スポーツ動作や歩行の運動力学解析を行う際は、力の作用を求める必要があり、例えば地面から受ける「床反力」の計測には、フォースプレート（床反力計）を用いる必要があります。
しかし、フォースプレートの設置ができない環境（屋外）はることから、今回モーションキャプチャから取得した位置座標データから、床反力を算出（推定）する手法を検証しました。この手法を用いることで、フォースプレート（床反力計）がない、あるいはフォースプレートを設置できない環境でも力学評価が可能となります。本事例は、フォースプレート上での垂直跳びの動作を撮影し、解析を行いました。
解析アプローチ
重心加速度からの床反力を推定。全身に貼付したマーカーから身体重心位置を算出し、重心の位置座標を二階微分して算出した重心の加速度を用いて、ニュートンの運動方程式を解いて床反力を導き出しました。
結果：床反力を高精度に算出できた（動画参照）
動画内の「黄色線（実測値）」と「ピンク線（推定値）」を比較すると、予備動作から離地、着地に至るまで、床反力を精度よく推定できていることが分かります。フォースプレート（床反力計）による実測値と遜色のない精度を、モーションキャプチャで計測した位置座標から算出できました。
本手法の活用メリット
- 計測場所を選ばず力学変数を評価できる。屋外や既存のスポーツ施設など、フォースプレートのない環境でも床反力の変化を捉えることができます。
- 自然な動作を計測できる。フォースプレートの位置を意識して足を着地する必要がないため、より実競技に近いパフォーマンス、あるいは自然な歩行の力学解析が可能となります。
このような環境下での計測・解析も、ぜひノビテックにお任せください。
