Microsoft Word - pr _nakashima.docx

Similar documents
研 究 の 背 景 ロンドンオリンピックにおける 日 本 競 泳 陣 の 活 躍 は 記 憶 に 新 しいところですが 日 本 人 トップスイ マーは 体 格 で 劣 るハンディキャップを 泳 ぎの 技 術 で 克 服 し 世 界 と 戦 ってきました 水 中 での 推 進 技 術 を 高 めること

研究の背景これまで, アルペンスキー競技の競技者にかかる空気抵抗 ( 抗力 ) に関する研究では, 実際のレーサーを対象に実験風洞 (Wind tunnel) を用いて, 滑走フォームと空気抵抗の関係や, スーツを含むスキー用具のデザインが検討されてきました. しかし, 風洞を用いた実験では, レー

報道関係者各位 平成 26 年 5 月 29 日 国立大学法人筑波大学 サッカーワールドカップブラジル大会公式球 ブラズーカ の秘密を科学的に解明 ~ ボールのパネル構成が空力特性や飛翔軌道を左右する ~ 研究成果のポイント 1. 現代サッカーボールのパネルの枚数 形状 向きと空力特性や飛翔軌道との

報道関係者各位 平成 29 年 10 月 30 日 国立大学法人筑波大学 ディンプル付きサッカーボールの飛び方 ~サッカーボール表面におけるディンプル形状の空力効果 ~ 研究成果のポイント 1. サッカーボール表面のディンプル形状が空力特性に及ぼす影響を 世界に先駆けて示しました 2. サッカーボー

報道関係者各位 平成 24 年 4 月 13 日 筑波大学 ナノ材料で Cs( セシウム ) イオンを結晶中に捕獲 研究成果のポイント : 放射性セシウム除染の切り札になりうる成果セシウムイオンを効率的にナノ空間 ナノの檻にぴったり収容して捕獲 除去 国立大学法人筑波大学 学長山田信博 ( 以下 筑

平成 26 年 8 月 21 日 チンパンジーもヒトも瞳の変化に敏感 -ヒトとチンパンジーに共通の情動認知過程を非侵襲の視線追従装置で解明- 概要マリスカ クレット (Mariska Kret) アムステルダム大学心理学部研究員( 元日本学術振興会外国人特別研究員 ) 友永雅己( ともながまさき )

報道機関各位 平成 27 年 8 月 18 日 東京工業大学広報センター長大谷清 鰭から四肢への進化はどうして起ったか サメの胸鰭を題材に謎を解き明かす 要点 四肢への進化過程で 位置価を持つ領域のバランスが後側寄りにシフト 前側と後側のバランスをシフトさせる原因となったゲノム配列を同定 サメ鰭の前

Microsoft PowerPoint - Š’Š¬“H−w†i…„…C…m…‰…Y’fl†j.ppt

車体まわり非定常流れの制御による空気抵抗低減技術の開発 プロジェクト責任者 加藤千幸 国立大学法人東京大学生産技術研究所 著者加藤千幸 * 1 鈴木康方 * 2 前田和宏 * 3 槇原孝文 * 3 北村任宏 * 3 高山務 * 4 廣川雄一 * 5 西川憲明 * 5 * 1 国立大学法人東京大学生産

粒子画像流速測定法を用いた室内流速測定法に関する研究

isai300413web.indd

<4D F736F F D20322E CA48B8690AC89CA5B90B688E38CA E525D>

Flow Around a Circular Cylinder with Tangential Blowing near a Plane Boundary (2nd Report, A Study on Unsteady Characteristics) Shimpei OKAYASU, Kotar

2 図微小要素の流体の流入出 方向の断面の流体の流入出の収支断面 Ⅰ から微小要素に流入出する流体の流量 Q 断面 Ⅰ は 以下のように定式化できる Q 断面 Ⅰ 流量 密度 流速 断面 Ⅰ の面積 微小要素の断面 Ⅰ から だけ移動した断面 Ⅱ を流入出する流体の流量 Q 断面 Ⅱ は以下のように

Microsoft Word - 博士論文概要.docx

Microsoft PowerPoint - 第3回MSBS研究会.pptx

省エネデバイスを考慮した舶用プロペラまわりのキャビテーション数値解析,三菱重工技報 Vol.49 No.1(2012)

Microsoft Word - 01.docx

Chapter 1

PRESS RELEASE (2015/10/23) 北海道大学総務企画部広報課 札幌市北区北 8 条西 5 丁目 TEL FAX URL:

数値流体解析 (CFD) によるスプレー性能の最適化ブリテン No.J955A 数値流体解析 (CFD) による スプレー性能の最適化


ポイント 〇等価尺度法を用いた日本の子育て費用の計測〇 1993 年 年までの期間から 2003 年 年までの期間にかけて,2 歳以下の子育て費用が大幅に上昇していることを発見〇就学前の子供を持つ世帯に対する手当てを優先的に拡充するべきであるという政策的含意 研究背景 日本に

★索引.indb

放射線照射により生じる水の発光が線量を反映することを確認 ~ 新しい 高精度線量イメージング機器 への応用に期待 ~ 名古屋大学大学院医学系研究科の山本誠一教授 小森雅孝准教授 矢部卓也大学院生は 名古屋陽子線治療センターの歳藤利行博士 量子科学技術研究開発機構 ( 量研 ) 高崎量子応用研究所の山

PowerPoint Presentation

Microsoft PowerPoint - 発表II-3原稿r02.ppt [互換モード]

可視化用流動パラフィン供給装置の製作

的な記憶を使って素早く学習しますが 練習時間が長くなると長期的な記憶を使い 長く記憶を残せるようになります 例えば いちど練習してできるようになった運動のやり方を忘れてしまっても 2 回目に練習するときは 1 回目より早くできるようになります これは 短期の記憶が失われても 長期の記憶が残っているか

RCDIGITAL

報道関係者各位 平成 29 年 1 月 17 日 国立大学法人筑波大学 短時間の運動で記憶力が高まる ヒトの海馬が関連する機能の働きが 10 分間の中強度運動で向上! 研究成果のポイント 分間の中強度運動によって 物事を正確に記憶するために重要な 類似記憶の識別能力 が向上することを ヒ

初級/発刊に寄せて・改定にあたって(第2次)

No



株式会社日清製粉グループ本社 第158期中間事業報告書

スライド 1

報道発表資料 2008 年 11 月 10 日 独立行政法人理化学研究所 メタン酸化反応で生成する分子の散乱状態を可視化 複数の反応経路を観測 - メタンと酸素原子の反応は 挿入 引き抜き のどっち? に結論 - ポイント 成層圏における酸素原子とメタンの化学反応を実験室で再現 メタン酸化反応で生成

r



301-A2.pdf


,2 4. [17, 18] : : 102

Microsoft PowerPoint - 三次元座標測定 ppt

( 様式 4) 二国間交流事業共同研究報告書 平成 29 年 4 月 27 日 独立行政法人日本学術振興会理事長殿 共同研究代表者所属 部局 日本大学 理工学部 ( ふりがな ) なかはらあきお職 氏名教授 中原明生 1. 事 業 名相手国 ( ハンガリー ) との共同研究 振興会対応機関 ( HA

学位論文の要約

Microsoft Word - 01.doc

多摩のかけはしNo98 表1表4色

研究の背景私たちの日常生活においては モノを持つ ドアを開ける 高いところにあるモノをとる 料理をする 自動車の運転をするなど 様々な活動の過程で視覚情報に基づき五指と上肢の協調的な運動を行っています 健常な人においては特に意識をしなくても使うことができる機能です しかし 協調的な運動をするための機

2008 年度下期未踏 IT 人材発掘 育成事業採択案件評価書 1. 担当 PM 田中二郎 PM ( 筑波大学大学院システム情報工学研究科教授 ) 2. 採択者氏名チーフクリエータ : 矢口裕明 ( 東京大学大学院情報理工学系研究科創造情報学専攻博士課程三年次学生 ) コクリエータ : なし 3.

VLSI工学

untitled


生物時計の安定性の秘密を解明

( ), ( ) Patrol Mobile Robot To Greet Passing People Takemi KIMURA(Univ. of Tsukuba), and Akihisa OHYA(Univ. of Tsukuba) Abstract This research aims a

2016 Star Japanese Conference


エラー動作 スピンドル動作 スピンドルエラーの計測は 通常 複数の軸にあるセンサーによって行われる これらの計測の仕組みを理解するために これらのセンサーの 1つを検討する シングル非接触式センサーは 回転する対象物がセンサー方向またはセンサー反対方向に移動する1 軸上の対象物の変位を測定する 計測

統合失調症発症に強い影響を及ぼす遺伝子変異を,神経発達関連遺伝子のNDE1内に同定した

2014 年電子情報通信学会総合大会ネットワークシステム B DNS ラウンドロビンと OpenFlow スイッチを用いた省電力法 Electric Power Reduc8on by DNS round- robin with OpenFlow switches 池田賢斗, 後藤滋樹

SICE東北支部研究集会資料(2011年)

鉱物と類似の構造を持つ白雲母の鉱物表面に挟まれた塩化ナトリウム (NaCl) 水溶液が 厚さ 1 ナノメートル ( 水分子約 3 個分の厚み ) 以下まで圧縮されても著しい潤滑性を示すことを実験的に明らかにしてきました しかし そのメカニズムについては解明されておらず 世界的にも存在が珍しいクリープ

Microsoft Word - 01.docx

Microsoft Word  OCT第二弾リリース_final案.doc

03マイクロ波による光速の測定

Microsoft Word - 3 生産(仕切り).doc

4. 発表内容 : 1 研究の背景 先行研究における問題点 正常な脳では 神経細胞が適切な相手と適切な数と強さの結合 ( シナプス ) を作り 機能的な神経回路が作られています このような機能的神経回路は 生まれた時に完成しているので はなく 生後の発達過程において必要なシナプスが残り不要なシナプス

Microsoft Word - プレス原稿_0528【最終版】

スライド 1

実験題吊  「加速度センサーを作ってみよう《

共同研究チーム 個人情報につき 削除しております 1

スライド 1

< 研究の背景 > 運動に疲労はつきもので その原因や予防策は多くの研究者や競技者 そしてスポーツ愛好者の興味を引く古くて新しいテーマです 運動時の疲労は 必要な力を発揮できなくなった状態 と定義され 疲労の原因が起こる身体部位によって末梢性疲労と中枢性疲労に分けることができます 末梢性疲労の原因の

関西大学インフォメーションテクノロジーセンター年報 第3号(2012)

する距離を一定に保ち温度を変化させた場合のセンサーのカウント ( センサーが計測した距離 ) の変化を調べた ( 図 4) 実験で得られたセンサーの温度変化とカウント変化の一例をグラフ 1 に載せる グラフにおいて赤いデータ点がセンサーのカウント値である 計測距離一定で実験を行ったので理想的にはカウ

屋根ブレース偏心接合の研究開発

PowerPoint Presentation

各学科 課程 専攻別開設授業科目 ( 教職関係 ) 総合情報学科 ( 昼間コース ) 中学校教諭 1 種免許状 ( 数学 ) 高等学校教諭 1 種免許状 ( 数学 ) 代数学 線形代数学第一 2 線形代数学第二 2 離散数学 2 応用代数学 2 オペレーションズ リサーチ基礎 2 数論アルゴリズム

isai indd

<4D F736F F D C668DDA94C5817A8AEE90B68CA45F927D946791E58BA493AF838A838A815B83585F8AB28DD79645>

16K14278 研究成果報告書

122011pp

p

Microsoft Word - 映画『東京裁判』を観て.doc

日経テレコン料金表(2016年4月)

B

73 p p.152


Microsoft Word - 田中亮太郎.doc

_Print

2

A p A p. 224, p B pp p. 3.

9

() L () 20 1

308 ( ) p.121

広報かみす 平成28年6月15日号

.

戦後の補欠選挙

スラヴ_00A巻頭部分

Transcription:

平成 25 年 6 月 19 日 国立大学法人筑波大学 国立大学法人東京工業大学 水泳におけるヒトの推進メカニズムを 水泳ロボットを用いて世界で初めて多角的に解明 研究成果のポイント 1. 北島康介選手をはじめ 世界で活躍するトップスイマーは効率よく水中で高い推進力を生み出しているはずだが その推進メカニズムはこれまで明らかにされてこなかった 2. ヒト型水泳ロボットを用い 流体力 圧力分布計測 流れの可視化を世界で初めて同時に実施し ヒトの推進メカニズムを多角的に解明した 3. 高い推進力発揮には 昆虫の飛翔などと同様に渦の発生が関与しており 非定常な力が作用することにより通常より大きな力が発生することが確認され 今後トップスイマーの泳技術改善への応用が期待される 国立大学法人筑波大学 学長永田恭介 ( 以下 筑波大学 という ) 体育系 系長中川昭 高木英樹教授らの研究グループは 水泳におけるヒトの推進メカニズムを世界で初めて多角的に解明しました 北島康介選手をはじめ 世界で活躍するトップスイマーは 効率よく水中で高い推進力を発揮していると思われますが その推進メカニズムはこれまで明らかにされて来ませんでした その理由は ヒトが泳いでいる時に手や足が生み出している推進力を正確に測る方法 - がなかったからです 加えて推進メカニズムを解明するためには 生み出された力だけでなく その発生源となる手や足に作用する圧力の分布や周りの水の流れの状態を精緻に把握すること必要ですが ヒトを対象とした実験では再現性のある正確なデータを得ることは困難でした そこで本研究では ヒト型水泳ロボットを用い 回流水槽でヒトの水泳動作を再現させ 流体力 圧力分布計測 流れの可視化を同時に実施することによって 水泳におけるヒトの推進メカニズムを明らかにしようとしました 分析の結果 手部の角度や速度を適切に変化させることで 手部周りに一対の渦が発生し その渦の効果により非定常な力が惹起され 通常よりも大きな推進力が生じる過程が明らかにされました この知見は トップスイマーの泳技術のさらなる改善に向けて応用されることが期待されます 本研究は 東京工業大学の中島求准教授および筑波大学システム情報工学系松内研究室との共同研究で イギリスのエルゼビア グループが発行する学術研究誌 Journal of Biomechanics 213 年 6 月 12 日号に掲載されました 1

研究の背景ロンドンオリンピックにおける日本競泳陣の活躍は記憶に新しいところですが 日本人トップスイマーは 体格で劣るハンディキャップを泳ぎの技術で克服し 世界と戦ってきました 水中での推進技術を高めることは大変重要なことですが 実はトップスイマーがどうやって高い推進力を生み出しているのか? そのメカニズムはよく分かっていませんでした その理由としては そもそもヒトが四肢を動かして泳いでいる時の推進力を正確に測定する方法が確定していない事が挙げられます 加えて 仮に推進力が推定できても その推進力がどうやって生まれるのかを解明するには 推進力の発生源となる手や足に作用する圧力や周りの水の流れの状態を正確に把握する必要があるわけですが ヒトを用いた実験では 再現性のある正確なデータを得ることは困難でした 推進メカニズムを解明するためには 泳動作中の推進力 圧力分布 流れの可視化を正確かつ同時に計測できるシステムを構築する必要がありました 研究内容と成果本研究では 東京工業大学の中島研究室 筑波大学システム情報工学系の松内研究室 筑波大学体育系の高木研究室の三者が協力し 独自の技術を持ち寄ることで 水泳運動における推進メカニズムを解明するための新たな計測システムを構築しました 具体的には 中島研究室の開発したロボット ( 図 1) 1 を用い 筑波大学の回流水槽においてヒトの泳ぎを再現させ 手部で生み出された推進力を測定しました また松内研究室が培った粒子画像流速計測技術 2 を導入し 泳動作中の手部周りの流れ場を解析し 流速分布や渦の発生状況を可視化しました さらに高木研究室が開発した圧力分布計測技術 3 を利用して推進力の発生源となる手部周りの圧力分布を計測しました 3つの技術それぞれに 高いオリジナリティーを持つわけですが 本研究ではこれらの技術を三位一体とし 世界で初めて 水泳におけるヒトの推進メカニズムを多角的に解明することに取り組みました 実験の結果 大きな推進力が発揮される局面において 手部の周りに一対の渦発生が確認されました ( 図 2) その渦の作用によって手の甲側にジェット流が生まれ その流れが手の甲側の圧力低下を引き起こすと要因となっていると考えられます ( 図 3) このように手の甲側の圧力が低下すると手のひら側との圧力差が拡大し 結果的に物体に作用する力が大きくなるのです このような渦による非定常な流体力の発揮は 昆虫などでは確認されていましたが 本研究により ヒトの水泳運動においても起こる事が明らかとなりました 今後の展開今後は 水泳ロボットの動作を様々に変化させ どのような動きをさせた時に推進力がより大きくなり その時どんな流体力学的現象が起きているのかの解明を進め 泳技術のさらなる改善へ応用していきます 最終的には 世界最速の泳ぎを実現させるための究極の泳技術の確立を目指しています 本研究は 日本学術振興会の科学研究費補助金の支援により実施しました 2

参考図 図 1 水泳ロボット 5つの自由度を持ち 内蔵されたモータをコンピューターで制御することで ヒトの水泳運動を再現することができます 各関節には歪計が取り付けられており 力およびモーメントが計測可能です ( 東京工業大学中島研究室作製 ) 3

.4 s2 x = -.34.4 s2 x = -.34.3 Maximal vorticity Little finger.3 Thumb Minimal vorticity -.5 -.4 -.3 - - -.5 -.4 -.3 - -.4 s2 x= -.313.4 s2 x = -.313.3.3 -.5 -.4 -.3 - - -.5 -.4 -.3 - -.4 s2 x = -79.4 s2 x = -79.3.3 -.5 -.4 -.3 - - -.5 -.4 -.3 - - 図 2 泳運動中に最大の推進力が発揮された局面における流れ場の様子 6つの図の内 右の列は手部周りの水の流れの速度分布を示しており 左の列は渦度を示している 青色は右回り 赤色は左回りの渦を示し その濃さは渦の強さを表している また上段から中段 下段へと.7 秒ごとの変化を示し 中段から下段にかけて 推進力が最大となった 4

図 3 推進力が最大となった局面での流れ場の詳細手部から放出された渦 ( 赤色 :Shedding vortex) と手の甲側に付着した渦 ( 青色 :Attached vortex) が対を成して存在していることがわかる この渦対は互いに反対方向に回転しているので 渦の間にジェット流が発生し 青色の右回りの渦は 手の甲側に回り込みながら回転をしている その渦流れによって手の甲側の圧力は大きく低下し 通常の状態より大きな流体力 (Drag Lift) が発生していると推察される これらの力を非定常流体力と呼ぶ 5

用語解説 注 1 ヒト型の水泳ロボットを開発した Nakashima, M., Takahashi, A., Year Measurement of Unsteady Fluid Force Acting on Limbs in Swimming Using a Robot Arm. In International Society of Biomechanics XXI. Taipei International Convention Center, Taiwan. 2 ヒトの水泳時における推進局面を初めて可視化した Matsuuchi, K., Miwa, T., Nomura, T., Sakakibara, J., Shintani, H., Ungerechts, B.E., 29. Unsteady flow field around a human hand and propulsive force in swimming. Journal of Biomechanics 42, 42-47. 3 ヒトの水泳時における手部の圧力分布を初めて計測した Takagi, H., Wilson, B., 1999. Calculating hydrodynamic force by using pressure differences in swimming, in: Keskinen, K.L., Komi, P.V., Hollander, A.P. (Eds.), Biomechanics and Medicine in Swimming VIII. Gummerus Printing, Jyväskylä, pp. 11-16. 掲載論文題名 : Unsteady hydrodynamic forces acting on a robotic hand and its flow field 日本語訳 : ロボットの手部に発生する非定常流体力とその流れ場著者 : 高木英樹 中島求 尾崎尚 松内一雄ジャーナル名 : Journal of Biomechanics 発行日 : 213 年 6 月 12 日 問合わせ先 高木英樹 ( たかぎひでき ) 筑波大学体育系教授 中島求 ( なかしまもとむ ) 東京工業大学大学院理工学研究科機械制御システム専攻准教授 6