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今後の展望

ドキュメント内 修 士 学 位 論 文 (ページ 57-62)

本研究の今後の展望としては2点挙げられる.

1点目はフレームに用いられる材料と,本シミュレーションに入力するばね定 数との関係性を明らかにすることである.本研究では入力するばね定数と材料 特性の関係性が不明確なため,実際に行われたフレームの剛性試験をシミュレ ーションで再現し,実験結果に合致するようにばね定数を探索し,合致したばね 定数が実験に用いられた材料と定義した.しかし,この場合シミュレーションし たい材料があるたびに実際の剛性試験を行わなければならない.そのため,材料 特性と本シミュレーションとの関係性を明らかにすることで材料による違いを 比較できるシミュレーションを作成することができる.

2点目は評価関数の重み係数の決定である.今回は試行錯誤的に重み係数を定 めたが,最終的な結果として剛性が低い方が比較的評価関数が低くなってしま った.この点を科学的根拠に基づき,関節負荷項と推進力項の重みのバランスを 決定することでより精確な最適値を算出できると期待できる.

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参考文献

(1) 星川秀利,中本洋平,藤本浩志,玉木啓一,村岡功,サドル高の低下がペダ リング運動時の膝関節に及ぼす影響,体力科学,Vol. 51(2002),p755.

(2) G.P. millet, C. Tronche, N. Fuster, R. Candau, Level ground and uphill cycling efficiency in seated and standing positions, Medicine and science in sports and exercise, Vol. 34(2002), pp. 1645-52.

(3) Shennum, P. L. and de Vries, H. A. , The effect of saddle height on oxygen consumption during bicycle ergometer work, Med. Sci.in Sports,Vol. 8 (1976), pp. 119-121.

(4) J.C.Martin, W.W.Spirduso, Determinants of maximal cycling power:

crank length, pedaling rate and pedal speed, European Journal of Applied Physiology, Vol. 84(2001), pp. 413-418.

(5) Hull M. L. and Gonzales H., Binariate optimization of pedaling rate and crank arm length in cycling, J. Biomechanics, Vol. 21(1988), pp. 839-849.

(6) Gonzales, H. and Hull, M. L., Multivariable optimization of cycling biomechanics. J. Biomechanics, Vol. 22(1989), pp. 1151-1161.

(7) 下田 昌利,近藤 晃,劉 陽,感性と構造特性を評価関数とする自転車フレ ームの最適設計,日本機械学会論文集,Vol. 79(2013),pp. 13-26.

(8) Joachim V. , Ives D. B. , Mia L. , Wim V. P. , Development of a multi-directional rating test method for bicycle stiffness, Procedia Engineering, Vol. 72(2014), pp. 321-326.

(9) Derek C. , Steven B. , Eddy E. , Mark M. , Richard M. , Tim K. , Parametric finite element analysis of bicycle frame geometries, Procedia Engineering, Vol. 72(2014), pp. 441-446.

(10) 赤羽秀徳,青木和夫,星川秀利,ペダリング動作時の足関節底屈・背屈

運動の違いが下肢の関節ダイナミクスおよびクランクトルクに及ぼす影響,

56

体力科学, Vol. 48(1999), pp. 547-558.

(11) Neptune, R.R., Hull, M.L., Evaluation of performance criteria for simulation of submaximal steady-state cycling using a forward dynamic model, Journal of Biomechanical Engineering, Vol. 120(1998), pp. 334-341.

(12) 大川善邦,佐藤政次,機械設計のためのモデルベース開発入門,オーム

社(2007),pp. 15-57.

(13) Winter, D.A., 長野明紀, 吉岡伸輔(編),バイオメカニクス 人体運動

の力学と制御[原著第4版] , ラウンドフラット(2011), p.86.

(14) 阿江通良,湯海鵬,横井孝志,日本人アスリートの身体部分慣性特性の

推定(第1部形態と運動の計測),バイオメカニズム,Vol. 11(1992), pp.23-33.

(15) Davy, D.T., and Audu, M.L., A dynamic optimization technique for predicting muscle forces in the swing phase of gait, Journal of Biomechanics, Vol.20, No. 2 (1987), pp.187-201.

(16) 青木慶,山崎信寿,直立2足歩行における関節受動抵抗の意義,バイオ

メカニズム,Vol. 9 (1998),pp. 112-147.

(17) D.G. Thelen, Adjustment of muscle mechanics model parameters to simulate dynamic contractions in older adults, Transactions of the ASME, Vol. 125(2003), pp. 70-77.

(18) 独 立 行 政 法 人 製 品 評 価 技 術 基 盤 機 構 人 間 特 性 デ ー タ ベ ー ス http://www.tech.nite.go.jp/human/jp/contents/cindex/database.html (2018/12/21参照)

(19) Astrand, P.O., and Ryhming, I., A nomogram for calculation of aerobic capacity (physical fitness) from pulse rate during sub-maximal work, J. of Applied Physiology, Vol.7(1954), pp. 218‒221.

(20) Patterson R. P. and Moreno M. I. , Bicycle pedaling forces as a function

57

of pedaling rate and power output. Med. Sci. Sports Exerc. ,Vol.

22(1990),pp. 512-516.

(21) Sargeant A. J. , Human power output and muscle fatigue, Int. J.

Sports Med., Vol. 15(1994),pp. 116-121.

(22) 星川秀利, 玉木啓一, 藤本浩志, 木村祐一, 斉藤浩一, 佐藤吉郎, 中村好

男, 村岡功, ペダリング運動時の下肢関節トルクにおけるサイクリストと非 サイクリストの比較, 体力科学, Vol. 48(1999), pp. 547-558.

(23) 石 村 裕 次 郎 , 重 回 帰 分 析 の グ ラ フ 表 現 法 , 計 算 機 統 計 学 ,Vol.

26(2013),pp. 93-103.

(24) BRIDGESTONE ホ ー ム ペ ー ジ

(http://www.anchor-bikes.com/fittingsystem/) (2018年1月16日参照)

(25) 川田昌克,西岡勝博,森北肇,MATLAB/Simulinkによるわかりやすい

制御工学,森北出版株式会社,pp. 89-107,2001.

(26) 石井泰光,近藤美子,黒川剛,山本正嘉,自転車競技選手における 250m

タイムトライアルと 10 秒間の全力ペダリング能力との関係,スポーツパフ ォーマンス研究,Vol. 6(2014),pp. 161-174.

(27) 石井泰光,黒川剛,荒木就平,山本正嘉,高校生と大学生の自転車競技

選手における下肢と体幹の筋厚が実走および固定自転車でのスプリント能 力に及ぼす影響,体力科学,Vol. 65(2016),pp. 327-335.

(28) 赤羽秀徳,青木和夫,星川秀利,ペダリング動作時の足関節固定が下肢

運機能に及ぼす影響,人間工学,Vol. 39(2003),pp. 169-179.

(29) 藤下雅裕,ペダリング上達への道,サイクルスポーツ,Vol. 11(1999),

pp. 48-52.

(30) Nordeen-Snyder, K.S., The effect of bicycle seat height variation upon oxygen consumption and lower limb kinematics, Medicine and Science in Sports and Exercise, Vol. 9(1977), pp. 113-117.

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謝辞

本研究を進めるにあたり,終始ご指導を賜りました指導教員の長谷和徳教授 に厚く御礼申し上げます.

ならびに,本論文の副査として,小口俊樹先生,本田智先生にもご指導頂きま したことを深く御礼申し上げます.

また,本研究に関し,御指導・御協力を賜りました内田和男様に深く感謝申し 上げます.

最後に研究室ゼミなどで様々な御助言を頂きました吉田真助教,林祐一郎助 教をはじめ,終始たくさんのことで笑い合った人間機械システム研究室のM2の 同期やたくさんの飲み会に付き合って頂いた人間機械システム研究室 M1,B4 の方々のおかげで楽しく有意義な研究室生活を送ることが出来ました.誠にあ りがとうございました.

2019年2月

ドキュメント内 修 士 学 位 論 文 (ページ 57-62)

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