Mathematica で走りの動きを分析

Mathematica は数値計算からアニメーションに至るまで,完全な環境です.私は MathLink も非常によく利用して,私の運動生体力学研究に特別な機能を加えています.」

ランニングは確かによい運動です.しかし,足が地面に当たるたびに体はある量の衝撃を受けることになります.筑波大学体育科学系の運動生体力学者の宮地力先生は,走者がどのように動いているか,またどうすればより効率的に動いて体への衝撃を軽減できるかを調べるために,Mathematica を使って走者の動きを解析しています.

宮地先生はビデオ処理を使い,体の動きを追跡してモデルマッチに基づいた情報を自動的にデジタル化します.2Dの人体モデルとビデオに撮った人体画像を重ね合せ,Mathematica でその2つの画像の差を最小化するために体の位置を計算します.

「私はまず,それぞれのフレームのピクセルレベルの情報にアクセスする低レベル処理にCを使います.それから MathLink を使ってCで行った作業と Mathematica を接続して,体の動きを予測する数値計算と高レベルルーチンを行うのです.MathLink を使って低レベルのCプログラムと Mathematica を接続することは,ビデオ画像処理の素晴らしい方法です」と宮地先生は述べています.

Mathematica の強み
  • 数値計算
  • 記号計算
  • グラフィックス
  • ノートブック
  • MathLink
  • アニメーション
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