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キック泳ぎの推進メカニズムを解明―速く泳ぐカギは足の裏側の渦にあった:筑波大学ほか

(2019年7月9日発表)

 筑波大学と新潟医療福祉大学などの共同研究グループは79日、イルカのようにして水中を泳ぐ「キック泳」の推進メカニズムを解明したと発表した。泳いでいるスイマーの下肢(脚部)の動きとその周りの水の流れを可視化して解析した結果、速く泳ぐカギが足の裏側に生じる渦にあることが分かった。

 研究は、競泳レースのスタートの時とターンをした後に行われるドルフィンキックを使ってのキック泳の際のスイマーの下肢の三次元動作を明らかにしようと明治大学、オーストラリアのシドニー大学、ノルウェー体育大学が参加しての国際共同研究として行った。

 具体的には、筑波大が保有している実験用回流水槽を使い中で泳ぐスイマーの動きをデジタル化するモーションキャプチャシステムと、水流にトレーサ粒子を混入して流れの方向を可視化するステレオPIVと呼ばれるシステムで、スイマーの動きとその周りの水の流れとを同時に計測。下肢の三次元動作解析と流れの三次元可視化を実現し、センサー類を身体に一切貼り付けずにカメラ撮影だけでどのようなメカニズムによって推進力を得ているのかを解析した。

 その結果、水中ドルフィンキックは、イルカのように単に両足を上下に振って泳いでいるのではなく、下肢の捻り(ひねり)がプラスされていることが判明。両足をけり下ろす動作中に強い渦が足の裏側にできていることを見つけた。

 さらに、その渦は、塊(かたまり)になり、渦の塊が周りの水を引き寄せるように強い流れを作ってスイマーの推進力となるジェット流が生じていることが分った。

 研究グループは「渦を作りだす過程と、その渦をどのように扱うのかでジェット流は影響を受け、推進力の大きさも変わるものとみられる。速く泳ぐためには、けり下ろし動作で強い渦を作り出してそれをできるだけ中央に集める捻り動作がキーポイントになりそうだ」といっている。

 今後は他の泳法のトップスイマーの様子を可視化してその推進メカニズムを解明し水泳指導法改良のための科学的根拠として提供していきたいとしている。