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スポーツバイオメカニクスとは?

 

 

 

 

スポーツバイオメカニクスって?

 

バイオメカニクス(biomechanics)とは、バイオ(bio)=生体+メカニクス(machanics)=力学からなる造語で、「生体力学」とも呼ばれる学問分野です(深代,2010)。

 

 

簡単に説明すると、生き物がどのような力を発揮して、どうのように動いているかを、力学を使って説明しようとするものです。

 

 

陸上競技で例えると、足が速い人はどのような力を発揮して、どのような動きをしているのかを明らかにする…といったところでしょうか。

 

 

 

関連記事

・陸上競技のバイオメカニクスとは?

 

 

陸上競技に例えたように、バイオメカニクスはスポーツなどの他の場面にも応用できます。

 

 

リハビリなどの分野もそうです。バイオメカニクスの知見を用いて、歩きやすい義足を作ったり、高齢者が立ったり座ったりしやすい環境づくりにも役立てられています。

 

 

このように、様々な分野に役立てられるのがバイオメカニクスで、陸上競技のようなスポーツに役立てようとしたものが、「スポーツバイオメカニクス」と呼ばれています。

 

 

 

 

スポーツバイオメカニクスの役割

動作のコツを探る

 

スポーツバイオメカニクスの役割として、「動作のコツを探る」ということが挙げられます。

 

 

要するに、スポーツが上手い人はどのような動きをしているか?を洗い出すということです。

 

 

例えば、足が速い人は地面を蹴り出すときに、膝や足首を伸ばすのではなく、固定するように使っています(伊藤ほか,1998)。

 

 

これは、地面を押そうと膝や足首を伸ばしてしまうと、上には進むけど、前に上手く進む動作とはならないからです(下図参照)。

 

 

 

 

 

走る動作における「足首や膝の固定」のように、特定の運動のパフォーマンスを高めるために、どのような動作が必要になるのかを探ることが、スポーツバイオメカニクスの役割の一つです。

 

 

 

動作を数値化する

 

スポーツバイオメカニクスのもう一つの役割として、「スポーツの現象を数値化する」ことが挙げられます。

 

 

100m走のパフォーマンスを高めるためには、「地面反力」つまり「地面にどれくらい力を発揮できるか」が大事だと言われています。

 

 

このことから、指導現場で「お前は地面に力を上手く加えられていない」と、コーチや先輩からしばしば指摘されることも…

 

 

そこで選手が思うのは

 

 

「じゃあ、どのくらい力を加えられてないの?」

 

「本当に加えられてないの?」

 

 

これらを「数値化」して、客観的に分かりやすくするのもスポーツバイオメカニクスの役割です。

 

 

地面反力を測定する「フォースプレート」という機材があります。

 

 

参考動画(フォースプレート)

 

 

 

このような機材を使えば、地面にどのくらい力を加えているかを測定することができるわけです。

 

 

実際に足が速い人と、そうでない人の地面反力を比べてみましょう。

 

 

 

動画(エリートスプリンターと一般スプリンターにおける鉛直地面反力の比較)

 

 

(Linking running motion to ground force: the concise physics of running:https://www.youtube.com/watch?v=PfHNOwmmik4より)

 

 

(Linking running motion to ground force: the concise physics of running:https://www.youtube.com/watch?v=PfHNOwmmik4より)

 

 

 

図のように足が速い人は、特に縦方向(鉛直方向)に、瞬間的に大きな力を、短い時間で発揮できていることが分かります。

 

 

しかも、図の場合、足が速い方の反力は、そうでない人と比較して2倍近くになっています。

 

 

このように、スポーツバイオメカニクスでは、動作や力発揮を客観的に見て分かりやすい「数値化」をすることで、パフォーマンスを高めるための視点を探ろうとする役割もあるのです。

 

 

 

 

スポーツバイオメカニクスは地図である

 

スポーツバイオメカニクスの難点として、「パフォーマンスの高い人の動作や力発揮は分かるけど、何をしたらパフォーマンスが上がるかどうかまでは分からない」ということが挙げられます。

 

 

紹介したように、足が速い人は地面の蹴り出し時に、膝や足首を固定するように使っています。伸ばすようには使っていません。

 

 

では、その動作ができるようになるためには、結局何をしたらいいの?どういう練習をすればいいの?…までは分からないということです。

 

 

もしかすると、意識が違うのかもしれないし、筋力があるからなのかもしれないし、骨格が異なるのかもしれません。

 

 

ただ、足が速い人はそういう動作をしていた…ということが分かるだけで、トレーニング方法まで言及するのはすごく難しいことなのです。

 

 

このように、スポーツバイオメカニクスは、どういう動作や力発揮ができるようになればよいか、つまり「動作や力発揮の目的地」は示してくれます。

 

 

しかし、その目的地への行き方(トレーニング方法)までは教えてくれません。

 

 

 

 

じゃあ、スポーツバイオメカニクスは役に立たないのか?と思われるかもしれませんが、そんなことはありません。

 

 

目的地が分かれば、ある程度トレーニングの方向性が定まるからです。

 

 

旅をするとき、地図に目的地が示されてないと困りますよね?

 

 

それと同じように、トレーニングの方向性を示す重要な指針として、スポーツバイオメカニクスは役立てられているのです。

 

 

 

 

まとめ

・バイオメカニクスとは、バイオ=生体+メカニクス=「生体力学」と呼ばれる学問分野で、これをスポーツに応用したのがスポーツバイオメカニクス。

 

・スポーツバイオメカニクスは、スポーツが上手い人の「動作や力発揮がどうなっているか?」を「数値化」して、客観的に示すもの。

 

・スポーツバイオメカニクスは「動作や力発揮の目的地」は示してくれるけど、「目的地への行き方(トレーニング方法)」まではハッキリ教えてくれない。

 

 

 

おすすめ書籍

 

    

 

    

 

 

参考文献

・深代千之, 川本竜史, 石毛勇介, & 若山章信. (2010). スポーツ動作の科学 バイオメカニクスで読み解く.

 

・伊藤章, 市川博啓, 斉藤昌久, 佐川和則, 伊藤道郎, & 小林寛道. (1998). 100m 中間疾走局面における疾走動作と速度との関係. 体育学研究, 43(5-6), 260-273.

 

 


 


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