生理学的エネルギー供給システムの物理的モデルをもとにした-ランニングペースの研究

基于生理供能系统物理模型的跑步配速研究

• 批准号: 07858008
• 负责人: 土居 陽治郎
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: International Budo University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07858008/
• 关键词: エナジェティクス; ランニングペース; 物理モデル; 最適制御; ローマン反応; 数値解法

本研究では、3つの相互作用を伴った系(ATP-PCr系、乳酸系、有酸素系)からなる生理学的エネルギー供給システムの物理的なモデルを提示し、そのモデルをもとに陸上競技におけるランニングのペース配分という質点力学系問題を検討することを目的とした。その際に、最適制御理論を導入し、持っている生理学的エネルギー能力を最大限に発揮した場合のペース配分について検討を行ない、100m、400m、800m、1500mといった種目において、最高の競技成績を達成するためのランニングペース配分を生理学的エネルギー供給システムと質点力学モデルを用いて数学的に解くことを試みた。生理学的エネルギー供給システムのモデル化については、Margariaモデルをベースに数多くの実験的知見を物理数学的に関連性を持たせ、細胞内のATP濃度は変化しにくいというローマン反応を最適制御理論に適用させた。また、力学系は質点運動における運動方程式を変形させ、パワー次元の方程式を導き、そのパワー次元で生理学的なモデルと整合性を持たせた。こうした関係を非線形の連立微分方程式で記述し、ローマン反応という基準下で最高のパフォーマンスを達成できるような拘束条件を与えて、コンピュータによる数値解法を行なった。その結果、短距離種目では乳酸系の発揮する役割が大きく、中距離種目では乳酸系発揮のタイミングが重要となることが明らかとなった。また、このモデルをもとに計算した結果は、実験的に報告されている生理学的なデータとよく一致しており、構築した物理数学モデルの妥当性は高いことが示された。

In this study, three-phase interaction system (ATP-PCr system, lactic acid system, acid system) is used to provide information on physiology and physics in this study. In this study, three-year-old interaction systems (ATP-PCr system, lactic acid system, acid system) are used in this study. The maximum limit of the ability of the physiology, the distribution system, 100m, 400m, 800m, 1500m, 100m, 400m, 800m, 1500m. The highest level of science and technology is available to the students who use mathematics to solve the problem of mathematics. The physiology is used for the information on physics and mathematics, the relationship between physics and mathematics, the concentration of ATP in the cells, the optimal theory of physics and mathematics, and the theory of optimal control. The Department of Mechanics and the Department of Mechanics are responsible for the integration of mathematical equations, equations, and physiology. In this paper, the differential equation is recorded, and the number of equations is calculated. The results show that the lactic acid in the short-distance distance is very important, and the lactic acid in the medium-distance range is very important. The results of the calculation, the results of the calculation and the results of the calculation.

项目成果

土居陽治郎: "身体運動のエナジェティクスとそのモデル化について" 国際武道大学紀要. 11. 45-54 (1995)

Yojiro Doi：“论物理运动的能量学及其建模”国际武道大学公告 11. 45-54 (1995)。

高木英樹・土居陽治郎ら: "ランニングにおける最適ペース配分に関する研究-エネルギー代謝からみた数学モデルの構築-" スポーツ産業学研究. 5-2. 45-54 (1995)

Hideki Takagi、Yojiro Doi 等：“跑步中最佳配速分布的研究——从能量代谢的角度构建数学模型”《体育产业研究》5-2（1995）。