テキスト：きみはバレーボールがどれくらい上手？？ ～センサを作って測ってみよう～
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ひらめき☆ときめきサイエンスの講座として開講しました。曲げセンサを作ってスポーツ動作を解析する講座のテキストです。
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テキスト：きみはバレーボールがどれくらい上手？？ ～センサを作って測ってみよう～
- 1. 佐世保高専公開講座「きみはバレーボールがどれくらい上手？？～センサを作って測ってみよう～」 1 2016年8月18日（木） 佐世保工業高等専門学校 公開講座 講師 槇田 諭（佐世保工業高等専門学校） 縄田 亮太（愛知教育大学） 本講座は日本学術振興会 ひらめき☆ときめきサイエンスの事業として 開催されています． https://www.jsps.go.jp/hirameki/index.html
- 2. ひらめき☆ときめきサイエンス 2016年8月18日（木） 2 はじめに このたびは公開 こうかい 講座 こ う ざ 「きみはバレーボールがどれくらい上手 じょうず ？？～センサを 作 つく って測 はか ってみよう～」にご参加 さ ん か いただきありがとうございます．この講座 こ う ざ では スポーツと科学の交 まじ わりをテーマに，なんとなくでしかわからないような「プ レーのうまさ」を誰 だれ が見 み てもわかるようにする装置 そ う ち をつくります．科学 かがく というの は自然界 し ぜ ん か い での決 き まりごとを数字 す う じ や数式 すうしき などで記述 きじゅつ する（書 か き 表 あらわ す）学問 がくもん です．し たがってスポーツでもその決 き まりごとを記述 きじゅつ することができるといえます．コー チや選手 せんしゅ の経験 けいけん だけでプレーの良 よ し悪 あ しを判断 はんだん するのではなく，それを計測 けいそく して だれでも同 おな じように理解 り か い できる数字 すうじ にすることがこの講座 こうざ の目的 もくてき です．
- 3. 佐世保高専公開講座「きみはバレーボールがどれくらい上手？？～センサを作って測ってみよう～」 3 タイムスケジュール 09:30～09:50 受付（佐世保高専図書館 集合），多目的教室へ移動 10:00～10:20 プログラム説明、科研費の説明（講師：槇田諭） 10:20～10:45 講義「センサの原理および製作回路の基礎」 （講師：槇田諭） 11:00～12:15 実習(1) 曲げセンサをつくってみよう 12:15～13:15 昼食（サイエンスカフェ※お弁当はこちらで準備します） 13:15～14:15 バレーボールの実技指導（講師：縄田亮太） 14:15～15:30 実習(2)自由製作（いろいろな動きを測ってみよう） 15:45～16:15 取り組みの発表，プログラムの感想，質疑応答， アンケート記入 16:15～16:30 修了式（未来博士号授与） 16:30 終了，解散
- 4. ひらめき☆ときめきサイエンス 2016年8月18日（木） 4 科研費 かけんひ とは 科学 かがく 研究費 けんきゅうひ 助成 じょせい 事業 じぎょう （ 学術 がくじゅつ 研 究 けんきゅう 助成 じょせい 基金 き き ん 助成 じょせい 金 きん ／ 科学 か が く 研究費 けんきゅうひ 補助金 ほ じ ょ き ん ）は、 人文 じんぶん ・社会科学 しゃかいかがく から自然科学 しぜんかがく まで全 すべ ての分野 ぶ ん や にわたり、基礎 き そ から応用 おうよう までのあら ゆる「 学術 がくじゅつ 研 究 けんきゅう 」（ 研究者 けんきゅうしゃ の自由 じゆう な発想 はっそう に基 もと づく 研 究 けんきゅう ）を格段 かくだん に発展 はってん させる ことを目的 もくてき とする「競 争 的 きょうそうてき 研 究 けんきゅう 資金 し き ん 」であり、ピア・レビューによる審査 しんさ を経 へ て、独創的 どくそうてき ・先駆的 せんくてき な研 究 けんきゅう に対 たい する助成 じょせい を 行 おこな うものです。 ＜日本学術振興会 科学研究費助成制度（https://www.jsps.go.jp/j-grantsinaid/）＞ つまり いろいろな専門 せんもん の 研究者 けんきゅうしゃ がそれぞれに 注目 ちゅうもく した 研究 けんきゅう テーマを，それぞれが 考 かんが えた方法 ほうほう で取 と り組 く むために支援 し え ん するお金 かね のことです．ただし，その研 究 けんきゅう テーマや 方法 ほうほう が適切 てきせつ なものか（たとえば実現 じつげん 不可能 ふ か の う なことはないか，余計 よけい にお金 かね がかかる ようなことをしていないか，など）を判断 はんだん するために， 研究者 けんきゅうしゃ 同士 どうし で 研究 けんきゅう 計画 けいかく をチェックし合 あ います（これをピア・レビューといいます）．また予算 よさん は限 かぎ られ ているので，その判断 はんだん しだいで支援 しえん を受 う けられる人 ひと と受 う けられない人 ひと がいます．
- 5. 佐世保高専公開講座「きみはバレーボールがどれくらい上手？？～センサを作って測ってみよう～」 5 この講座 こうざ の 研究 けんきゅう 紹介 しょうかい 平成 へいせい 27～28年度 ねんど 挑戦的 ちょうせんてき 萌芽 ほうが 研究 けんきゅう 15K12663 『手指 しゅし の筋腱 きんけん 複合体 ふくごうたい の弾性 だんせい 特性 とくせい に 着 目 ちゃくもく した物体 ぶったい 操作 そ う さ 運動 うんどう の解析 かいせき とス ポーツ指導 し ど う への展開 てんかい 』 バレーボールのオーバーハンドパスのような人間 にんげん のやわらかい動 うご きに よって実現 じつげん されるプレーは，手 て の弾性 だんせい （ばねのようなふるまい）による ものと 考 かんが えられます．この 研究 けんきゅう では人間 にんげん の体内 たいない の筋肉 きんにく と腱 けん の伸 の びと， 指 ゆび を反 そ らす角度 かくど と，指先 ゆびさき が押 お す 力 ちから の関係 かんけい を計測 けいそく から明 あき らかにしようと しています．これがわかると，どれくらい指 ゆび を反 そ らせば効果的 こうかてき にプレー できるのか，だれでも判断 はんだん できるようになると期待 きたい できます．
- 6. ひらめき☆ときめきサイエンス 2016年8月18日（木） 6 材料 ● ブレッドボード 電子 でんし 部品 ぶひん を配置 はいち ・配線 はいせん する ● ビニールチューブ（透明） LED えるいーでぃー の 光 ひかり が通 とお る，反射 はんしゃ する ● 熱 ねつ 収縮 しゅうしゅく チューブ（黒） 曲 ま げセンサを黒 くろ くカバーする ● 高 こう 輝度 きど LED えるいーでぃー ビニールチューブに取 と り付 つ ける光源 こうげん ● フォト IC あいしー ダイオード 受 う ける 光 ひかり の 量 りょう によって 出力 しゅつりょく 電圧 でんあつ が 変 か わる ● レベル IC あいしー メータ 入力 にゅうりょく す る 電圧 でんあつ の 大 おお き さ に 応 おう じ て LED えるいーでぃー を点灯 てんとう する ● 小型 こがた LED えるいーでぃー センサの 出力 しゅつりょく の大 おお きさを可視化 かしか する ● 半 はん 固定 こてい 抵抗 ていこう センサの 出力 しゅつりょく 電圧 でんあつ を 調整 ちょうせい する ● カーボン抵抗 ていこう （240Ω，330Ω，1kΩ，3kΩ） 回路 かいろ に 流 なが れ る 電流 でんりゅう の大 おお きさを変 か える ● 9 V ぼると 角型 かくがた 電池 でんち センサなどの電源 でんげん ● 電池 でんち スナップ 電池 でんち と回路 かいろ をつなぐ ● ワンタッチコネクタ（2ピン，5ピン） 電子 でんし 部品 ぶひん と銅線 どうせん を つなぐ ● ジャンプワイヤ 配線する
- 7. 佐世保高専公開講座「きみはバレーボールがどれくらい上手？？～センサを作って測ってみよう～」 7 曲 ま げセンサの作り方 ＜原理 げんり ＞ この曲 ま げセンサに使われているフォト IC あいしー ダイオードは受 う ける 光 ひかり の強 つよ さに応 おう じて 出力 しゅつりょく される電圧 でんあつ の大きさが変 か わります．ビニールチューブの片側 かたがわ に差 さ し込 こ んだ 高輝度 こうきど （とても明 あか るい） LED えるいーでぃー から発 はっ せられた 光 ひかり はビニールチューブの中 なか の壁 かべ を反射 はんしゃ しながら進 すす み，反対 はんたい 側 がわ に差 さ し込 こ んだフォト IC あいしー ダイオードに当 あ たります． ビニールチューブの曲 ま げの大 おお きさによって反射 はんしゃ する 光 ひかり の 量 りょう が変 か わるので，フォ ト IC あいしー ダイオードから 出力 しゅつりょく される電圧 でんあつ の大 おお きさを調 しら べれば，どれくらい曲 ま がっ ているかがわかるのです． ＜分圧 ぶんあつ のしくみ＞ 電気 でんき 回路 かいろ では全体 ぜんたい にかけられる電圧 でんあつ は決 き まっていて，それぞれの 直 列 ちょくれつ 回路 か い ろ にある抵抗 ていこう を通 とお るたびに電圧 でんあつ が 下 さ がっていきます．その抵抗 ていこう 値 ち の比 ひ で分圧 ぶんあつ される大 おお きさが決 き まるので，フォトICダイオードの応答 おうとう によって青線 あおせん 部分 ぶぶん で適当 てきとう な範囲 は ん い の電圧 でんあつ 値 ち が 出 力 しゅつりょく されるように半 はん 固定 こ て い 抵抗 ていこう を 調整 ちょうせい します．
- 9. 佐世保高専公開講座「きみはバレーボールがどれくらい上手？？～センサを作って測ってみよう～」 9 コラム「突 つ きパス？持 も ちパス？」 バレーボールの大事 だいじ なプレーの一つであるトス（オーバーハンドパス）は次 つぎ の スパイクの場所 ばしょ ，タイミングを決 き める役割 やくわり があります．このプレーをする手 て の 動作 どうさ にはこれまで「突 つ きパス」と「持 も ちパス」の2通 とお りの指導 し ど う がされてきました． 突 つ きパスはボールを指 ゆび で突 つ く，つまり叩 たた いてはね返 かえ すようなイメージでボール と手 て の 接触 せっしょく 時間 じかん をできるだけ 短 みじか くするプレーのしかたです． 一方 いっぽう ，持 も ちパスは落下 らっか するボールを一度 いちど ， 体 からだ 全体 ぜんたい でクッションするようにして ボールと手 て の 接触 せっしょく 時間 じかん を長 なが くします（もちろん長 なが すぎるとホールディングのファ ウルを取 と られます（どれくらい長ければ？））． さて，どちらの動作 どうさ のほうがより良 よ いプレーになるでしょうか？また，なぜそ れが良 よ いといえるのでしょうか？ボールを コントロールしやすい？遠 とお くにボールを飛 と ばすことができる？これを 客観的 きゃっかんてき に評価 ひょうか するために，さまざまな 研究 けんきゅう がされてい ます．良 よ し悪 あ しを数値 すうち で 表 あらわ して比較 ひ か く する ことを「 定量 ていりょう 的 てき 評価 ひょうか 」といいます． by K.M. Klemencic
- 11. 佐世保高専公開講座「きみはバレーボールがどれくらい上手？？～センサを作って測ってみよう～」 11 講師 こうし 紹介 しょうかい 槇田 諭（まきた さとし） 2010年 ねん 横浜 よこはま 国立 こくりつ 大学 だいがく 博士 はくし 課程 かてい 後期 こ う き 修 了 しゅうりょう ．同年 どうねん 佐世保 さ せ ぼ 工 業 こうぎょう 高等 こうとう 専門 せんもん 学校 がっこう 電子 で ん し 制御 せいぎょ 工学 こうがく 科 か 着 任 ちゃくにん ．ロボットによる物体 ぶったい 操作 そ う さ （マニピュレー ション），ロボットハンド，筋電 きんでん 義手 ぎ し ゅ ，手 て のバイオメカニクス（から だのしくみ）の 研究 けんきゅう に取 と り組 く んでいる．一般 いっぱん 向 む けオープンフォーラ ム「このロボットがすごい」を開催 かいさい （http://konorobo.main.jp/）． 2016年 ねん 9月 がつ 9日 にち に山形 やまがた で開催 かいさい ．インターネット 中継 ちゅうけい あり．博士 はくし （工学 こうがく ）． 縄田亮太（なわたりょうた） 2009年 ねん 鹿屋 かのや 体育 たいいく 大学 だいがく 修士 しゅうし 課程 か て い 修 了 しゅうりょう ，2014年 ねん 同 どう 大学 だいがく 博士 は く し 後期 こ う き 課程 か て い 修 了 しゅうりょう ．2009年 ねん 九 州 きゅうしゅう 共 立 きょうりつ 大学 だいがく スポーツ学部 が く ぶ 助手 じょしゅ ，2011年 ねん 佐世保 さ せ ぼ 工 業 こうぎょう 高等 こうとう 専門 せんもん 学校 がっこう 一般 いっぱん 科目 か も く を経 へ て，2015年 ねん 愛知 あ い ち 教 育 きょういく 大学 だいがく 教 育 きょういく 学部 がくぶ 着任 ちゃくにん ．専門 せんもん はバレーボール，スポーツバイオメカニクス， コーチングでバレーボールにおける初心者 しょしんしゃ 指導 しどう について 研究 けんきゅう して いる．特 とく に、オーバーハンド・パスの仕組 しく み・プレーする上 うえ でのコ ツに興味 きょうみ がある．