野球打撃における全身を考慮可能とした新たなシミュレーションモデルの構築

构建考虑棒球击球时全身的新模拟模型

• 批准号: 21K17570
• 负责人: 阿江 数通
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Nippon Sport Science University (2022)Ibaraki Prefectural University of Health Science (2021)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K17570/
• 关键词: 野球打撃; シミュレーション; ロバスト性; 最適化計算; 標準動作; ばねーダンパーモデル; Angle-driven; バイオメカニクス

令和4度では，これまでに構築したシミレーションモデルによるパフォーマンス向上を目指した最適化計算を実施するにあたり，計算結果のロバスト性（堅牢性）を向上させるための手法の確立を目指した．本研究における最適化計算では，打撃パフォーマンス（＝バット・ヘッドスピード最大値）の向上を目指して，関節角度の時系列データにおける各変曲点の値・タイミングを焼きなまし法（SA：Simulated Annealing）によって変化させる．最適化計算の結果として，バット・ヘッドスピードを計測値よりも増加（例：10％増加）を実現する各関節における最適な動作を明らかにする（パフォーマンス最適化）．この際，実現可能な現実的な動作，そして設定した目標を満たす動作を獲得するために，関節角度やトルクの変化範囲に制限を設ける．加えて，新たに初期値の違いが結果に及ぼす影響についても考慮できれば，本研究のシミュレーション結果に対するロバスト性が向上すると考えられる．そこで，構築したシミュレーションモデル（標準動作モデル）における各関節角度の時系列データの各特徴点に対してランダムに値を加えて（ランダム誤差発生器），新たな動作データを生成することとした．ランダムに加える値については，各被験者における関節角度の標準偏差（3試技）を算出し，この標準偏差，すなわちバラつきを全被験者において平均したものを用いた．生成する動作データについては，ランダムに値が追加されることから非現実的な動作となりやすいため，バット・ヘッドスピードが計測値と近い値の動作データを獲得できるまで繰り返し計算を実施した．その結果として，生成された各動作データを初期値として最適化計算（ロバストネス最適化）を実施するための初期動作データが生成できた（500試技）．これによって，本研究の結果に対するロバスト性が向上できると考えられる．

在REIWA第四次，在实施旨在使用迄今为止构建的模拟模型来提高性能的优化计算时，我们旨在建立一种方法来提高计算结果的鲁棒性。在这项研究的优化计算中，为了提高影响性能（=最大蝙蝠/头部速度），通过退火（SA）（SA）（模拟退火）更改关节角度数据的每个拐点的值和时机。由于优化计算，我们阐明了每个关节处的最佳行为，从测量值（例如，增加了10％）（性能优化）。在这种情况下，将限制放置在关节角度和扭矩变化范围内，以获得可以实现的现实动作并满足设定目标的动作。此外，如果我们还可以考虑初始值新差异对结果的影响，则认为这项研究的仿真结果的鲁棒性将得到改善。因此，我们决定将构造模拟模型（标准运动模型）（随机误差生成器）中每个关节角度的时间序列数据的每个特征点随机添加值，以生成新的运动数据。对于随机添加的值，计算了每个受试者的关节角度的标准偏差（3个试验），并使用所有受试者之间的变化平均值。由于随机添加值，因此生成的运动数据往往是不现实的，因此重复计算，直到以接近测量值的值获取蝙蝠头速为止。结果，使用每个生成的操作数据作为初始值（500个试验）生成了初始操作数据，以执行优化计算（鲁棒性优化）。人们认为这可以提高本研究结果的鲁棒性。

项目成果

Investigation of optimal lower body movement in presence of the constrained pelvis rotation in baseball batting

• DOI: 10.1016/j.jbiomech.2022.111219
• 发表时间: 2022-07-30
• 期刊: JOURNAL OF BIOMECHANICS
• 影响因子: 2.4
• 作者: Ae, Kazumichi;Burke, Dave;Koike, Sekiya
• 通讯作者: Koike, Sekiya

野球のティー打撃における左右打者の 体幹および上肢動作の比較―右投げ選手を対象にして―

棒球发球台击球时左右击球手的躯干和上肢动作比较 - 以右手投手为目标 -

• 发表时间: 2022
• 期刊: トレーニング科学
• 作者: Oharomari LK;Ikemoto M;Hwang DJ;Koizumi H;Soya H;川村卓，小池関也，島田一志，阿江数通，森本吉謙，磯和純一朗
• 通讯作者: 川村卓，小池関也，島田一志，阿江数通，森本吉謙，磯和純一朗