[論文レビュー] Contest dynamics general biomechanical theory of contest sports

Attilio Sacripanti|ArXiv.org|Jun 25, 2008

Winter Sports Injuries and Performance参考文献 2被引用数 4

ひとこと要約

本論文は、選手の相互作用を物理的システムとして記述するための数学的モデリングを用いて、コンテストスポーツの一般的な生物力学的理論を提唱する。主要な相互作用パラメータを特定し、ポテンシャルエネルギー関数を分類し、飛行軌道の動力学を導出することで、スポーツ科学およびトレーニング応用のための測定可能な生物力学的パラメータを提供する。

ABSTRACT

In this report it is approched the Contest dynamics as mathematical theory, therefore applicable to all contest sports. Starting with the physical definition of Athlete and Couple of Athlete systems and after singling out the interaction basic parameter, there are analyzed the classes of possible potentials describing the interaction. At the end there are specified the physical bases of mutual interaction between athletes and the trajectories of flight motion. All the matter will be connected to measurable quantities or parameters useful for researchers and trainers.

研究の動機と目的

• 物理的原則に基づき、すべてのコンテストスポーツに適用可能な統一された数学的フレームワークの構築。
• 一貫したモデリングが可能な生物力学的用語で選手および選手対のシステムを定義すること。
• 選手のダイナミクスを支配する基本的相互作用パラメータの特定と分類。
• コンテストスポーツにおける相互作用および飛行運動軌道の物理的基盤の確立。
• 研究者およびトレーナーが実用的に利用可能な、理論的モデルと測定可能な生物力学的パラメータの接続。

提案手法

• 質量、力、運動パラメータを明確に定義した物理的システムとしての選手の形式化。
• 力と距離の関係から導出される基本的相互作用パラメータを用いて、選手間の相互作用を定義。
• 選手同士の相互作用の性質を記述するポテンシャルエネルギー関数の分類。
• 古典力学を適用して、コンテスト中の飛行軌道の運動方程式を導出。
• すべての理論的構造が、実証的検証が可能な測定可能な物理量と明確に結びつけられることの保証。
• 生物力学的モデリングの基礎的参照として、ENEA技術報告書1997を用いる。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 どのようにして一般の生物力学的原則を用いて、コンテストスポーツを物理的システムとしてモデリングできるか？
• RQ2 競争的状況下での選手ダイナミクスを支配する基本的相互作用パラメータは何か？
• RQ3 どの種類のポテンシャルエネルギー関数が、選手同士の相互作用を正確に記述できるか？
• RQ4 コンテストスポーツにおける飛行軌道は、背後にある物理法則からどのように生じるか？
• RQ5 実践的トレーニングおよび研究用途に役立つ、モデルから抽出可能な測定可能な生物力学的パラメータは何か？

主な発見

• 理論は、物理的システムモデリングを通じて、すべてのコンテストスポーツに適用可能な普遍的な数学的フレームワークを確立する。
• 選手間の相互作用は、力と距離の関係から導出される単一の基本的パラメータによって支配される。
• 選手相互作用の範囲を記述するための4つの明確に区別されるポテンシャルエネルギー関数のクラスが同定された。
• 飛行運動の軌道は古典力学から導出されており、観察可能なアスリートのパフォーマンスと整合的である。
• すべての理論的構造が、実験的検証が可能な測定可能な物理的パラメータと明示的に結びつけられている。
• モデルは、スポーツ科学における生物力学的分析およびトレーニング最適化の基盤を提供する。