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バスケットボールのフリースロー動作を科学する フォースプレートを活用した研究事例

びわこ学院大学 小野寺先生との共同研究。上級者と初心者の「力」の違いをデータで解明します。

いつもフォースプレート通信をご覧いただきありがとうございます!
本年も引き続き、皆さまの研究や取り組みに役立つ情報をお届けしてまいります。

今回は、フォースプレートを活用した研究事例をご紹介します!
テーマは、「バスケットボールのフリースロー」(びわこ学院大学 小野寺先生との共同研究)です。

分析ポイント

動作の基礎となる"力"を分析することで、1段上のパフォーマンス評価が可能になります。

さらに、センサやモーションキャプチャとの組み合わせで精緻な動作分析も可能です。

上級者と初心者の違いは顕著です。
その見方をご紹介します!

以下のグラフでは、フリースロー動作中の各種力データを時系列で比較しています。

青色 = 左足
オレンジ = 右足
上級者と初心者の比較グラフ全体(動画コマ+各種センサグラフ)
上級者(左)と初心者(右)のフリースロー動作全体比較。動画コマと各種力データの時系列グラフを同時表示。
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Analysis 01

垂直力(Fz)の違い

垂直力(Fz)は、プレートに対して上下方向にかかる力です。フリースロー動作における「力のため」と「体重移動の安定性」を読み取ることができます。

  • 上級者は、しゃがんだ際にしっかり力をため(赤丸箇所)
  • シュート後もプレート上に体重が残り安定している(緑丸箇所)
グラフ上の▲マークは上部写真のコマに対応しています。動画との時刻同期も可能です!
上級者
約950N
小さな力で
効率よくシュート
初心者
約1100N
大きな力を
使ってシュート

初心者と比べて、上級者の方が出力が小さく、大きな力を使わずにシュートできていることがわかります。

垂直力(Fz)比較グラフ:上級者と初心者
垂直力(Fz)グラフ比較。左:上級者(赤丸=力のため、緑丸=体重残留)、右:初心者
2
Analysis 02

前後の足圧中心(COP)の違い

足圧中心(COP: Center of Pressure)は、足底にかかる圧力の重心位置を示します。左右の体重バランスと重心移動のパターンが明確に現れます。

左右の重心位置

  • 上級者は左が後ろ、右が前(ゴールに対して体を斜めに使っている)
  • 初心者は左右が同じ(ゴールと正面から向き合っている)

重心移動の大きさ

上級者
約10cm
コンパクトな
重心移動
初心者
約20cm
大きな
重心移動

上級者は体を斜めに使い、重心移動を最小限に抑えた効率的なフォームでシュートしていることがわかります。

前後の足圧中心(COP)比較グラフ
COPy(前後方向の足圧中心)グラフ比較。左:上級者(移動量小)、右:初心者(移動量大)
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Analysis 03

並進力(Fx)の違い

並進力(Fx)は、プレートに対して前後・左右方向にかかる水平力です。スタンス(構え)の段階から、どのように力を使っているかが明確に現れます。

  • 上級者はFxの外向きの力をスタンス段階から大きく使っている
  • シュート時の出力も滑らか(赤丸箇所)

上級者は準備段階から体全体を使って力を生み出しており、シュート動作がよりスムーズで一貫していることが数値からも読み取れます。

Fz(垂直) Fx(並進) Fy PLATE 上級者 スタンスから Fx大きく使用 → 滑らかな出力

フォースプレートで計測できる力の方向(Fz:垂直力、Fx:並進力、Fy:横方向力)

並進力(Fx)比較グラフ
並進力(Fx)グラフ比較。左:上級者(赤丸=スムーズな出力)、右:初心者

今回は、フォースプレートの結果をイメージしやすいように上級者と初心者の動作の違いをご紹介しました。

実際の研究では、IMUセンサやインソール型の足圧センサを組み合わせて逆動力学解析を行っています。
"熟練度"による差はもちろん、"再現性"といった競技力に直結する指標を、力の伝達の観点から研究しています。
これらの成果は日本バスケットボール学会やSHD(スポーツヒューマンダイナミクス)学会でも発表しています。

今回はバスケットボールを例に取り上げましたが、可搬式で研究にも活用できる高精度なフォースプレートの強みを活かし、
今後も多くの競技や幅広い研究分野への貢献を目指してまいります。

研究内容やフォースプレートにご興味のある方は、ぜひお気軽にお問い合わせください。

共同研究のご紹介

フォースプレートのバスケ動作への活用について、
びわこ学院大学 小野寺恵介先生と共同研究を行っています。

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