VENUS3D Rで実現する力学解析事例集
スポーツ動作や人体動作を評価する際、姿勢や軌跡だけでは見えにくい情報があります。
- ジャンプ中に身体へどの程度の床反力が作用しているのか。
- ジャグリング中に左右の肘をどのように使い分けているのか。
- 投球動作で肩、肘、手首へどのように力が伝わっているのか。
VENUS3D Rでは、モーションキャプチャで取得した3次元座標データをもとに、身体重心、速度、加速度、関節間力などを算出できます。
動きの見た目だけでなく、運動を生み出す力の変化まで確認できるため、スポーツ科学、動作改善、障害予防、技能評価に活用できます。
本記事では、VENUS3D Rで実現する力学解析の事例をまとめて紹介します。
各事例の詳しい測定条件や考察は、動画下のボタンから個別ページでご確認ください。
VENUS3D Rでできる力学解析
VENUS3D Rは、3次元座標データから動作中の力学変数を算出し、動画やグラフと組み合わせて確認できます。
今回紹介する事例では、次のような解析を扱っています。
| 解析内容 | できること | 活用事例 |
|---|---|---|
| 床反力推定 | 身体重心の加速度から、床反力を推定する | 垂直跳び |
| 逆動力学解析 | 身体を剛体リンクセグメントモデルとして扱い、関節の力学変数を算出する | ジャグリング動作 |
| 関節間力算出 | 並進の運動方程式を用いて、関節を介して伝わる力を算出する | 投球動作 |
床反力計を使った計測が難しい環境でも、モーションキャプチャの座標データをもとに力学評価を行える場合があります。
また、腕や道具が空間中で動く動作では、外力条件を整理することで、各関節の働きや力の伝達を定量的に確認できます。
事例動画
垂直跳びにおける床反力推定
モーションキャプチャで取得した全身の位置座標から身体重心を算出し、重心加速度を用いて床反力を推定した事例です。
フォースプレートによる実測値と比較し、予備動作から離地、着地までの床反力変化を確認しています。
屋外や既存のスポーツ施設など、フォースプレートを設置しにくい環境での力学評価に応用できます。
ジャグリング動作の逆動力学解析
ジャグリング動作を剛体リンクセグメントモデルとして扱い、逆動力学解析で左右の肘の使い方を比較した事例です。
右腕では肘の曲げ伸ばしによるエネルギー流入が主となり、左腕では肘の移動によるエネルギー流入が相対的に大きいことを確認しています。
同じ動作に見える運動でも、左右でどの関節がどのように働いているかを数値で比較できます。
投球動作における関節間力の検証
投球動作中に、肩、肘、手首へどのように力が伝わるかを関節間力として算出した事例です。
VENUS3D R上で並進の運動方程式を用い、投球中の関節間力のピークがどの順番で現れるかを確認しています。
関節への負荷を数値として把握できるため、フォーム改善や障害予防の手がかりになります。
スポーツ科学、動作改善、障害予防での活用
VENUS3D Rによる力学解析は、動作の見た目だけでは判断しにくい力の流れを確認するために活用できます。
活用例：
- ジャンプ、着地、走行動作における床反力推定
- 投球、投てき、スイング動作における関節負荷の確認
- 左右差やフォーム変更前後の力学的な比較
- スポーツパフォーマンス向上に向けた動作要因の評価
- 障害予防やリハビリテーションでの負荷管理
- 熟練者と初心者の動作差の可視化
計測環境、外力条件、評価したい動作によって、必要な解析方法は変わります。
ノビテックでは、カメラ台数、計測空間、マーカー配置、解析項目、フォースプレートなど外部機器との連携まで、目的に合わせた計測方法をご提案します。
3次元動作の計測と力学解析はノビテックにご相談ください
ノビテックでは、3次元動作の可視化と解析に適した動作計測機器、ソフトウェアを取り扱っています。
VENUS3D Rを使った計測では、人体の動き、重心、速度、加速度、床反力推定、関節間力などを、目的に合わせて解析できます。
スポーツ動作解析、人体動作計測、用具評価、研究開発、技能伝承でお困りの方は、計測したい動作や確認したい指標をお知らせください。
画像計測のノウハウを持つスタッフが、計測方法から解析項目までご相談を承ります。
