私たちの研究は、ステップ幅がランニング中の下肢の生体力学にどのように影響するかに焦点を当てています。ステップ幅の変化が関節の負荷、安定性、筋肉の協調にどのように影響するかを探ります。その最終的な目標は、ランナーが理想的な歩幅を見つけることで、パフォーマンスを向上させ、怪我のリスクを減らすことです。
モーションキャプチャーの技術は、技術の急速な発展と高度な学際的アプローチにより、急速に進化してきました。たとえば、ラボでのトランジションマーカーベースのモーションキャプチャ、ビデオデータやウェアラブルを使用したAI駆動のマーカーレス技術などです。これらの手法は、さまざまなシナリオでの人間の動きの分析に役立ちます。
スポーツバイオメカニクスでは、マーカーレスモーションキャプチャ、ウェアラブルデバイス、バイオメカニクスシミュレーションなどの技術が研究を進めています。マーカーレスシステムは自然の動きを分析し、IMUやsmart aceなどのウェアラブルは継続的な時系列データを提供します。バイオメカニクスモデルとAI対応のプロセスデータ処理により、研究者は個別の戦略でパフォーマンスを最適化し、怪我のリスクを減らすことができます。
本研究では、下肢の生体力学におけるランニングステップ幅の変動について検討したいと考えています。ただし、適切に設計されたラボでの摂動されたステップ幅の条件は、周囲の環境の実際のシナリオでは再現できない場合があります。私たちの将来の研究では、女性ランナーや高齢者を含むさまざまな集団で、歩幅が下肢の生体力学にどのように影響するかを探ります。
ステップ幅の調整がパフォーマンスと怪我の予防に及ぼす長期的な影響を研究し、機械学習を使用して、ランニングバイオメカニクスを最適化するためのパーソナライズされた戦略を開発します。まず、トラッキングソフトウェアを開き、8台の赤外線カメラを初期化します。次に、カメラモードに切り替えて、左側のシステムリソースパネルを展開します。
8 台のカメラをすべて選択します。左側のパネルの[プロパティ]で設定を調整します。フラッシュ強度を0.95〜1、ゲインを1倍、グレースケールモードを自動に設定します。
[重心フィッティング]で、しきい値を0.2から0.4に、最小真円度比を0.5に、最大ブロブ高さを50に設定します。モーションキャプチャ領域の中央にマーカーを使用してTフレームを配置します。左側のツールバーから 8 台のカメラをすべて選択し直します。
右側のツールパネルでキャリブレーションを実行します。Tフレームリストから5つのマーカーワンドとTフレームキャリブレーションオブジェクトを選択します。次に、[カメラのキャリブレーション]オプションで、[スタート]ボタンをクリックします。
撮影範囲内でTフレームを前後に動かし、揺れる高さをカメラの焦点高さに合わせます。カメラの青いライトの点滅が止まったら停止します。ビューを 3D パースに切り替えて、T フレームをモーション キャプチャ領域の中央に戻します。
右側のパネルの[ボリューム原点の設定]オプションの下にある[スタート]ボタンをクリックします。次に、圧力プラットフォームを準備するために、埋め込まれたフォースプレートを1000ヘルツで同期させます。データ収集のためにプラットフォームをPCに接続します。
タイミングシステムの準備として、三脚にシングルビーム電子タイミングゲートを配置して、参加者がフォースプレートを通過する際の走行速度を記録します。追跡ソフトウェアを起動します。ツールバーから [新しいデータベース] を選択します。
[データ管理] セクションで、[新しい患者の分類] を選択します。次に、新しい患者。最後に、[新しいセッション]をクリックして、参加者情報データベースを設定します。
参加者に、片方の足がフォースプラットフォームに配置されるように、足を肩幅に開いて立つように指示します。腕は肩と平行に保持され、視線はまっすぐ前を向いています。左側のツールバーの[ライブ配信]をクリックします。
次に、表示インターフェースの分割水平ボタンを使用し、グラフィックを選択して軌道カウントを表示します。次に、[開始]をクリックしてデータ収集を開始し、ポジションを10秒間保持します。[Stop] をクリックして、静的キャプチャを完了します。
参加者に 2 つの力のプラットフォームがある直線の道に沿って自然に歩くように指示し、左足をプラットフォーム A に置き、右足を B.To プラットフォームに置き、試行の成功を評価し、1 回のランを完了するまでの時間が毎秒 3 メートルで 0.95 秒から 1.05 秒の間、または秒速 3.7 メートルで 0.76 秒から 0.86 秒の間にあるかどうかを確認します。参加者に、2つのフォースプラットフォームのある直線の道を秒速3.7メートルで走るように指示します。好ましいステップ幅を測定するには、5つのステップ幅の条件に対応する異なる色のテープでフォースプラットフォームをマークします。
前方を意識しながらまっすぐ歩くよう参加者に指示します。ランニング中の股関節の外転と外転の角度は、さまざまなステップ幅と速度で一貫したパターンを示し、最近のランニング研究の結果を裏付けています。
