矢内 利政 (ヤナイ トシマサ)

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所属

スポーツ科学学術院 スポーツ科学部

職名

教授

兼担 【 表示 / 非表示

  • 人間科学学術院   大学院人間科学研究科

  • スポーツ科学学術院   大学院スポーツ科学研究科

学内研究所等 【 表示 / 非表示

  • 2018年
    -
    2020年

    インテリジェント・パフォーマンスアナリティクス研究所   プロジェクト研究所所長

学歴 【 表示 / 非表示

  •  
    -
    1996年

    University of Iowa   身体運動科学  

  •  
    -
    1991年

    Indiana University, Bloomington   アスレチック・トレーナー学  

  •  
     
     

    中京大学   体育学部   体育学科  

学位 【 表示 / 非表示

  • University of Iowa   学術博士

経歴 【 表示 / 非表示

  • 2008年09月
    -
     

    教授 早稲田大学

  • 2004年04月
    -
    2008年08月

    教授 中京大学

  • 1997年02月
    -
    2004年01月

    Lecturer, University of Otago

  • 1996年05月
    -
    1996年07月

    Lecturer, University of Iowa

  • 1991年08月
    -
    1996年05月

    Teaching assistant, University of Iowa

 

研究分野 【 表示 / 非表示

  • スポーツ科学

研究キーワード 【 表示 / 非表示

  • バイオメカニクス

論文 【 表示 / 非表示

  • Forwards-backwards hand velocity induced by the upper trunk rotation in front crawl strokes and its association with the stroke frequency

    Shigetada Kudo, Yuji Mastuda, Toshimasa Yanai, Yoshihisa Sakurai

    Journal of Sports Sciences    2021年

     概要を見る

    The aim of this study was to determine the contribution of the upper trunk rotation consisting of roll-pitch-yaw to hand velocity in the forwards-backwards direction during front crawl strokes and to investigate the association of forwards-backwards hand velocity induced by the upper trunk rotation with stroke frequencies. Fifteen skilled swimmers with retro-reflective markers performed front crawl strokes in a swimming pool where a motion capture system was set. Forwards-backwards hand velocity solely induced by the upper trunk rotation was determined during the performance. In the pull and push phases, 28% and 19% of the backward hand velocity was induced by the upper trunk rotation, respectively, while 19% of the forward hand velocity resulted from the upper trunk rotation in the recovery phase. The upper trunk rotation contributed to the forwards-backwards velocity as much as the elbow joint and was the second primary source of backward hand velocity in the pull phase. The forwards-backwards hand velocity created by the upper trunk rotation was associated with the stroke frequencies (r = 0.56, p < 0.05). The forwards-backwards hand velocity induced by the upper trunk would influence hand propulsion and stroke frequency so that a swimmer and coach should consider this performance-enhancing variable.

    DOI

  • 野球の実用書に記された 『正しい』 流し打ち技法の数理的評価

    志村 芽衣, 宮澤 隆, 矢内 利政

    スポーツ科学研究   ( 17 ) 92 - 105  2020年

    CiNii

  • Accuracy and reliability of a method for measuring three-dimensional articular motions of the shoulder complex during swimming

    Tanghuizi Du, Toshimasa Yanai

    Sports Biomechanics    2020年

     概要を見る

    This technical report introduces a method for measuring the three-dimensional articular motions of the shoulder complex during swimming. Eleven collegiate swimmers performed front-crawl strokes at maximal effort and their shoulder motions were measured with an electromagnetic tracking device. Sensors were attached to the sternum, acromia and humeri to determine their relative positions and orientations. A cart carrying the components of the device was pushed back-and-forth along the poolside, so that the sensors attached to the swimmer could be detected within the electromagnetic field. The stroke-to-stroke reliability of the measured articular motions was determined for each swimmer. The accuracy of the device was tested by measuring the relative positions and orientations of multiple sensors fixed on a wooden stick moving above and below the water surface. The measured values were compared with pre-determined fixed values. The coefficient of variance for the joint angles between stroke cycles was <10% of the total range of movement. Within a range of 1282 mm from the transmitter, the root-mean-square error of measurement was 0.7° for orientation and 4 mm for position, both of which were superior to optical measurements. This method is accurate and reliable for measuring the kinematics of the shoulder complex during swimming.

    DOI

  • Contribution of upper trunk rotation to hand forward-backward movement and propulsion in front crawl strokes

    Shigetada Kudo, Yuji Mastuda, Toshimasa Yanai, Yoshihisa Sakurai, Yasushi Ikuta

    Human Movement Science   66   467 - 476  2019年08月

     概要を見る

    The study aims to test three hypotheses: (a) the rotation of the upper trunk consists of roll, pitch and yaw of frequencies harmonic to the stroke frequency of the front crawl stroke, (b) the rotation of the upper trunk generates back-and-forth movements of the shoulders, which enhances the movements of the stroking arms, and (c) the angular velocities of roll, pitch and yaw are associated with hand propulsion (HP). Front crawl strokes performed by twenty male swimmers were measured with a motion capture system. The roll, pitch and yaw angles about the three orthogonal axes embedded in the upper trunk were determined as three sequential Cardan angles and their angular velocities were determined as the three respective components of the angular velocity. HP and the drag and lift components of HP (HP and HP ) were estimated by the hand positions and the data from twelve pressure sensors attached on hands. The roll, pitch, and yaw angles were altered in frequencies harmonic to the stroke frequency during the front crawl stroke. Shoulders alternately moved back and forth due to the upper trunk rotation. In the pull phase the angular velocity of roll was correlated with HP (r = −0.62, p = 0.004). Based on the back-and-forth movements of the shoulders and roll motion relative to a hand movement, the arm-stroke technique of the front crawl swimming was discussed in terms of increasing the hand velocity and HP. D L L

    DOI PubMed

  • 『流し打ち』におけるバットの向きとボールインパクト位置の違いによる飛翔特性変化::野球のインパクトシミュレーション

    志村 芽衣, 宮澤 隆, 矢内 利政

    体育学研究   64 ( 2 ) 487 - 500  2019年

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    The purpose of this study was two-fold; to determine the optimum impact condition for maximizing flight distance toward the opposite field and to examine the influence of the bat angles at impact on the batted ball characteristics (speed, rotation, and angle immediately after impact) and the flight characteristics (distance, trajectory, and time). Various impact conditions were defined using 3 factors: the angles of the bat at impact projected to the horizontal and vertical planes, and the vertical inclination angle of the line of impact (the product of the sine of this angle and the radius of the ball determines the under-cut distance). Three-dimensional finite element analysis was used to construct a model of impact between a baseball and a wooden baseball bat and to conduct simulation analysis. The initial flight condition of the batted ball after the impact was determined for each simulated condition, and the flight distance was estimated from the initial flight condition. The results showed that a nearmaximum flight distance of 90-95 m was attained over a wide range of the opposite field when the bat head was not lowered substantially more than the grip-end. However, when the bat head was lowered substantially more than the grip-end, the flight distance attainable with the given impact condition decreased as the vertical bat angle increased, and the range of horizontal bat angle within which a great flight distance was attainable became narrower. The latter results suggest that a batsman needs to acquire a sophisticated technique with a greater precision of ball impact to hit a ball toward a given horizontal angle in the opposite field if the bat swing is characterized as lowering of the bat head to a large extent.

    DOI CiNii

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Misc 【 表示 / 非表示

  • アキレス腱モーメントアームの3次元計測と2次元計測の比較

    橋詰賢, 岩沼聡一朗, 赤木亮太, 金久博昭, 川上泰雄, 矢内利政

    体力科学   58 ( 6 ) 610  2009年12月

    J-GLOBAL

  • 新たな筋横断面積指標の確立

    赤木亮太, 矢内利政, 金久博昭, 福永哲夫, 川上泰雄

    第21回バイオメカニズム・シンポジウム予稿集     127 - 136  2009年

  • モーションキャプチャシステムによる上肢挙上時の肩甲骨3次元運動の推定

    近田彰治, 神事努, 矢内利政, 桜井伸二, 清水卓也

    バイオメカニクス研究   11 ( 4 ) 276 - 288  2008年04月

    J-GLOBAL

受賞 【 表示 / 非表示

  • New Investigator's Award

    1998年07月   International Society of Biomechanics in Sports  

共同研究・競争的資金等の研究課題 【 表示 / 非表示

  • 野球肘のリスク軽減とパフォーマンス維持を両立する投球動作の解明

    研究期間:

    2019年04月
    -
    2022年03月
     

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    野球選手に頻発する投球肘障害の発症原因が投球時に発生する肘関節内側部への力学的荷重(外反ストレス)であることは広く知られているものの、このストレスを軽減し野球肘を予防する効果的な実践方法は確立していない。本研究では、①投球時外反ストレスの増減と投球フォームとの関連を1投球毎のバイオフィードバックにより運動学習させる方法論を提案し、②運動学習過程で球速増大やストレス軽減に取り組んだ際の手部軌道の変化や複数関節運動の協調的変化を明らかにすることにより、③ストレスを軽減させる投球フォームやこれと球速の維持・増大を両立させる投球フォームの運動学的特徴およびそのメカニズムを明らかにすることである

  • 吸気筋と浮力の複合的観点からトップスイマーのパフォーマンス向上への挑戦

    研究期間:

    2016年04月
    -
    2018年03月
     

     概要を見る

    本研究の結果,1)吸気筋の活動様相は,これまでほとんどその1部しか考慮されていなかった吸気能力,flow rate,吸気量,吸気抵抗によって決定される,2)吸気による肺気量が小さくなると泳動作中のボディポジションは低下する,3)競泳競技の後半では吸気筋の筋疲労によって肺気量が低下することに起因してボディポジションが低下する,ことが明らかとなった.さらに,4)ボディラインスキャナによる身体形状情報と水中モーションキャプチャによる各セグメントの三次元位置情報を統括することにより,より精確な前方投影面積が算出できる技術を開発した.本研究の成果は,COPD患者や競泳アスリートを対象とした,呼吸筋機能を向上させるトレーニング時の呼吸パラメーター(呼吸抵抗の大きさ,flow rate, 吸気量等)の決定方法に一役買う.さらに,本研究で開発した競泳中の前方投影面積を簡便かつ精確に算出する方法論は,アスリートのさらなるパフォーマンス向上,もしくはスランプからの脱却を目指したトレーニング時の参考資料として活用できる.この工学技術は,選手やコーチに対し科学的サポーターとして有用であり,長年に渡り社会問題になっている体罰や理不尽な指導からの逸脱を可能にする.以上のことから本研究は学術的意義だけではなく,社会的意義もあると考えられる

  • 身体形状を正確に再構築する方法論を用いた泳動作解析:呼吸法の影響

    研究期間:

    2014年04月
    -
    2017年03月
     

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    本研究の目的は、遊泳中の選手の身体形状を正確に再構築するシステムを開発することにより、泳動作中の呼吸様式の違いによる身体形状変化が姿勢維持メカニズムや遊泳効率に及ぼす影響を分析することであった。延長期間を含めた3年間で、遊泳中の選手から計測した骨格運動に同選手の身体形状メッシュモデルをフィッティングさせることにより、刻一刻と変化する遊泳中の身体形状を高い時間分解能で再構築することに成功した。しかしながら、呼吸様式の違いに起因する腹部形状の差異を十分な精度で定量化することができなかったため、呼吸様式によって最も大きく変化すると推測された「浮力が脚を沈める効果」を正確に算出することはできなかった

  • 野球の打撃におけるグリップ様式の変化に伴うバットの振動特性変化と打球速度

    研究期間:

    2014年04月
    -
    2017年03月
     

     概要を見る

    通常のバッティングではバットの芯付近でボールの中心を打撃することにより高い打球速度が獲得でき、バントにおいてはバットの芯とそのやや先でボールの中心を打撃することにより打球速度は低くなるという現象を力学的に説明することを目的とした。その結果、①ヘッド速度が一定の条件でも、スイング速度と並進速度の組み合わせにより打球速度、及び打球速度を最大化するインパクト位置は変化することが明らかになった。これらの現象は, スイング角速度、重心速度、インパクト位置の条件の変化に伴いバットの反発係数が変動することに加え、ボールとバットが有する運動量が互いの間で転移する方向と大きさの変化により生じることが示された

  • 身体運動のメカニズムと適応性の解明:骨格筋・腱動態の生体計測によるアプローチ

    研究期間:

    2012年04月
    -
    2015年03月
     

     概要を見る

    本研究は、人間の骨格筋・腱動態の生体計測を通じて身体運動に関わる骨格筋と腱の適応性について調べ、身体運動のメカニズムを明らかにすることを目的とした。超音波装置や3次元動作解析を通じて、下肢の筋や腱動態、ランニング中の下肢関節の力学的特性を評価した。また、筋収縮後に筋力が一過的に増加する現象に関して、事前の筋収縮強度、運動速度や強度が筋力や身体パフォーマンスに影響を及ぼすという知見を得た。さらに、レジスタンストレーニングによって骨格筋のみならず腱組織も適応する事実を発見した。本研究では、骨格筋・腱組織の動態や適応性の評価を通じて、身体運動の規定因子やパフォーマンス向上のメカニズムを明らかにした

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特定課題研究 【 表示 / 非表示

  • バイオフィードバックを活用した野球肘の予防とその運動力学的メカニズムの解明

    2018年   鳴尾丈司

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    投球肘障害の発症原因のひとつは投球時に発生する肘関節内側部への外反ストレスである。本研究では、この外反ストレスを簡易的かつ正確に計測する方法を考案し、その妥当性を検証した。ボール,手部,前腕部を1つの剛体とみなした際の重心位置に慣性センサを貼付し,得られた計測値をもとにニュートン・オイラー運動方程式を解いて外反ストレスを算出した.この外反ストレス値と動作解析システムから得られた計測値を比較した.その結果、両システムによって算出された外反ストレスの最大値の間には有意な正の相関が認められた.この結果は,慣性センサを用いて外反ストレスを計測し、その値を用いて試技間比較を行うことの妥当性を示すものである.

  • バットの『芯』による打撃:野球におけるバントとホームランのミステリー

    2013年  

     概要を見る

     2013年度の科学研究費(挑戦的萌芽)に申請し、採択されなかった研究を実施すべく、特定課題研究を開始した。研究目的は、『バットの芯付近でボール中心をインパクトすることがバッティングにおいては打球速度を最大化し、バントにおいては打球速度を最小化するのはなぜか?』という謎を解明することであった。この謎に系統的に取り組むため、研究は3つの課題で構成した[課題1(最大・最小打球速度の獲得されるボールインパクト位置はどのように変化するか?)、課題2(インパクト位置、打球速度、グリップ位置の力学的関係を正確にモデル化する )、課題3(ボールインパクト位置と打球速度との関係はどのように規定されるのか?)]。元々これは複数年にわたって実施する研究計画であったため、その内の初年度に計画していた研究、すなわち課題1を実施することにした。 実験は社会人野球選手を対象にマシンを用いた打撃実験を実施した。打撃実験は、スイング速度とグリップ位置を大きく変化させた打撃(通常バッティング [>30m/s]、バント[&#8776;0m/s])を繰り返し行わせるもので、20名の選手から合計約300試技のバッティングと約150試技のバントのデータを収集した。これらの試技についてバットの移動速度および角速度と打球速度を計測し、それらの相互関係を分析した。さらに、最大・最小打球速度の獲得されたインパクト位置を各スイング速度及び各グリップ位置について計測を進めている。今後、最大・最小打球速度の獲得されたインパクト位置が、バット速度とグリップ位置の変化に伴いどのように変化したかを明らかにする。この研究結果は、学会にて発表する予定である。また、そのデータを元に学術論文を作成する予定である。 今年度に収集したデータが示唆する新しい知見を含めて作成した研究計画(題目:野球の打撃におけるグリップ様式の変化に伴うバットの振動特性変化と打球速度)を、2014年度の科学研究費(基盤(B))に申請したところ、これが採択された。この研究費を活用して、本研究を発展させ、2016年度中に完了する予定である。

海外研究活動 【 表示 / 非表示

  • 投・泳動作における腱板尊重発症要因の分析

    2014年09月
    -
    2015年09月

    英国   University of Edingburgh

    米国   Fischer's institute

 

現在担当している科目 【 表示 / 非表示

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