24. スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス
24.1 概要
24.2 スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス
24.3 講演会
24.3.1 SHDシンポ
24.1 概要
本スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス部門は，機械学会新部門制への移行に伴って，小規模部門（新規分野）として，正式部門になる可能性が高まってきた．これは，機械学会や社会における本部門の諸活動に対して，一定の評価を頂けた証であり，これまで本部門や専門会議等の設立，発展にご尽力頂いた関係各位に，部門長として改めて感謝致したい．
本部門は，1989年に数名の発起人によって「スポーツ工学」の必要性が提唱され，スポーツに関連する工学的研究の推進，啓蒙，学会活動が主な母体となっている．また，1994年には，「ヒューマン・ダイナミクス」の重要性も衆知され，それらは，スポーツ工学と強い連携を保ちながら諸活動が進められてきた．これらの実績を踏まえ，2009年に「スポーツ・アンド・ヒューマン・ダイナミクス専門会議」が設立され，現在の「スポーツ工学・ニューマンダイナミクス部門」に繋がっている．本領域は，本質的に分野横断的，学際的性質を持っていると考えられ，今後，より発展していくためには，隣接領域だけでなく，多様な領域の方々と連携，コラボレーションしていく必要があると思われる．機械学会諸学兄，ならびに関係各位の益々のご支援，ご指導を賜りますよう，心よりお願い申し上げる．
また，TOKYO2020オリンピック・パラリンピックの開催が間近になっているが，ハイパフォーマンスサポート事業を中心に，多くの本部門の関係者が，競技力の向上や環境整備に貢献している．これらの研究成果の恩恵や還元は，単に一部のトップアスリートに限定されるものではなく，国民全体の健康増進，QOLの向上に資するべきものであり，それらに関する研究や方策も大切になってくる．
2019年における当部門の主な活動の概要は以下であった．
・2019年度，機械の日関連行事として，No.19-60「心身のしなやかさを極める-感性工学的視点から-」というテーマで，2019年8月18日（日）筑波大学東京キャンパス文京校舎120講義室において，黒田珠代氏（ダンサー，ダンスインストラクター），もーこ氏（コントーションスタジオ・ノガラ主催），加藤千恵子氏（東洋大学），菅原徹氏（スマイルサイエンス学会代表，感性価値プロデューサー）の講演及び講習会を実施した．
・2019年度，機械の日関連行事として，No.19-59「センシング技術による野球計測体験会」というテーマで，2019年8月31日（土）京都テルサにおいて，矢内利政氏（早稲田大学），鳴尾丈司氏（ミズノ（株）），廣瀬圭氏（テック技販（株））の講演及び講習会を実施した．
・日本機械学会2019年度年次大会（2019年9月8日（日）～11日（水），秋田大学）では，9月8日に市民フォーラムとして「スポーツを楽しもう」を開催し，浅井武氏（筑波大学），塩野谷明氏（長岡技術大学），中島求氏（東京工業大学）の講演，及び討論会を実施した．
・日本機械学会2019年度年次大会（2019年9月8日（日）～11日（水），秋田大学）期間中の2019年9月9日（月）に，バイオエンジニアリング部門，マイクロ・ナノ工学部門と共同で部門同好会を開催した．
・シンポジウム：スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス2019を2019年10月25日（金）～27日（日）に福岡工大において開催した．詳細は25.3項で紹介する．
・2019年10月に当部門のニュースレター第4号を発刊した．その中で，「野球の科学」と題したトピックにおいて，センサー技術を活用した分析システムである「Mizuno Swing Tracer」や「MA-Q」の研究開発事例を鳴尾丈司氏〔ミズノ（株）〕が紹介した．
〔浅井 武 筑波大学〕
24.2 スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス
人間のあらゆる動的な状態の計測，モデル化，評価，制御に貢献することを目的とするヒューマン・ダイナミクス研究は，人間の運動パフォーマンスの向上に資することを目的とするスポーツ科学・工学研究と密接に関わりながら発展してきた．2019年はラグビーW杯が開催され，また2020年東京オリンピック・パラリンピックを見据え，スポーツに関するヒューマンダイナミクス研究が多数報告された．
例えば，近年の小型化・無線化した慣性センサを用いたスポーツ動作計測については，ラグビースクラムを計測した例（1），野球動作を計測した例（2），アダプテッドスポーツへの応用として車いす駆動動作計測（3）などの報告がなされた．また，複数の慣性センサを用いてサッカーや野球における動作の簡便評価法（4）（5），負荷制御型トレッドミルと慣性センサを同期させた運動解析（6）などの慣性センサを用いた運動計測の発展が見られた．また，動作計測手法として，近年発展する機械学習による三次元姿勢推定技術を活用した2次元ビデオ画像からの三次元動作計測についても多くの発表がなされ，ゴルフスイングの計測と評価（7），空手動作の計測（8），トップアルペンスキーヤーの動作計測（9），運動指導支援アプリケーションの開発（10）が報告された．他にも伸縮センサ搭載型スマートサポータを用いた膝関節計測システム（11），装着型押し込み反力計測センサによる筋活動推定（12）など，新たなウェアラブルセンサの開発が行われている．近年発展をみせる機械学習による推定を活用した現場で簡便に使用できる手法の開発が一つのトレンドのように思える．
一方，動作計測技術はスポーツ以外の日常生活系の運動計測にも応用されつつあり，機械工作作業における巧さの評価（13），農作業動作の計測（14）と器具開発（15），ショルダーバッグの機能評価（16），妊婦の脊柱の動作計測（17），高齢者行動・動作データベースに基づく製品使用挙動分類（18）についての発表がなされた．また，慣性センサを用いた心拍数推定（19），日常行動からの性格分類の試み（20），トレッドミルと音楽の連携による運動強度制御（21）など運動計測のみならず，生理，感性，心理との関係へとその対象の広がりを見せつつある．
以上，人間の動的な状態を計測，モデル化，評価，制御することを目的とするヒューマンダイナミクス研究のうち，特に動作計測とそれに関わる研究の2019年の動向について述べた．ヒューマンダイナミクス研究は人間の能力の極限を引き出すことを目的としたスポーツ科学・工学分野において，引き続き活発に行われただけではなく，その技術が日常活動系の人間の運動ダイナミクスへと波及するとともに，運動と生理，心理，感性を統合した研究領域にも展開しつつある．今後のヒューマンダイナミクス研究が果たす役割は，スポーツ科学・工学のみならず，ポスト東京オリンピック・パラリンピック，ポストコロナ時代に訪れるSociety5.0における人間中心の社会の実現に向けて，さらに拡大していくと考えられよう．
〔宮崎 祐介 東京工業大学〕
参考文献
（1）木村聡貴，斉藤展士，岡本浩貴，太田憲，IMUを利用したラグビースクラム時の選手間の協調関係の評価，日本機械学会スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス2019講演論文集（2019）,A-5
DOI: 10.1299/jsmeshd.2019.A-5
（2）大住祐也，矢内利政，慣性センサを用いた投球時の肘関節外反ストレス算出のための投球腕のモデリング，日本機械学会スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス2019講演論文集（2019）,A-10
DOI: 10.1299/jsmeshd.2019.A-10
（3）鬼山一輝，内山尚志，永森正仁，塩野谷明，加速度センサを用いた競技用車いす駆動における疲労検出手法の検討，日本機械学会スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス2019講演論文集（2019）,A-24
DOI: 10.1299/jsmeshd.2019.A-24
（4）川島昂亮，田沢俊介，小池関也, 複数の慣性センサを用いたサッカーキック動作の速度生成メカニズムの簡易的定量化に関する研究, 日本機械学会スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス2019講演論文集（2019）, A-13
DOI: 10.1299/jsmeshd.2019.A-13
（5）田沢俊介，小池関也, 複数の慣性センサを用いた野球投動作生成メカニズムの簡易的定量化，日本機械学会スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス2019講演論文集（2019）, A-9
DOI: 10.1299/jsmeshd.2019.A-9
（6）廣瀬圭，近藤亜希子，辻内伸好，伊藤彰人, ウェアラブルセンサを用いた負荷制御型トレッドミルにおける運動解析に関する研究, 日本機械学会スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス2019講演論文集（2019）, A-8
DOI: 10.1299/jsmeshd.2019.A-8
（7）池上洋介，櫻井彬光，古賀大貴，山田文香，内山瑛美子，中村仁彦, ビデオモーションキャプチャによるゴルフスイング動作の計測と解析，日本機械学会スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス2019講演論文集（2019）, B-26
DOI: 10.1299/jsmeshd.2019.B-26
（8）相原伸平，屈丙正，岩田浩康, 空手競技を対象とした単眼RGBカメラ画像による3次元姿勢推定手法の開発, 日本機械学会スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス2019講演論文集（2019）, A-35
DOI: 10.1299/jsmeshd.2019.A-35
（9）飯島康介, 星野洋平, 曹贏, 楊亮亮, 鈴木聡一郎, 3DCAD モデルマッチング手法による世界トップレベルアルペンスキー選手のスキル解析,日本機械学会D&D Conference2019講演論文集（2019）, 461
DOI: 10.1299/jsmedmc.2019.461
（10）大島成通，山田大地，横田紘季, 単眼カメラによる三次元姿勢推定を用いた運動指導支援アプリケーション, 日本機械学会スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス2019講演論文集（2019）, A-34
DOI: 10.1299/jsmeshd.2019.A-34
（11）江口僚，高橋正樹，Michael Brendan，Howard Matthew, 伸縮センサ搭載型スマートサポータを用いた統計的機械学習に基づく膝関節角度計測システム, 日本機械学会スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス2019講演論文集（2019）, A-11
DOI: 10.1299/jsmeshd.2019.A-11
（12）近藤絢音，藤崎和弘，五十嵐達也，笹川和彦，森脇健司, 装着型センサによる押し込み反力測定に基づいた下肢運動時の筋活動推定，日本機械学会スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス2019講演論文集（2019）, A-6
DOI: 10.1299/jsmeshd.2019.A-6
（13）中村博昭, モーションキャプチャによる巧みさの見える化, 日本機械学会スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス2019講演論文集（2019）, B-32
DOI: 10.1299/jsmeshd.2019.B-32
（14）今井理生, 田澤卓，長井力，佐川貢一, ローパスフィルタによる慣性センサの推定誤差軽減法を 利用したリンゴ収穫動作の計測, 日本機械学会年次大会2019講演論文集（2019），J23111P33
DOI: 10.1299/jsmemecj.2019.J23111P
（15）迫田空, 辻内伸好, 伊藤彰人, 山内貴之，筋骨格モデルを用いたイチゴ栽培における最適栽培ベンチ高さの選定，日本機械学会第32回バイオエンジニアリング講演会講演論文集（2019），2C21
（16）金澤鳴，丸山剛生, 歩行時の肩荷重計測と動作解析によるショルダーバッグの機能評価，日本機械学会スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス2019講演論文集（2019），A-16
DOI: 10.1299/jsmeshd.2019.A-16
（17）森野 佐芳梨，慣性センサを用いた妊婦の脊柱の動作計測， 日本機械学会D&D Conference2019講演論文集（2019），463
DOI: 10.1299/jsmedmc.2019.463
（18）平野景, 北村光司, 宮崎祐介,西田佳史，行動データベースを用いた認知症高齢者によるプロダクトインタラクション挙動の比較検討手法の開発, 日本機械学会第32回バイオエンジニアリング講演会講演論文集（2019），2D12
DOI: 10.1299/jsmebio.2019.32.2D12
（19）上林優太，永森正仁，内山尚志，塩野谷明, ６軸センサを用いた車いす利用時の心拍数推定モデルの提案，日本機械学会スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス2019講演論文集（2019），C-14
DOI: 10.1299/jsmeshd.2019.C-14
（20）日下田 淳（小山高専），小菅 奨悟ヒトの日常動作による性格判断の試み（動作の計測と分類），日本機械学会年次大会2019講演論文集（2019），J23104
DOI: 10.1299/jsmemecj.2019.J23104
（21）梅野 貴俊（福教大），坂本 尊，下戸 健（福岡工大）, トレッドミルと音楽を利用した運動強度制御に関する研究，日本機械学会スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス2019講演論文集（2019）, C-1
DOI: 10.1299/jsmeshd.2019.C-1
24.3 講演会
24.3.1 SHDシンポ
2019年，10月25日（金）から27日（日）にかけて，福岡工業大学FITホールにおいて，日本機械学会 シンポジウム：スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス2019（SHD2019）を開催した．参加者は222名，特別講演が2件，一般講演が105件，機器展示は15社であった．現地実行委員長は福岡工業大学の楢﨑兼司先生であった．オーガナイズドセッションとして，ウェアラブルセンシングや生体情報計測を企画した．福岡工業大学・生体情報研究室へのラボツアや展示企業によるランチョンセミナも行った．以下，代表的な講演を紹介する．
スケートボードにおけるトリックのひとつであるオーリーが成功するための条件を解明した（1）．モーションキャプチャにより，技を知り，さらにシミュレーションモデルを構築した．一度，シミュレーションモデルができたならば，そのモデルを使い，力学解析，パラメトリックスタディ，用具開発等，様々な使い方ができる．スポーツ工学の王道の研究の進め方である．
スキーブーツ内に挿入されているフットヘッドの下部に装着するパーツに着目し，断面形状を変数とした変形挙動について検討した（2）．やはり，実測とシミュレーションを組み合わせた研究であり，実験ではスキーシミュレータを用いて滑走実験を行っている．
野球ボール衝突時の脳損傷発生メカニズムを調べた研究（3）では，頭部の回転運動は小さく（自動車事故と比較して），短衝撃持続時間に起因する圧力波による加速度増加が明らかになった．
磁力支持天秤装置を用いたターボジャブの空力特性計測（4）は，磁力支持天秤（MSBS）のスポーツ用具への応用例である．
その他の代表的な講演のタイトルを参考文献に示した（5）-（10），
最終日の閉会式に閉会式に先立ち，昨年度のSHD2018の優秀発表に対して，表彰が行われた．対象講演論文は，以下の通りであった．筋肉電気刺激・収縮モニタリング可能なスマートウェア（11）, 衝撃試験による競技用義足の反発性能の評価に関する研究（12）, 筋骨格シミュレーションによる生体内力の推定に基づく競技用車いすの操作性評価に関する研究（13），アンプティサッカーのクラッチを用いたキック動作について（14），周期運動理解のための神経振動子挙動の数値解析（15），棒高跳の跳躍動作中における上肢のキネティクス（16），バランスWiiボードによる簡易キャリブレーションに基づくインソール型足圧センサを用いた力学的歩行解析システム（17）．
図1 福岡工業大学FITホール
〔瀬尾 和哉 山形大学〕
参考文献
（1）千田 陽平，正 中島 求, スケートボードにおけるトリックのシミュレーション解析, 日本機械学会 シンポジウム：スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス2019（SHD2019）講演論文集, B-11.
DOI: 10.1299/jsmeshd.2019.B-11
（2）アウン シティ ナディア，佐藤 満弘，河野 義樹，アルペンスキーにおける競技用スキーブーツの変形解析, 日本機械学会 シンポジウム：スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス2019（SHD2019）講演論文集, B-9.
DOI: 10.1299/jsmeshd.2019.B-9
（3）宮崎 祐介，森松 美樹，伊藤 翔太, 次世代頭部ダミーと有限要素モデルを用いた野球ボール衝突時の頭蓋内脳挙動の検討, 日本機械学会 シンポジウム：スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス2019（SHD2019）講演論文集, C-20.
DOI: 10.1299/jsmeshd.2019.C-20
（4）佐々木 香澄，小西 康郁，奥泉 寛之，大林 茂, 磁力支持天秤装置を用いたターボジャブの空力特性計測, 日本機械学会 シンポジウム：スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス2019（SHD2019）講演論文集, B-1.
DOI: 10.1299/jsmeshd.2019.B-1
（5）前野 紀一，服部一裕，徳本大，山上龍一，山本巴, カーリング・スト運動のエッジモデル（２）, 日本機械学会 シンポジウム：スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス2019（SHD2019）講演論文集, B-12
DOI: 10.1299/jsmeshd.2019.B-12
（6）宮本 直人，竹田 正樹，森本 達郎，三浦 隆治，畠山 望，宮本 明，Ohtonen Olli，Lindinger Stefan，Linnamo Vesa，Stoggl Thomas, 高精度GNSSを用いたクロスカントリークラシカルレースにおけるダブルポール滑走中の頭部動作計測, 日本機械学会 シンポジウム：スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス2019（SHD2019）講演論文集, A-12
DOI: 10.1299/jsmeshd.2019.A-12
（7）平 和樹，小林 祐貴，田中 克昌, 競技用車いすの漕ぎ動作における生体内力と可操作性の関係, 日本機械学会 シンポジウム：スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス2019（SHD2019）講演論文集, A-23
DOI: 10.1299/jsmeshd.2019.A-23
（8）相原 伸平，屈 丙正，岩田 浩康, 空手競技を対象とした単眼RGBカメラ画像による3次元姿勢推定手法の開発, 日本機械学会 シンポジウム：スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス2019（SHD2019）講演論文集, A-35
DOI: 10.1299/jsmeshd.2019.A-35
（9）古賀 樹，中島 求, 水泳ヒューマノイドロボットのクロール泳におけるローリング性能の向上, 日本機械学会 シンポジウム：スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス2019（SHD2019）講演論文集, C-6
DOI: 10.1299/jsmeshd.2019.C-6
（10）玉田 尚子，桐山 善守, コンピュータモデルを用いた転倒防止のための足踏出動作の再現, 日本機械学会 シンポジウム：スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス2019（SHD2019）講演論文集, A-18
DOI: 10.1299/jsmeshd.2019.A-18
（11）竹井 裕介，吉田 学, 竹下 俊弘，小林 健，筋肉電気刺激・収縮モニタリング可能なスマートウェア, 日本機械学会 シンポジウム：スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス2018（SHD2018）講演論文集, DOI: 10.1299/jsmeshd.2018.A-9
（12）髙橋 由希, 三輪 翼, 田中 克昌，衝撃試験による競技用義足の反発性能の評価に関する研究, 日本機械学会 シンポジウム：スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス2018（SHD2018）講演論文集, DOI: 10.1299/jsmeshd.2018.C-8
（13）小林 祐貴, 田中 克昌, 筋骨格シミュレーションによる生体内力の推定に基づく競技用車いすの操作性評価に関する研究, 日本機械学会 シンポジウム：スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス2018（SHD2018）講演論文集, DOI: 10.1299/jsmeshd.2018.C-18
（14）來海 郁, 洪 性賛, 山中 敏正, 浅井 武, アンプティサッカーのクラッチを用いたキック動作について, 日本機械学会 シンポジウム：スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス2018（SHD2018）講演論文集, DOI: 10.1299/jsmeshd.2018.A-8
（15）玉田 尚子, 桐山 善守, 周期運動理解のための神経振動子挙動の数値解析, 日本機械学会 シンポジウム：スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス2018（SHD2018）講演論文集, DOI: 10.1299/jsmeshd.2018.B-36
（16）植松 倫理, 小池 関也, 武田 理, 棒高跳の跳躍動作中における上肢のキネティクス, 日本機械学会 シンポジウム：スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス2018（SHD2018）講演論文集, DOI: 10.1299/jsmeshd.2018.C-28
（17）江口 僚, 高橋 正樹, バランスWiiボードによる簡易キャリブレーションに基づくインソール型足圧センサを用いた力学的歩行解析システム, 日本機械学会 シンポジウム：スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス2018（SHD2018）講演論文集, DOI: 10.1299/jsmeshd.2018.A-14