアのブリスベンで開催された．会場はブリスベンコンベンションセンタ，日程は2018年3月26日～29日までであった．Plenary sessionで8件，一般発表が110件であった．参加人数は194人であった．日本からは31人の参加で，オーストラリアの次に参加人数の多い国であった．21ヶ国からの参加者があった．自転車に関する発表が多く，自転車用ヘルメットの空力と温度制御に関する論文[1]がベスト論文賞を受けた．

〔瀬尾　和哉　ISEA Fellow山形大学〕

 

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