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水泳人体 シミュレーション モデル "SWUM" |
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研究者向け 水泳人体 シミュレーション ソフトウェア "Swumsuit" |
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一般向け 水泳シミュレータ ソフト "スイム？スワム？スワム！" |
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シミュレーション でわかる 水泳の力学 |
水泳人体シミュレーションモデル SWUM の website へようこそ！Last update : 2014/8/15
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| 最新情報 |
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| SWUMとは？ |
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SWUM (SWimming hUman Model, 「スワム」と読みます) とは，水泳における力学的な問題に
対する汎用的な解析ツールとなることを目指して開発された，
水泳人体シミュレーションモデルです．
全身の相対運動(関節角)を与えて，流体力と身体の慣性力の
運動方程式から，身体の絶対運動を求めます．
それにより，泳フォームの違いにより生じる泳速度や身体全体の運動
の変化等，水泳における多くの力学的問題の解析ができます．
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| 誰によるもの？ |
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こちら
のページの東京工業大学 中島 求 教授を中心とした
開発チームによるものです．
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| 解析例 |
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近代4泳法の解析結果例を示します．
下の図は定常状態での1周期分の運動のアニメーションです．
身体から出ている赤い線が，身体各部に働く流体力を表しています，
また水面は１周期に進む距離の半分毎に色分けされているので，
濃い領域の幅と薄い領域の幅を足した幅が
１周期に進む距離(１ストローク長)になります．
順に，クロール，平泳ぎ，背泳ぎ，バタフライです．
(１周期分なのでビューワーの繰り返し再生機能をオンにして見て下さい)
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| SWUM実装ソフトウェアSwumsuit |
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SWUM自体は概念モデルです．
SWUMを実装したソフトウェアとしてSwumsuitが開発されました．
Swumsuitは単にSWUMを実装しただけでなく，
GUI (Graphical User Interface)操作により誰でも容易に水泳の力学解析
ができるように作られています．Swumsuitはフリーソフトウェアです．
詳しくは
水泳人体シミュレーションソフトウェアSwumsuitのページ
をご覧下さい．
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| 筋骨格シミュレーション |
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Swumsuitのバージョン3.0.0以上では，筋骨格解析ソフト
AnyBody Modeling System用のファイルを出力することが可能です．
SwumsuitとAnyBody Modeling Systemを用いることにより，
水泳の全身筋骨格シミュレーションが可能です．
以下に4泳法の全身筋骨格シミュレーション結果の一例を示します．
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| トップ選手の水中ドルフィンキックの解析 |
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水中ドルフィンキックのメカニズムがSWUMにより解析されています．
あるトップ競泳選手のドルフィンキックを解析した後，
泳速度と推進効率を最大化する最適化計算が行われました．
詳細は
英語のページ
末尾の文献6をご参照ください．
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| 飛び込みスタートのシミュレーション |
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飛び込みスタートもSWUMによりシミュレートされています．
このシミュレーションでは，入水時に身体に作用する特別な流体力が導入されています．
詳細は
英語のページ
末尾の文献7をご参照ください．
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| マルチエージェント／オブジェクトシミュレーション |
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Swumsuitのバージョン4.0.0以上では，「マルチエージェント／オブジェクトシミュレーション」
が可能になっています．
「マルチエージェント／オブジェクト」とは，シンクロのような複数のスイマーや，
水中での用具等の複数の物体のことです．
以下はモノフィンスイミング（スイマー＋モノフィン），水球のシュート動作，
そしてシンクロナイズドスイミングのリフトの例です．
詳細は
英語のページ
末尾の文献8, 9, 13をご参照ください．
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| 水中ウォーキングへの応用 |
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SWUMは，リハビリに効果的である水中ウォーキングにも応用されています．
この解析では，流体力に加えて，床からの反力も足に作用します．
詳細は
英語のページ
末尾の文献10および11をご参照ください．
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| ウエアラブルコンピュータとPCソフトからなる競泳トレーニング用結果表示システムの開発 |
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SWUMとウエアラブルコンピュータを連携させたトレーニング用結果表示システムの開発も行っています．
詳しくは
「カメラなしで水中の泳ぎがわかる!? ～ウエアラブルコンピュータとPCソフトからなる競泳トレーニング用結果表示システムの開発～」のページへどうぞ．
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| 参考文献(和文) (なおEnglish pageでは下記以外にも多くの英文論文が掲載されています．) |
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| 連絡先 |
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SWUMに関するお問い合わせは，
swum-admin_at_swum.org
(_at_を @ に変えて下さい．SPAM対策です)までお気軽にどうぞ．
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クロール (MPEG movie, 0.4MB)
平泳ぎ (MPEG movie, 0.4MB)
背泳ぎ (MPEG movie, 0.4MB)
バタフライ (MPEG movie, 0.4MB)
クロール (AVI movie, 2.8MB)
平泳ぎ (AVI movie, 0.5MB)
背泳ぎ (AVI movie, 0.6MB)
バタフライ (AVI movie, 0.6MB)
水中ドルフィンキック (MPEG movie, 0.2MB)
飛び込みスタート (MPEG movie, 0.7MB)
モノフィンスイミング (MPEG movie, 0.7MB)
水球のシュート動作 (MPEG movie, 1.1MB)
シンクロのリフト (AVI movie, 2.9MB)
水中ウォーキング (MPEG movie, 0.6MB)