動かして学ぶバイオメカニクス

動かして学ぶバイオメカニクス #28　〜ヤコビ行列#2

概要 前章まではヤコビ行列の数学的背景を中心に述べた．身体運動におけるヤコビ行列は，手先速度と関節速度間の関係を記述することで，速度レベルでの運動の...

動かして学ぶバイオメカニクス #27　〜ヤコビ行列#1

概要 おそらくロボティクスの講義ではヤコビ行列について学ぶ機会があるだろう．ロボットにおいて，これは足先や手先と各関節間の運動学的・静力学的関係を記...

動かして学ぶバイオメカニクス #26　〜道具の慣性モーメント計測〜

概要 習熟した全身運動では道具が身体化されるという議論もある．一般に道具がパフォーマンスの最終出力位置に近く，道具の慣性は身体運動に強く拘束すること...

動かして学ぶバイオメカニクス #25　〜キック動作の全身解析 2〜

概要 引き続き，アメリカンフットボールのキック動作の解析例を示す．特に理論的な目新しさはないが，これまでの解析の復習と捉え，貴重なデータを用いて実際...

動かして学ぶバイオメカニクス #24　〜キック動作の全身解析 1〜

概要 身体運動の力学解析の全自動化を実現できないことはない．しかしフィルタリングの重み係数などの設定次第で解は大きく異り，パラメータ等の確認作業を省...

動かして学ぶバイオメカニクス#23　〜全身の角運動量とCOP（コード編）〜

概要 前章で述べた全身の角運動量の計算や，その物理的意味を理解していただけただろうか．長いが式はほぼ省略せず，一つ一つ追っていけるようにしたので，諦...

動かして学ぶバイオメカニクス#22　〜全身の角運動量とCOP〜

概要 フォースプレートで直接計測される力学量は力と力のモーメントで，これらは身体と地面（フォースプレート）間の相互作用で発揮される力である．そこでフ...

動かして学ぶバイオメカニクス#21　〜関節のインピーダンスの可視化〜

概要 こでまでのエネルギーに関する議論では，エネルギーの流れを可視化し（第16章），さらにその流れを構成する力ベクトルと速度ベクトルに分解した（第18章...

動かして学ぶバイオメカニクス#20　〜Google Colaboratoryの使い方〜

概要 紹介したPythonコードを確認したいが，Pythonの開発環境を整えることまでされたくないという方のために，このシリーズではコードをGoogle Colaboratory...

動かして学ぶバイオメカニクス#19　〜身体運動におけるインピーダンスマッチング〜

概要 大きな力を与えれば与えるだけだけ速度が大きくなると考えがちだ．しかし，暖簾に腕押しの状態では力は「有効に」伝わらない．エネルギーの伝わり具合は...

動かして学ぶバイオメカニクス#18　〜動力の力ベクトルと速度ベクトルへの分解〜

概要 前章では力学的エネルギーの流れを可視化した．そのエネルギーは方向を持たないスカラ量である．解析する上でこれは都合が悪い．スカラでは３次元空間で...

動かして学ぶバイオメカニクス#17　〜動力伝達の可視化〜

概要 全身に作用する力とトルクが力学的なエネルギーの流れをもたらすことを前章で示した．トルクと異なり，実質的な運動の効果はこのエネルギーの変化のほう...

動かして学ぶバイオメカニクス#16　〜動力の伝達〜

概要 特にロボットの運動との対比を考えると，恐らく身体運動を最もヒトたらしめるものは効率で，運動を行う上でこの呪縛からは逃れられないだろう．ただし，...

動かして学ぶバイオメカニクス#15　〜3Dでスティックピクチャを動かす〜

概要 今回は数理的な話題はお休みとし，アニメーションを動かすようにインタラクティブにデータを表示する方法を示す．アイデアやPythonの知識次第で，いろい...

動かして学ぶバイオメカニクス#14　〜関節に作用するトルクの物理的意味〜

概要 多体系の合成の「ニュートンの運動方程式」の物理的意味は明瞭である．もし床反力が身体に作用しているなら，床反力が操作できる唯一の外力となり，それ...

動かして学ぶバイオメカニクス#13　〜全身の力学解析（補足）〜

概要 前章でコードを全て示した．ここでは，第11章と第12章を振り返りながら，力学計算とコードについて補足する 目次 オイラーの運動方程式の解法 座標変換...

動かして学ぶバイオメカニクス#12　〜全身の力学解析（コード編）〜

概要 このシリーズの目的を「関節に作用するトルクを計算すること」としたことを反省している．その計算コードの構築を通して，身体の力学の物理的意味を理解...

動かして学ぶバイオメカニクス#11　〜全身のオイラーの運動方程式〜

概要 このシリーズので目標は，関節に作用するトルクを計算することであったが，この章で，オイラーの運動方程式を解きニュートン・オイラー法で並進力と回転...

動かして学ぶバイオメカニクス#10　〜角速度ベクトル〜

概要 オイラーの運動方程式の計算においては，前回の姿勢角度行列から角速度ベクトルを計算し，慣性モーメントとその角速度ベクトルから慣性力を計算すること...

動かして学ぶバイオメカニクス#9　〜身体各部の座標系〜

目次 身体座標系（ローカル座標系）の定義 そもそも座標系とは 座標系の原点定義 姿勢定義 上肢と下肢の座標系の定義 体幹・頭部の座標系の定義 動かして学ぶ...