[論文レビュー] Shuttlecock velocity decay after smash and slice shots in badminton

Éric Collet|arXiv (Cornell University)|Jan 4, 2026

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ひとこと要約

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ABSTRACT

This paper reports on the decay in shuttlecock velocity after smash and slice shots performed by elite and international players, based on the analysis of videos captured on a badminton court with high-speed cameras. The trajectories of feather shuttlecocks show an exponential decay in velocity and an exponential increase in time-of-flight with distance, in accordance with the equation of motion of a shuttlecock subjected to high drag. The initial speed, which can exceed 500 km/h, is reduced by half every 3.35 m, depending on the physical parameters of the shuttlecock characterized by a speed index. The videos show that plastic shuttlecocks, which are more resistant than feather shuttlecocks, deform at high speeds. The resulting decay of their drag coefficient with increasing speed makes them unsuitable for high-level play. The study also shows that the spin induced by the slice shots of left-handed players or the reverse slice shots of right-handed players slows the shuttlecock down.

研究の動機と目的

• エリートバドミントンのプレーにおけるスマッシュとスライスショット後の shuttlekock の速度減衰を調査する。
• shuttlecock のドラグ駆動運動と飛行時間との関係を特徴づける。
• 高速度衝撃下での羽毛とプラスチックシャトルコックの差異を評価する。
• スライスショット由来のスピンがシャトルコックの減速に与える影響を検討する。

提案手法

• エリートおよび国際プレーヤーの高速度カメラでバドミントンコート上のビデオデータを分析する。
• 速度の指数的減衰を用いたドラッグ支配系としてシャトルコックの運動をモデル化する。
• シャトルコックのダイナミクスを特徴づけ、減衰間隔を定量化する速度指標を推定する。
• 羽毛とプラスチックシャトルコックの高速度条件下での挙動を比較する。
• スライスショット由来の回転が減速に与える影響を特定する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 高レベルのバドミントンにおけるスマッシュとスライスショット後のシャトルコック速度減衰の形式は何か。
• RQ2 シャトルコックのタイプ（羽毛 vs プラスチック）がドラッグ係数と減衰率にどのように影響するか。
• RQ3 スライスショットによって誘発される回転がシャトルコックの減速度にどのように影響するか。
• RQ4 観察される初速はどの程度で、距離とともにどのくらい速く減少するか。
• RQ5 減速するシャトルコックに対して飛行時間（飛行時間）は距離とともにどのように進化するか。

主な発見

• シャトルコックの速度はスマッシュとスライスショット後、距離とともに指数関数的に減衰する。
• 飛行時間は距離とともに指数関数的に増加する。
• 初速は500 km/hを超えることがあり、おおよそ3.35 mごとに半減する。
• プラスチックシャトルコックは高速度で変形し、ドラッグ係数の変化を示し、高レベルのプレーでの有用性を低減させる。
• 特に左利きまたは逆スライスショット由来のスライス回転はシャトルコックの減速を遅らせる。
• 減衰の挙動は高速度のシャトルコックに対してドラッグ支配の運動モデルと整合する。