スポーツ連成問題のモデル化とその最適化手法の確立
【研究分野】スポーツ科学
【研究キーワード】
スポーツ工学 / 連成問題 / 飛行力学 / 用具最適化 / スキル最適化 / 連成最適化 / 筋骨格シミュレーション / 用具とスキル / 同時最適化 / EI値 / 最適化 / 空力 / 筋骨格モデル / 風洞試験 / 多目的最適化 / CFD / MSBS / 最適設計
【研究成果の概要】
人とモノが連成して，最高のパフォーマンスを発揮するような最適用具と最適スキルを提案できる手法を確立した．すなわち筋骨格シミュレーションと飛翔軌跡シミュレーションを同時に行い，遺伝的アルゴリズムによりパレート解（多目的最適化の最適解群）を得る方法の確立である．
具体的な成果は，安全性，改修費，面白いゲームの演出を目的としたクラレ蔵王シャンツェ（ジャンプ台）の最適設計，飛距離最大を目的とした円盤形状の最適設計，競技用車いすの最適設計等である．ジャンプ台や円盤は，提案した形状が実際に採用された．前者では，毎年，世界最高峰のワールドカップ大会が開催されている．後者では，14年ぶりに日本記録が更新された．
【研究の社会的意義】
本研究成果の学術的意義は，スポーツ関連分野ながら、これまで交流の少なかった異なる学問分野間の連成問題をモデル化し，最適解を求める手法を確立したことである．本研究では，真の意味での学際的融合をはかった．つまり，人間の筋活性度と関節角度等の関係を記述する連立微分方程式と飛翔等を記述する連立微分方程式を一挙に解く連成問題としてモデル化した．本手法は，スポーツ連成問題一般に適用可能で，「研究成果の概要」欄に上記した通り，全く別種のスポーツへ適応可能である．
【研究代表者】
【研究分担者】 |
| 浅井 武 | 筑波大学 | 体育系 | 教授 | (Kakenデータベース) |
| 大島 成通 | 名城大学 | 理工学部 | 准教授 | (Kakenデータベース) |
| 坂口 隆之 | 山形大学 | 地域教育文化学部 | 准教授 | (Kakenデータベース) |
| 仰木 裕嗣 | 慶應義塾大学 | 政策・メディア研究科(藤沢) | 教授 | (Kakenデータベース) |
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【研究連携者】 |
| 小西 康郁 | 東北大学 | 流体科学研究所 | 特任准教授 |
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【研究協力者】 |
| 木村 裕次 | |
| 鳴尾 丈司 | |
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【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2015-04-01 - 2019-03-31
【配分額】40,430千円 (直接経費: 31,100千円、間接経費: 9,330千円)