スポーツ×科学

一流のスポーツ選手の動きを目にすると、「きっと、体が本能的に動くんだろう」「本人にしかわからない感覚があるのかも」と、つい思ってしまうもの。しかし、丸山剛生先生は、「スポーツこそ、科学的に分析するのに適した研究対象」と語ります。

「スポーツに限らず、人間の動作は、物理学の知識で数値化して、分析することができます。たとえば、ゴルフのショットでは、クラブがボールに当たる位置や角度、スイングのスピードなどを計算すれば、打ち出されるボールの軌道が、ある程度計算できます」

同じように、野球のピッチャーが、ボールを投げるという動作も、物理的に分析できます。「ピッチャーの投球は、肩や腕、手首といった関節を中心とした回転運動です。身体の中心から指先まで、徐々にスピードを高めることで、速い球を投げられます」

丸山先生の現在の研究テーマは、スポーツシューズの性能評価です。「靴底に特殊な中敷きを入れることで、着地したときの衝撃を吸収して、靴を履く人の骨や筋肉への負担を軽減させます。その一方で、地面からの反発力を高めて、競技力を向上させたり、できるだけ軽量化することも考えます。これは、あるシューズメーカーとの共同研究です。評価にあたっては、『走るという動作はどういうことなのか』『体のどの部分にどんな力がかかるのか』といったことを分析します」

これまでの研究成果が注目されて、プロのスポーツ選手の調査を頼まれることも。「あるテレビ局から頼まれて、横綱の強さについて、調べたことがあります。調査してわかったのは、横綱は床に対して、いつも垂直に重心がかかっているということです。ほかの力士は、少しバランスが悪い姿勢になると、重心が床に対して斜めになりがち。しかし、横綱だけは、高々と足を上げて四股を踏んでも、重心が真っ直ぐなまま。重心を垂直に保つことは、横綱自身も意識しているそうです。それが、体の安定につながり、強さの理由のひとつとなっています」

この調査は、床反力計(床が足の底面を押す力を測る装置)とモーションキャプチャシステムという装置を使って行われました。たくさんの床反力計が敷きつめられた実験室は、日本では稀少で、限られた研究施設にしかありません。丸山先生は、さまざまな装置を駆使して、バレリーナの踊りやミュージシャンのドラムのスティックさばきを解析したこともあります。

「私が、いろいろな研究を通して、『難しい』と感じるのは、研究対象が生きている人であるという点です。たとえば、実験を行ってデータを取る際、被験者が『これは実験だ』と強く意識してしまい、動作がぎこちなくなるケースがあります。しかしそれでは、必要なデータは得られません。ですから、歩行実験であれば、センサーを隠して実験を行うなどの工夫をしています。手間がかかっても、正確さを追求するように心がけていますね」

一方、研究室の学生に向けては、スポーツ以外の分野にも目を向けるよう、呼びかけているそうです。「バイオメカニクスは、幅広い分野に可能性が広げられます。私の研究室の学生は、スポーツの分野に興味を持っている人が多いですが、勉強を進めるうちに、ほかの分野に興味が向く人もいます。たとえば、高齢者がイスから立ち上がるときの動作の特徴を分析したり、腰に負担のかからない人の抱え方を研究している学生などがいます。これらの研究は、介護や医療の分野で役立つ可能性があるでしょう」

研究室を卒業したOB・OGも、大学院で培った知識や考え方を仕事に生かしています。「自動車メーカーに就職した卒業生は、人間の『座る』という姿勢のメカニズムに着目して、長い時間腰を掛けていても疲れないシートの開発に携わっています。今、自分の研究を進めている学生にも、『学んだ内容を社会でどう生かすのか』という視点をしっかり持ってほしいですね」

東京工業大学
大学院社会理工学研究科
丸山剛生准教授
丸山剛生准教授

筑波大学大学院修士課程体育研究科修了。
東京工業大学の講師などを経て、現職。
人間の日常動作やスポーツ動作を解析し、
スポーツ用具の開発などに活用している。
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