(57)【要約】  本発明は、ゴルフスイングを測定又は解析するための装置及び方法である。測定又は解析は、競技者の身体及びクラブを通じたエネルギ発生及び伝達に対して行われる。測定値又は解析データは、主として競技者の地盤反力から得られる。処理された信号は、人工知能システムを用いて解析される。地盤反力は、起立面と競技者の足との間に発生する反力に関連する。装置及び方法は、自動的に又は自動的かつ対話的にゴルフスイングを測定又は解析する。【選択図】図１
2011502602.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴルフスイングを解析する方法であって、
ａ）ゴルフスイングが実行された時の身体を通じたエネルギ伝達に関連する特定の重要なパラメータ（これらのパラメータをエネルギパラメータとして参照する）の測定／判断を可能にするゴルフスイングに関する情報を取得する段階と、
ｂ）ゴルフスイングの前記エネルギパラメータを測定／判断する段階と、
ｃ）スイングがそのエネルギパラメータによってどのように影響されるかを指定する基準又は規則（これらの基準又は規則を「最適化規則」として参照する）に照らして該エネルギパラメータを適用又は評価することによりゴルフスイングを解析する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
エネルギパラメータ及び最適化規則が、身体におけるエネルギ発生及び身体を通じたエネルギ伝達に関連することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記エネルギパラメータは、以下のパラメータ、すなわち
セグメント及び部分セグメントの局所エネルギ／力の増強の開始及び完了時間、
セグメント及び部分セグメントの局所エネルギ／力の減衰の開始及び完了時間、
セグメント及び部分セグメントの局所エネルギ／力の活性化の平均値及びピーク値を含むマグニチュード及び持続時間、
接続セグメント間のラッチの時間及び移行特性、
接続セグメント間のラッチ解除の時間及び移行特性、
セグメントの線形及び角運動エネルギレベル及びピーク値の時間、
ピーク速度及び加速度を含む、局所筋肉群による変位によるスイングを通じた身体セグメント及びクラブセグメントの角度位置、速度、及び加速度、
ピーク速度及び加速度を含む、前記局所筋肉群による変位によるスイングを通じた身体セグメント及びクラブセグメントの線形位置、速度、及び加速度、
ピーク速度及び加速度を含むスイングを通じた身体セグメント及びクラブセグメントの絶対角度位置、速度、及び加速度、
ピーク速度及び加速度を含むスイングを通じた身体セグメント及びクラブセグメントの絶対線形位置、速度、及び加速度、
クラブヘッド絶対速度を含む身体セグメント及びクラブセグメントの絶対速度、
胴体セグメント及び腕セグメント間、及び該アームセグメント及びクラブセグメント間の角度位置、速度、及び加速度、
身体セグメント及びクラブセグメントに関するバックスイングトップイベントの時間及び移行特性、
バックスイングトップイベントでの前記様々な接続セグメント間の角度のマグニチュード、
前記様々な接続セグメント間の最大筋肉伸張伸縮の時間、
前記様々な接続セグメント間のそれらのセグメント間の最大筋肉伸張伸縮時の角度のマグニチュード、
インスタントセグメントが、近位側セグメントで発生されるか又は存在しているエネルギによって該近位側セグメントと共に加速されるように該インスタントセグメントを加速中の近位側セグメントにラッチすることによる連鎖に沿った１つのセグメントから別のセグメントへの伝達として定義される運動エネルギのラッチ伝達、
近位側セグメントからインスタントセグメントへの伝達として定義され、該インスタントセグメントの局所エネルギが該近位側セグメントから該インスタントセグメントを開始するために使用される時に運動量が交換されて運動エネルギが伝達される運動エネルギの開始伝達、
ターゲット側肩関節を平行移動又は回転させ、かつ遠位側セグメントを遠位側部分を加速する円弧で振り投げる力による伝達として定義される運動エネルギの振り投げ伝達、
同じ方向に回転及び平行移動している２つの接続セグメントにおける既存の運動エネルギの最遠位端への伝達として定義され、前記近位側セグメントと前記遠位側セグメントの近位端とが該セグメントに作用する遠心力により減速される運動エネルギの殻竿伝達、
回転する競技者が有効回転半径を短縮することによって身体の角慣性モーメントを低減し、より遠位側の部分の加速を引き起こす運動エネルギの半径短縮伝達、
バックスイング及び早期ダウンスイング時の位置重力エネルギの発生、
ダウンスイング時の位置重力エネルギの運動エネルギへの変換、
ダウンスイング時のクラブシャフト位置歪みエネルギの発生、
ダウンスイング時のクラブシャフト位置歪みエネルギの運動エネルギへの変換、
補助前部平面エネルギ発生及び伝達のカテゴリ、
補助前部平面エネルギ発生及び伝達の特性、
前部平面エネルギパラメータに関連した圧力中心位置、速度、加速度、及び移動範囲、
の全て又はその組合せを含む、
ことを特徴とする請求項１から請求項４に記載の方法。
【請求項４】
前記最適化規則は、存在するか又は強調された時にスイングを最適化する傾向があり、かつ不在であるか又は低減された時にスイングを非最適化する傾向がある基準のフォーマットで呈示される以下の列挙した規則、すなわち
セグメント及び部分セグメントは、該セグメントが近位側から遠位側への時系列で巻き上げられている状態で、該セグメントをそれらのバックスイングトップ位置にきつく巻き上げるためにバックスイングにおいて十分な角速度及び関連の運動エネルギを達成すべきであり、
セグメント及び部分セグメントの順序付けられた巻き上げは、円滑かつ協調しているべきであり、
接続セグメントと部分セグメント間の巻き上げの程度は、全ての局所筋肉群の最適伸張伸縮、及び関連の身体部分の最適弾性伸張も提供するようなものであるべきであり、
各セグメント及び部分セグメントは、それらがバックスイングトップ位置を達成した時にバックスイングからダウンスイングの回転へ迅速に変化すべきであり、
ダウンスイングは、その局所筋肉群によってパワーを供給される最も近位側のセグメントで始まるべきであり、
前記最も近位側のセグメントの局所筋肉群は、できるだけ迅速により高い活性化のレベルまで増強すべきであり、
全ての他のセグメント及び部分セグメントは、前記最も近位側のセグメントまで近位側から遠位側の連鎖形成でラッチされ、かつ全てが該最も近位側のセグメントの局所筋肉群によってパワーが供給されるそれらのバックスイングトップ位置から始まるそれらのバックスイング運動を開始すべきであり、
全てのセグメント及び部分セグメントは、前記最も近位側のセグメントまでの連鎖形成でラッチされたそれらのダウンスイング運動を開始すべきであり、該最も近位側のセグメントに対して遠位側であるこれらのセグメント及び部分セグメントの前記局所筋肉群は、最適に更に伸張伸縮され、かつ弾性的に伸張され、この更に別の最適な伸縮短縮及び弾性伸張は、各セグメント又は部分セグメントが該連鎖においてその近位に隣接するものと同じ速度を達成した時に完了され、
セグメント又は部分セグメントの前記局所筋肉群がその遠位に隣接するものよりも有意に力強い場合以外は、セグメント又は部分セグメントは、該遠位側セグメントがそこから開始される前にその主要な局所エネルギ発生を終了させるべきであり、該遠位側セグメント又は部分セグメントは、その近位に隣接するものが最大速度を達成した後にのみ開始され、
セグメント又は部分セグメントは、その近位に隣接するものからそこから開始される前にラッチを解かれるべきであり、
各セグメント及び部分セグメントの前記局所筋肉群は、前記インスタントセグメントが前記近位側セグメントからラッチを解かれてそこから開始され、その後すぐにより高いレベルの活性化まで増強してそれを維持するまで（前記最も近位側のセグメントの前記筋肉群の場合、これは、ダウンスイングの開始から始まる）低レベルの活性化のままであるべきであり、前記遠位側セグメントが、該インスタントセグメントからラッチを解かれてそこから開始されると、該より高いレベルの活性化が終了し、該局所筋は、再度低レベルの活性化まで減衰し、この規則の例外は、腕セグメントの筋肉群が、該腕セグメントの該筋肉群がクラブセグメントよりも有意に力強いために、該クラブセグメントがラッチを解かれた後でも活性化を続けることであり、
セグメント及び部分セグメントの局所筋肉群は、できるだけ迅速により高い及びより低い活性化レベルの間で増強及び減衰すべきであり、
各セグメント及び部分セグメントの前記筋肉群は、それがより高いレベルの活性化まで増強した時に、できるだけ迅速に必要な最大速度まで該セグメントを加速するためにより高い最適レベルの活性化を維持すべきであり、該筋肉群は、該セグメントが該必要な最大速度を達成した後でできるだけ迅速により低いレベルまで減衰すべきであり、
エネルギ活性化のレベル及び必要なセグメント速度は、スイングの要件と共に変えるべきであり、かつ最大クラブヘッド速度を必要とするスイングに向けて最適に最大化され、より低いクラブヘッド速度が必要な場合は最適に低減されるべきであり、
セグメント及び部分セグメント運動は、円滑にかつ最適な機械的効率で進行すべきであり、直線運動は、該最適な機械的効率の方向であるべきであり、かつ角運動は、最適な機械的効率の軸周りに行われるべきであり、
最適ラッチ角度は、前記アームセグメント及びクラブセグメント間でこれらのセグメントのダウンスイングの開始時に設定すべきであり、これは、ダウンスイング時に後でラッチを解かれる時のこれらのセグメント間の最適殻竿エネルギ伝達を容易にし、この角度は、６０°と７０°の間にあり、
前記アームセグメント及びクラブセグメント間の最適ラッチ角度は、ラッチ解除がクラブヘッドのその後のその速度を最大にし、インパクトでこの最大速度を達成させるダウンスイングの時点まで維持されるべきであり、
高いクラブヘッド速度を必要するスイングに対しては、前記アームセグメント及びクラブセグメント間の最適ラッチ角度は、ラッチ解除が該クラブセグメントにインパクト直前に最大角速度を達成させるダウンスイングの時点まで維持され、それによって偏向したクラブシャフトから放出される歪みエネルギが、該クラブヘッドを加速して次にその速度を最大にし、インパト時にこの最大速度を達成することを可能にするべきであり、
補助前部平面エネルギ発生及び伝達は、混在しないいくつかの形式のうちの１つとして分類すべきであり、１つの最も一般的な形式、１つの適度に一般的な形式、及び少なくとも１つの他の一般的でない形式が存在すると考えられ、該適度から一般的でない形式は、該一般的な形式に対しては存在しないターゲットに向う初期移動後のターゲット方向から離れる圧力中心直線移動の逆転を示し、
スイングに最大クラブヘッド速度が必要である前記ターゲットに向うその最初の移動の後に前記圧力中心が逆転されない補助前部平面エネルギ発生及び伝達の前記一般的な形式においては、競技者は、該ターゲット方向の該競技者の圧力中心が、その直線移動の長さにおいて最大になり、かつその線速度において最大になるように移動すべきであり、
スイングに最大クラブヘッド速度が必要である前記ターゲットに向うその最初の移動の後に前記圧力中心が逆転される補助前部平面エネルギ発生及び伝達の前記一般的な形式においては、競技者は、該競技者の圧力中心トレースが、該ターゲット方向の線速度において最初に最大になり、かつ該ターゲット方向から離れる線速度において次に最大になるように移動すべきである、
という規則の全て又はその組合せを含む、
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
ゴルフスイングを解析するためのシステムであって、
ａ）ゴルフスイングが実行される時の身体を通じたエネルギ伝達に関連する特定の重要なパラメータ（これらのパラメータをエネルギパラメータとして参照する）の測定／判断を可能にするゴルフスイングに関する情報を取得するように作動可能な測定手段、
（ｂ）ゴルフスイングの前記エネルギパラメータを測定／判断するための手段、及び
ｃ）スイングがそのエネルギパラメータによってどのように影響されるかを指定する基準又は規則（これらの基準又は規則を「最適化規則」として参照する）に照らして前記測定手段によって得られた前記エネルギパラメータを適用又は評価することによりゴルフスイングを解析するように作動可能である解析手段、
を含むことを特徴とするシステム。
【請求項６】
処理手段と地盤反力を検出するように作動可能である検出手段とを含み、かつ起立面及びセンサ手段を含む、ゴルフスイングを測定又は解析するための装置であって、
ａ）人工知能手段を含み、
ｂ）処理手段が、早期処理手段を含み、センサ手段又は検出手段からの情報が、前記人工知能手段によって受け取られる前に、該早期処理手段によってスイングをより良く特徴付けるデータに処理可能であり、
ｃ）前記人工知能手段は、前記早期処理手段から情報を受け取って処理するように作動可能である、
ことを特徴とする装置。
【請求項７】
前記センサ手段は、前記起立面に対する変形応答ではなく負荷応答を感知し、
前記センサ手段は、複数のセンサを含み、一部のセンサからの一部の情報が、他のセンサからの一部の情報とは別に処理される、
ことを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記人工知能手段は、１つ又はそれよりも多くのトレーニングされた人工神経回路網を含むことを特徴とする請求項６又は請求項７のいずれかに記載の装置。
【請求項９】
地盤反力を使用してゴルフスイングを測定又は解析する方法であって、
ａ）スイング中に地盤反力情報を取得する段階、
ｂ）スイングをより良く特徴付けるデータに前記情報を処理する段階、及び
ｃ）前記処理されたデータを人工知能によって受信して処理する段階、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１０】
地盤反力情報が、変形応答情報ではなく負荷応答情報として取得され、
前記情報の一部が、他の情報とは別に処理される、
ことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴルフスイングを測定又は解析するための装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＵＳ５、８２３、８７８は、２台のビデオカメラを使用してゴルフスイング運動を捕捉する方法及び装置を開示している。この装置は、スイングを解析する技術者又は専門家によって使用される様々なグラフを生成する。解析は自動的なものではなく、技術者又は専門家の知識及び技能に依存する。この装置及びその作動は、経費が比較的高くかつ複雑なものである。
ＷＯ２００４／０４９９４４Ａ１は、競技者に装着された１組の運動センサを使用してゴルフスイング運動を捕捉する方法及び装置を開示している。この装置は、スイングを解析する技術者又は専門家によって使用される様々なデータを生成する。先に引用のＵＳ５、８２３、８７８と同様に、解析は、自動的なものではなく、技術者又は専門家に関する知識及び技能に依存する。この装置及びその作動も、経費が比較的高くかつ複雑なものである。
【０００３】
ＵＳ７、２６４、５５４は、競技者に装着された１組の運動センサと共に少なくとも１台のビデオカメラを使用してゴルフスイング運動を捕捉する方法及び装置を開示している。１つの作動モードにおいては、解析は自動的なものではなく、システムは、スイングを解析するために人間の介入を必要とする様々な視覚的結果を生成する。別の作動モードにおいては、システムは、「運動指数スコア」という数を自動的に発生させるとされる。しかし、このスコア数は、スイングを正しく解析することにほとんど価値がないように見える。先に引用した発明と同様に、この装置及びその作動も、同じく経費が比較的高くかつ複雑なものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＵＳ５、８２３、８７８
【特許文献２】ＷＯ２００４／０４９９４４Ａ１
【特許文献３】ＵＳ７、２６４、５５４
【特許文献４】ＵＳ７、４０６、３８６
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、ゴルフスイングを測定又は解析するための装置及び方法を提供し、測定又は解析は、エネルギの発生及び身体及びクラブを通じた伝達に関して行われる。
本発明はまた、ゴルフスイングを測定又は解析するための装置及び方法を提供し、データは、主に競技者の地盤反力から得られ、処理された信号は、人工知能で解析される。用語「地盤反力」は、起立面と被検者又は競技者の足との間に発生する反力に関する。
本発明はまた、より具体的には、自動的に又は自動的かつ対話的にゴルフスイングを測定又は解析する装置及び方法を提供する。
本発明は、引用によりこの説明に組み込まれる添付の特許請求の範囲により具体的に定められている。
ここで、本発明を図１〜図１８を参照して単に一例として以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】主要セグメント、部分セグメント、及び関節の一部を示すダウンスイング位置の競技者及びクラブのモデルの概略正面図である。
【図２】エネルギパラメータデータ及び最適化−規則データを使用してスイングを測定又は解析する際の順次的な段階を示すブロック図である。
【図３】ダウンスイングにおける主要最適局所エネルギ発生シーケンスを示すブロック図である。
【図４】人工知能手段を使用してスイングにおける情報を検出及び処理する際の順次的な段階を示すブロック図である。
【図５】対話型トレーニングを備えたスイングにおける情報フローを示すブロック図である。
【図６】スイングの経過に伴う骨盤セグメント角度位置の神経回路網予測を示す図である。
【図７】スイングの経過に伴う骨盤セグメント角速度の神経回路網の予測を示す図である。
【図８】スイングの経過に伴う肩／胴体セグメント角度位置の神経回路網予測を示す図である。
【図９】スイングの経過に伴う肩／胴体セグメント角速度の神経回路網予測を示す図である。
【図１０】スイングの経過に伴うシャフト／クラブセグメント角度位置の神経回路網予測を示す図である。
【図１１】スイングの経過に伴うシャフト／クラブセグメント角速度の神経回路網予測を示す図である。
【図１２】スイングの経過に伴う絶対クラブヘッド速度の神経回路網予測を示す図である。
【図１３】回路網入力が様々な処理済みパラメータ及び横力を含むスイングの経過に伴うシャフト／クラブセグメント角速度の神経回路網予測を示す図である。
【図１４】回路網入力が様々な処理済みパラメータを含むが横力を含まない図１３に示すのと同じスイングの経過に伴うシャフト／クラブセグメント角速度の神経回路網予測を示す図である。
【図１５】回路網入力が直接的な垂直力及び横力のみを含む図１３に示すのと同じスイングの経過に伴うシャフト／クラブセグメント角速度の神経回路網予測を示す図である。
【図１６】スイングの経過に伴う神経回路網による生予測プロット及び対応する平滑化された予測プロットを示す図である。
【図１７】クラブのバックスイングのトップの時間の神経回路網による時間−点予測を示し、かつ予測する際に使用される三角形重み関数の表現を示す図である。
【図１８】競技者の典型的な足の位置が力プレート上に示されている双プラットフォーム力プレートと競技面上に位置決めされたボールとの概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
この説明及び特許請求の範囲を通じて、装置及び方法は、典型的にグリーン上のホールに対応するターゲットに向う方向にボールを打つ競技者に対して説明する。ターゲットに向う方向は、ターゲット方向と呼ぶことにし、ターゲットに最も近い競技者の手又は足は、ターゲット側手又は足と呼ぶことができる。右ききの競技者は、通常、右から左にボールを打つ。テイクアウェイは、競技者がバックスイング開始時にアドレス位置から離れてクラブを移動させる時間イベントを指す。インパクトは、クラブヘッドがボールに衝突する時間イベントを指し、フォロースルーは、インパクトの後に行われるスイングの部分を指す。バックスイング及びダウンスイングにおける異なる点は、競技者の正面図においてクラブシャフトと垂直軸の間の角度を参照にして都合よく追跡することができ、ＢＳ、ＤＳ、及びＦＴは、それぞれ、バックスイング、ダウンスイング、及びフォロースルーを指す。テイクアウェイは、約ＢＳ０°で発生し、クラブシャフトが水平位置を達成する時のＢＳ９０°、及びクラブシャフトが垂直上向きに向けられるＢＳ１８０°に進み、バックスイングの終わりまで続く。クラブは、ダウンスイングで回転を逆にし、クラブシャフトは、ＤＳ１８０°で垂直上向き位置を達成して、ＤＳ９０°の水平位置、及び約ＤＳ０°のインパクトに進む。それは、次に、引き続きフォロースルーに入り、水平位置でＦＴ９０°を達成する。中間角度位置は、関連の角度で同様に表される。
【０００８】
ドライブスイングの主要な目的は、ボールをできるだけ意図するつまりターゲット方向に進ませることである。これは、非常に高いクラブヘッド速度で、及びクラブフェースとボールの間の正確な接触でボールを打つことによって達成される。殆どの他のスイングの主要な目的は、同じく意図するつまりターゲット方向に、競技者がボールを打つことができる最大距離よりも短い望ましい距離をボールに進ませることである。明細書及び特許請求の範囲を通して、用語スイングは、パターストローク以外の全てのゴルフストローク又はスイングに適用されると理解される。
【０００９】
優秀なドライブスイングに典型的な非常に高いクラブヘッド速度を達成するには、驚くほど複雑な組の活動が必要であり、これは、ゴルファー又はコーチにより適切に理解されていないように見える。個々の競技者のゴルフスイングは、科学的な形式の評価の及ばないものであり、コーチ技能及び経験を有する人間の介入によってのみ実質的に解析及び改善することができるという一般的な考えが、競技者、コーチ、及び他の関連する専門家の間にあるように見える。この一般的な考えは、全てのゴルフスイングにわたって広がっているようである。
【００１０】
本発明の態様は、個々の競技者のスイングが、身体を通じたエネルギ発生及び伝達の要素を識別、測定、及び解析することによって人間の介入なしで科学的に評価及び解析することができるという見識である。この見識は、最大クラブヘッド速度を取得するという目的で、かつ競技者が可能である最大値よりも小さいクラブヘッド速度を取得するという目的で等しくスイングに適用される。この見識は、決して自明ではなく、その理由は、ゴルフスイングの従来の秘密は、必要とするエネルギが最大でもあり、かつ最小でもあるスイングに等しく適用されるからである。
【００１１】
本発明の別の関連する態様では、一般的な熟達した競技者に対して、身体を通じたエネルギ発生及び伝達の重要な要素の多くは、スイング間で同じか又は似通ったままであり、かつ１つのスイングの解析は、その競技者による全ての固有のスイングに有効である可能性があるという認識を伴っている。
本発明の付加的な態様は、競技者が様々なスイングにわたって身体を通じた類似した形式のエネルギ発生及び伝達を行う傾向があるという認識に関連するものである。特に、ドライバなどの長めのクラブに対して行うエネルギ発生及び伝達の形式は、クラブスイングの完全な範囲全般にわたってエネルギ発生及び伝達のテンプレートを形成する傾向がある。従って、１つのこのようなクラブに関するエネルギ発生及び伝達の識別及び改善は、有利な態様では、その範囲にわたって他のクラブに適用することができる。
【００１２】
非常に高いクラブヘッド速度を発生させることに加えて、これを必要とする場合、身体を通じた熟達したエネルギ発生及び伝達の適切な実行は、ショットの精度を促進することにおいて基本的なものである。試験は、エネルギの熟達した発生及び伝達によるスイングは、エネルギ浪費が最小であり、より一貫性がある傾向があり、運動がより平滑になり、かつフォロースルーにおいて未利用エネルギを吸収するために身体を緊張させる必要性が最小にされることを示している。これらの特性により、ショットを実行する際の競技者の制御及び精度が促進にされかつ改善する。
【００１３】
身体を通じたエネルギ発生及び伝達、及び最終的にクラブヘッドに直接に関連する特定の重要なスイングパラメータは、説明しやすいように、「エネルギパラメータ」と呼ぶものとする。エネルギパラメータを判断又は計算するのに使用される情報又はパラメータも、「エネルギパラメータ」と呼ぶものとする。本発明の別の態様は、重要なエネルギパラメータの識別である。
スイングがどのようにエネルギパラメータにより影響されるかを明記する基準又は規則は、説明しやすいように、「最適化規則」と呼ぶものとする。これらの基準は様々な方法で示すことができるが、本明細書において一貫性が得られるように、可能な場合には、最適化規則は、スイング熟達化を表す基準として示すものとする。このような最適化規則に沿わない進行的不具合は、スイング熟達度不足及びスイング誤差に対応することになる。
【００１４】
図２は、エネルギパラメータデータ及び最適化規則データを使用してスイングを解析するためにシステムが使用される順次的な段階を示すブロック図である。図中で使用する説明上の略語は、以下の簡単な説明においては括弧内に示している。エネルギパラメータの測定値又は判断を可能にするスイング（Ｓ）に関する情報は、測定手段（ＭＭ）によって得られる。エネルギパラメータデータ手段（ＥＰＤＭ）は、情報からエネルギパラメータを判断する。最適化規則データ手段（ＯＲＤＭ）はエネルギパラメータが判断される基準を供給し、解析手段は、スイングの解析結果（Ａ）を発生させることができる。
【００１５】
エネルギパラメータの識別及び解析を助けるために、競技者及びクラブは、自在継手により連結されたセグメントの運動連鎖としてモデル化される。ここで、図１を参照するが、図１は、中間ダウンスイング位置の競技者及びクラブのモデルの概略正面図を示している。
運動連鎖は、４つの連結されたセグメントの単一の連鎖に簡素化することができるが、他のより精緻化された他の実施形態を用いることもできる。４つのセグメントの使用により、より複雑なモデルの殆どの精度が保持されると同時に解析及び説明が簡素化される。便宜上、連鎖の第１、第２、第３、及び第４のセグメントは、それぞれ、「Ｓ１」、「Ｓ２」、「Ｓ３」、及び「Ｓ４」と呼ぶものとする。代替的に、便宜上、「骨盤」セグメント、「胴体」セグメント、「腕」セグメント、及び「クラブ」セグメントと呼ぶことができるが、これらは、セグメントの解剖学的に正しい説明ではない。連鎖の成分は、右利きの競技者の特徴を示す右から左から打つ競技者において以下の順序に配置される。鏡像配置が、左から右に打つ競技者には適用される。図中で参照番号又は文字を使用して、第１のセグメントＳ１は、下半身又は「骨盤」セグメントである。それは、骨盤及び脚を含み、かつ足を通じて柔軟に地面（１）に接続されている。第２のセグメントＳ２は上半身セグメントであり、肩部腰より上方の胴体を含む。それは、柔軟に腰（２）の脊髄部分で自在継手を通じてＳ１に接続した主として剛性のセグメントとして処理することができる。第３のセグメントＳ３は、腕セグメントである。それは、両腕を含み、左肩関節（３）を通じて一般的にＳ２に接続されている。第４のセグメントＳ４は、手及びクラブを含む。それは、左手首（４）を通じてＳ３に典型的に接続した主として剛性のセグメントとして処理される。左腕は、Ｓ２及びＳ４を接続するスイングの全部ではないにしても一部にわたって略真っ直ぐなままである主として剛性のセグメントとして処理される。右腕はスイングを通じて屈曲し、Ｓ２及びＳ４を接続するが、連鎖の関節を直接に結合するわけではなく、部分的にスイングにパワーを供給し、かつ制御する役目をする。足と地面の接続部は、連鎖の近位端と称し、クラブヘッド端部（ＣＨ）は遠位端と称する。説明中のセグメントは、「インスタント」セグメントと呼ぶことができる。
【００１６】
明細書の後半で明らかである理由から、セグメントの一部は、部分セグメントにも分割される。胴体セグメントは、中心脊髄位置（５）で接合される下部胴体セグメントＳ２ａ及び上部胴体セグメントＳ２ｂに分割される。これは、脊柱及び腰の柔軟性を反映する多少任意の分割である。各腕も、２つの部分セグメントに分割され、左腕は、上部腕セグメントＳ３ａＬと、下部腕セグメントＳ３ｂＬに分割され、関節が左肘（６）にある。右は、同様に、２つの部分セグメントＳ３ａＲ及びＳ３ｂＲに分割されている。尚、セグメントと部分セグメントには区別があり、解析においては、違った処理が行われる。
【００１７】
エネルギ発生及び伝達
連鎖のセグメントは、セグメント自体の移動に関連の筋肉からのエネルギの発生により、及び近位側セグメントからのセグメントへのエネルギ伝達により運動エネルギを取得する。全てのゴルフスイングにおいては、最大距離を必要とするか否かに関わらず、運動連鎖の最終的なターゲットは、インパクトがボールに行われるまでに連鎖の遠位側クラブヘッド端部にエネルギをできるだけ効率的に伝達させることである。スイングにおけるあらゆる時点での総運動エネルギは、個々のセグメントの運動エネルギの合計ということになる。セグメントが直線移動を有する場合、直線運動エネルギは、１／２ｍｖ2ように判断することができ、ここで、ｍ及びｖは、それぞれ、セグメント質量及び線速度である。セグメントが角度移動を有する場合、その角運動エネルギは、１／２Ｉ．ｗ2ように判断することができ、ここで、Ｉ及びｗは、それぞれ、セグメント慣性モーメント及び角速度である。線形かつ回転運動エネルギは、時間的にどの瞬間にも個別であるが、スイングの経過に伴って一方から他方へ全部又は部分的に変換することができる。
【００１８】
セグメントに関連の筋肉からのセグメント内のエネルギの即時の発生は、便宜上、「局所」エネルギと呼び、エネルギを発生させる仕事を「局所」仕事と呼ぶものとする。Ｓ１の場合、これらの「局所」筋肉は、主に、骨盤の回転及び直線移動を送出する腿及び脚の筋肉を含む。他のセグメントの場合、局所エネルギは、主に、即時セグメントと近位側セグメントの間の関節に関連して主として作用する筋肉の働きから生じる。従って、Ｓ２、Ｓ３、及びＳ４は、主としてそれぞれＳ１とＳ２の間、Ｓ２及びＳ３間、及びＳ３とＳ４間での関節に関連して作用する筋肉の働きから局所エネルギを取得する。「局所」エネルギは、ゴルフスイング内で発生かつ伝達される全てのエネルギの初期発生源になる。
【００１９】
エネルギが連鎖に沿ってセグメント間で伝達される重要な機構は、インスタントセグメントが、近位側セグメントで発生されるか又は存在しているエネルギにより近位側セグメントと共に加速されるように、インスタントセグメントを加速中の近位側セグメントにラッチすることによるものである。この過程は、便宜上、ラッチ伝達と呼ぶものとし、セグメントは、過程がそれぞれ開始及び終了した時に「ラッチされ」及び「ラッチを解かれる」。ラッチは、互いにラッチ状態にある一連のセグメントに沿って発生することができ、連鎖内の全てのセグメントは、ラッチ状態である連鎖内の最も近位側のセグメントで発生されているか、又は存在しているエネルギにより加速される。典型的には、インスタントセグメントは、その移動の最初に近位側セグメントとラッチ状態になり、その過程で比較的低い速度エネルギを取得し、次に、近位側セグメントより大きい速度に加速した時に「ラッチを解かれる」。ラッチ伝達は、回転運動及び直線運動の両方に対して両方ともに発生する。
【００２０】
局所エネルギが近位側セグメントからインスタントセグメントを開始するために使用された時、運動量は、インスタントセグメントと近位側セグメントの間で伝達される。運動エネルギは、通常、これが発生した時にセグメントの間で伝達され、この過程は、便宜上、「開始」伝達と呼ぶものとする。
スイングの経過に伴って、結合セグメントＳ３及びＳ４は、左肩関節の接続部から近位側セグメント周りに振り投げられる。肩部及び回転中の上腕Ｓ３の筋肉からの局所エネルギによりパワーを与えられることに加えて、エネルギは、この振り投げ構成部を引く左肩での力により近位側セグメントからも伝達される。近位側セグメントからの非局所的エネルギのこの伝達は、便宜上、類似のエネルギ伝達が一般的なパチンコ又は投石器において発生するように「振り投げ」伝達と呼ぶものとする。引張力は、近位側セグメントによりパワーが供給される左の肩関節の回転及び直線移動により引き起こされる。パワーは、近位側セグメントから離れて、又はセグメントＳ２の角度移動又は直線移動の減速から生じる場合がある。ラッチ伝達とは異なり、振り投げ伝達は、減速セグメントから発生する可能性があり、その理由は、関わっているセグメントの角速度又は線速度が、同じ角度の速さに固定されないからである。振り投げ弧のある一定の部分にわたって、より高い前進速度からの左肩の減速運動を含む左肩の前進移動又は回転により、振り投げショットの遠位端が加速される。
【００２１】
スイングにおける発生するセグメント間の別の形式のエネルギ伝達は、便宜上、その名前の普通の武器及び農器具において発生するような「殻竿」伝達と呼ぶものとする。これは、２つの接続したセグメントが、同じ方向に回転及び平行移動中である場合に発生し、共に運動エネルギを含み、近位側セグメントの遠位端は減速し、遠位側セグメントの近位端が近位側セグメントと共に減速し、同時に、遠位側セグメントの遠位端が速度を増して加速するが、セグメントの運動エネルギが主として保存されるからである。近位側セグメントの遅滞が主としてエネルギの損失又は後方伝達なしに発生した所で、従来の殻竿に当て嵌まるように、近位側セグメント内の運動エネルギの変化は、遠位側セグメントの遠位端にも伝達される。熟達したスイングにおいては、セグメントＳ３及びＳ４は、制御された２つの部分から成る殻竿の働きをし、遠位側クラブヘッド端部は、Ｓ３及びＳ４が単一のセグメントとして働いた場合に可能である場合よりも遥かに速い速度を達成することができる。ダウンスイングにおける重要な点までＳ３及びＳ４をほぼ直角又はそれより少し下回る角度に保持することによって、遠心力のために、クラブヘッド遠位端に同時にＳ３及びＳ４の近位端を減速しながら迅速に加速速度を増大させる殻竿機構がその後開かれる。従って、それによって遠位端への運動エネルギの大きな伝達が発生する。殻竿伝達は、他の接続セグメント間でも発生する可能性がある。
【００２２】
更に別の重要性の劣る形式のセグメント間エネルギ伝達は、回転中の競技者が、ダウンスイングのその後の段階においてＳ４の近位端及びＳ３の遠位端を身体に近づけることによって一般的な回転軸周りに身体の有効回転半径を短縮することによって自分の回転慣性モーメントを低減した場合に発生する。運動量が保存されるので、それによって角速度及びエネルギの全体的な増加が発生し、この増加は、熟達したスイングにおいては、クラブヘッドに伝達される。この形式の伝達は、運動エネルギの「半径短縮」伝達と呼ぶものとする。
【００２３】
運動エネルギは、セグメントＳ３及びＳ４が重力的に持ち上げられ、競技者の身体が、様々なセグメントＴＯＢ位置に弾力的に歪んだ時にバックスイングにおいて位置エネルギに変換される。このエネルギの大半は、通常、ダウンスイングにおける運動エネルギへの再変換により回収される。運動エネルギは、ダウンスイング中にクラブシャフトの弾性歪みにおいて位置エネルギにも変換される。このエネルギの一部は、熟達したスイングにおいてはインパクト前に回収することができる。
【００２４】
運動エネルギは、位置エネルギへの変換と類似した過程においても使用され、その理由は、運動エネルギにより、更に別の運動エネルギを後で達成することができる状況が発生するからである。この過程は、生体力学文献で一般的に「伸張伸縮」という過程でスイングにおいて使用される筋肉の伸張に関する。関連の状況では、伸張伸縮される筋肉は、そうでない場合よりも大幅に大きい割合かつ大きな量でエネルギを発生させることができる。この現象は、バックスイング及び早期ダウンスイングにおいて、ダウンスイングの後半により大きい割合でより大きい運動エネルギを発生させるための手段として運動エネルギを使用するために熟達したスイングにおいて使用される。
【００２５】
殆どのスイングに一般的なエネルギ発生及び伝達
エネルギ発生は、セグメントＴＯＢ位置を引き起こすために、セグメントが回転した場合に平面図で時計回りにバックスイングで始まる。「ＴＯＢ」は、一般のゴルフ表現「バックスイングのトップ」に暗に指し、かつダウンスイングを開始するために運動が逆転される前のバックスイングにおけるセグメントの末端運動位置を指す（通常は一般のゴルフ用語におけるクラブセグメントを指すに過ぎないが）。セグメントは、通常、異なる時点にそれぞれのＴＯＢ位置に到達する。用語「ＴＯＢ−１」、「ＴＯＢ−２」、「ＴＯＢ−３」、及び「ＴＯＢ−４」は、それぞれ、セグメント１、２、３、及び４のバックスイングのトップを指すために使用する。ダウンスイングは、各セグメントに対してＴＯＢから開始され、様々なセグメントは、通常、異なる時点にダウンスイング回転を開始し、回転のダウンスイング方向は、平面図において反時計方向である。セグメントは、瞬間的にＴＯＢで休止するか、又はＴＯＢで瞬時に事実上逆転することができる。
【００２６】
ダウンスイングは、ＴＯＢ−１から始まって、回転中のＳ１における局所エネルギの発生で開始することができる。他のセグメントＳ２、Ｓ３、及びＳ４の一部又は全ては、連鎖形成でＳ１とラッチ状態になり、これらのセグメントは、Ｓ１で発生された局所エネルギからラッチにより伝達されたエネルギで回転する。
一般的に、ダウンスイングが進む時に、局所エネルギにより、Ｓ２が、Ｓ１に対して回転を開始し、Ｓ３は、左肩関節周りの回転を開始する。これらの運動は、傾斜スイング平面で複合回転に寄与する。これらの様々な運動により、エネルギは、振り投げ伝達により連鎖に沿って伝達される。
【００２７】
位置エネルギは、バックスイング及び早期ダウンスイングにおいてＳ３及びＳ４の重力的な上昇を高める際に発生される。このエネルギは、スイングがボールに対するインパクトに進む時に運動エネルギに徐々に再変換される。このエネルギ源は、熟達したスイングでも未熟スイングでも実質的に同一であり、従って、本明細書で更に論じないものとするが、スイングの重要な成分である。
腕及びクラブセグメントＳ３及びＳ４は、ダウンスイング開始時に平角を大幅に下回る角度で開始される。これらのセグメントは、スイングが進んでクラブヘッドが遠心力により外方に引かれる時に徐々に又は制御されて矯正され、かつクラブヘッドがボールと接触する時間により平角を近似することができる。Ｓ３とＳ４間の相対的な角度は、ラッチを用いてセグメントの間で初期角度を維持することができるのでラッチ又はラッチ解除がスイング中にこれらのセグメント間で発生した場合にそれによって影響される。良好な関連では、これらのセグメントをラッチ解除することによって、エネルギは、殻竿伝達により連鎖に沿って更に伝達される。
【００２８】
局所エネルギは、Ｓ４の回転にパワーを供給するのに使用することができる。
それぞれの近位側セグメントからＳ２、Ｓ３、及びＳ４を開始する局所エネルギにより、エネルギは、開始伝達により連鎖に沿って更に伝達することができる。
【００２９】
最適化されたスイングにおけるエネルギ発生及び伝達
エネルギ発生は、バックスイングにおいて開始され、バックスイングは、ダウンスイングより遥かに低いレベルのエネルギ発生及び伝達のレベルを含む。最適バックスイングにおいては、セグメントは、時系列ＴＯＢ−１、ＴＯＢ−２、ＴＯＢ−３、及びＴＯＢ−４でＴＯＢ位置を引き起こすために、円滑にかつ調節されて移動される。ダウンスイングは、各セグメントに対してＴＯＢから開始され、かつ最適スイングにおいては、バックスイングが終了したＴＯＢ−１、ＴＯＢ−２、ＴＯＢ−３、及びＴＯＢ−４である同じ順番で開始する。熟達したスイングにおいては、各ＴＯＢは、セグメントの全体的なダウンスイングシーケンスの開始がセグメントの全体的なバックスイングシーケンスの終了と重なるように一般的にバックスイングからダウンスイングに迅速に変わる。
【００３０】
ダウンスイングにおける最も重要な開始活動のうちの１つは、ＴＯＢ−１から始まる回転中のＳ１における局所エネルギの発生である。熟達したスイングにおいては、Ｓ２、Ｓ３、及びＳ４は、タイミングを取ったシーケンスでＳ１に連鎖の形式でラッチ状態になり、それぞれ、ＴＯＢ−２、ＴＯＢ−３、及びＴＯＢ−４で開始される。これらのセグメントは、Ｓ１で発生された局所エネルギからラッチにより伝達されたエネルギで回転する。
【００３１】
ここでもまた、熟達したスイングにおいては、筋肉伸張伸縮に至る何らかの更に別の身体の歪が、セグメントＳ２、Ｓ３、及びＳ４に対してダウンスイングの早期の段階において発生し、従って、それによってＳ１ラッチが漸進的に生成される。この過程で最も重要な例は、Ｓ１及びＳ２の場合に発生する。Ｓ２がＴＯＢ−２でＳ１とのラッチを開始した時、Ｓ１は、明らかに、Ｓ２より速い速度で回転中である。この状況は、短時間は残り、骨盤と肩部間の相対的な角度は、徐々に増加する。最終的には、Ｓ２は、Ｓ１に角速度が追いつき、その時点で、Ｓ１とＳ２のラッチは、完全に所定の位置であると見なされる。この時点で、骨盤と肩部間の角度は、最大であり、かつＳ１とＳ２の間の筋肉の伸張伸縮は完了される。これらは、Ｓ２内での局所エネルギの発生に関連の筋肉である。この時間は、コーチのための文献では、「Ｘファクタ伸張」ということもあり、かつ本明細書では、同様の用語「Ｓ１−Ｓ２伸張」と呼ぶこととする。Ｓ１及びＳ２の更に別の相対的な回転は、約０〜３０°にわたって変化する。高めの値は、機械的に逆効果である可能性があり、けがを引き起こす場合がある。熟達した競技者は、この範囲の中間範囲の値を達成する。同様に、初期ラッチ過程においてＳ３及びＳ４セグメントが近位側セグメント角速度で追いつく時間は、「Ｓ２−Ｓ３伸張」及び「Ｓ３−Ｓ４伸張」の時間と呼ぶこととする。これらの伸張は、部分セグメントにわたって任意的に計算することができ、例えば、Ｓ１−Ｓ２伸張は、Ｓ１−Ｓ２ａ−Ｓ２ｂ伸張として見て計算することができる。
【００３２】
Ｓ２の初期ラッチ状態の回転で、左の肩関節は、Ｓ２回転軸周りに回転し、次に、左腕が引かれる。この引きの方向は、Ｓ３−Ｓ４セグメント組合せの質量中心とは一致しておらず、引張力が原因で、又は引張力によりＳ３−Ｓ４が、迅速に一般的にスイング平面という平面で弧を描いた運動になる運動を開始することが助けられる。これは、振り投げ伝達によるＳ３及びＳ４への運動エネルギの伝達の開始を表すものである。スイング運動が進む時、引張力は、質量中心とは一致していないままであり、かつ弧を示す運動でＳ３−Ｓ４組合せを加速し続け、クラブヘッドはその遠位端にある。それぞれの回転軸を中心とした半径長内の違いのために、左肩とクラブヘッド遠位端の速度間に有利な拡大効果がある。
【００３３】
スイング平面内のこのスイング運動は、左の肩関節周りに腕セグメントを回転させる際に肩部での局所エネルギによってもパワーが供給される。垂直により近いＳ２回転軸及び水平により近い左肩回転軸周りのＳ３−Ｓ４セグメントの複合運動により、傾斜スイング平面で適切な角度移動がもたらされる。それによってスイング機構の更に別の不可欠な成分が得られる。
スイングが進んでクラブヘッドがより大きい速度を達成しながら、局所エネルギは、Ｓ１セグメントからＳ２セグメントを開始するために使用され、この過程でセグメントの移動が徐々にラッチを解かれた状態になる。この活動は、局所エネルギの発生を含み、かつＳ１とＳ２間の関節に関連の筋肉によりパワーを供給されると共に、これらのセグメントがラッチ状態のまま達成することができるよりも大きい角速度を発生させることができる。これは、常に増加中である速度でスイング伝達機構にパワーを供給し続けるものである。
【００３４】
ダウンスイングのこれらの第１の段階を通じて、Ｓ４は、Ｓ３にラッチ状態のままであり、前腕とクラブシャフト間の角度は、一般的に約６０°〜７０°の角度に競技者により維持される。競技者は、次に、約ＤＳ１７０°〜ＤＳ１３５°周りでＳ３−Ｓ４をラッチを解かれた状態にし、この時点で、運動エネルギは、殻竿機構による伝達を開始する。ラッチ解除時に、Ｓ３−Ｓ４組合せは、左肩関節周りに高速で回転中であり、高い遠心力が発生される。これらの力は、Ｓ３とＳ４の間でこの時点ではラッチを解かれた状態である角度を迅速に開き、Ｓ４の遠位端の加速の増大及び近位端の減速が引き起こされる。総エネルギは、実質的に保存され、運動エネルギは、減速中の腕及び手から迅速に加速中であるクラブヘッドに伝達される。
【００３５】
全てのラッチ解除アクションと同様に、Ｓ３−Ｓ４ラッチ解除は、短い持続時間にわたって発生する。ラッチ解除アクションの特性は、クラブヘッド速度の最終的生成に対するその重要性のために有意である。Ｓ３−Ｓ４回転ラッチ解除アクションは、手首の内転であり、コーチ用語の「手首アンコック」アクションに対応する。
Ｓ３は、インパクトまで回転し続け、すなわち、Ｓ３−Ｓ４ラッチ解除後にそれ自身の局所エネルギによりパワーが供給され続ける。
Ｓ３からＳ４のラッチ解除後、競技者は、通常、Ｓ３−Ｓ４関節に関連の筋肉、すなわち、主として肘及び手関節に関連の筋肉からの局所エネルギでＳ４の回転にパワーを供給する。それによってエネルギの開始伝達がＳ３からＳ４まで発生する。
【００３６】
最大距離を必要とするショットにおいては、競技者は、最大クラブヘッド速度をインパクトの時間に適合させようとする。それによって特定の問題が発生するが、その理由は、手関節は、インパクト時間に接近する熟達した競技者に対しては一般的である速い速度で手首アクションにパワーを供給することができないからである。達成された競技者は、ダウンスイングの非常に加速された状態の最中に発生するクラブシャフト内の歪みエネルギを有利に利用する。この歪みエネルギの一部は、クラブヘッドがＳ４局所エネルギからの落下により加速速度を低減する時にシャフトの矯正で解除されるが、インパクト直前には依然として明らかに加速中である。
【００３７】
最適化されたスイングの特定の態様
バックスイングを実行してダウンスイングへ逆転させる方法は、最適エネルギパラメータ特性を設定する際に重要である。特に、セグメントは、制御を維持してけがの危険性を回避しながら正しい位置を設定する制約条件内でバックスイングできつく巻き上げるべきである。
それによって以下の利点が得られる。
ｉ）ダウンスインラッチが最小の筋肉支持で開始することができ、セグメント間のリンクは、主に機械的に受動的である。
ｉｉ）バックスイングにおける伸張伸縮が最大化され、早期ダウンスイングにおいて必要とされる量が最小限になる。
ｉｉｉ）弾性歪みにおいて蓄えられる位置エネルギが最大になり、これは、ダウンスイングにおいて回復することができる。
ｉｖ）ダウンスイングが始まるのに掛かる時間の長さが加速され、時間の余裕ができると共に、ダウンスイング連鎖の他の態様を最適化することができる。
【００３８】
セグメントのこのような巻き上げを助けるファクタには、以下がある。
ｉ）セグメントは、適切にセグメントの巻き上げにパワーを供給するためにバックスイングにおいて十分な角速度及び関連の運動エネルギを達成すること。
ｉｉ）セグメントは、時系列Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、及びＳ４において、回転による巻き上げを完了すること。それによって前の巻き上げ部を保持又は締め付ける際に毎回の連続的巻き上げが促進にされる。いずれかのセグメントの巻き上げを完了する順番が狂うと、前の巻き上げたセグメントの巻き上げの弛緩になる場合がある。
ｉｉｉ）各ＴＯＢは、円滑にかつ鋭く完了し、反対の回転で迅速に逆転すること。
【００３９】
ダウンスイングは、セグメントＳ２、Ｓ３、及びＳ４がそれぞれＴＯＢ−２、ＴＯＢ−３、及びＴＯＢ−４にあるできるだけ早い時点に連鎖内でＳ１にラッチ状態でＴＯＢ−１でＳ１の回転で開始され、ダウンスイングのこの早期の低速段階により、比較的遅いが強力なＳ１局所筋肉群の全面的な使用が可能である。
Ｓ１局所筋肉群がダウンスイングの最初の段階においてＳ２局所筋肉群の伸張伸縮の程度を有利な態様では増大させることができることは、従来技術の生体力学機構において確立されている。この更に別の伸張伸縮は、バックスイングで可能及び達成可能であるものを超えており、最適スイングにおいて実行すべきである。これは、重要性は劣るが、Ｓ３ラッチ及びＳ４ラッチの同等の最初の段階中にも有利に実行することができる。これらのダウンスイング伸張伸縮過程は、特に、比較的遅効性Ｓ１局所筋肉群を使用して全ての遠位側セグメントの初期伸張伸縮にパワーを供給し、次に、より速効性の遠位側セグメントの筋肉における更に別のエネルギを達成するという利点を有する。
【００４０】
ラッチは、スイングの早期段階でエネルギを伝達させる非常に有利な方法になるので、伸張伸縮の生理的要件を相応に考慮した上で、すなわち、セグメントＳ２でＳ３、及びＳ４がＳ１と連鎖シーケンスにおいてラッチ状態で、各セグメントに対してできるだけ早期に開始すべきである。早期ラッチの利点には、以下がある。
（ａ）連鎖を通じたエネルギの非常に効率的な伝達が促進にされる。
（ｂ）インスタントセグメント内に仕事及び筋肉変位は伴わず、そのセグメント内の筋肉範囲の消散なく引き続いて使用することができる。
（ｃ）変位が他の中間セグメント移動モードにおいて必要とされるまで、筋肉範囲の始まり時の位置に維持される。
【００４１】
セグメントがその隣接の近位側セグメントから開始される時、いくつかの効率ファクタは効果を示し始める。
第１の効率ファクタは、開始を実行するのに必要とされる局所仕事率に関する。別個に考えると、開始は、近位側セグメントが同じ方向又は回転において加速段階を完了するまで当座のセグメントが開始を遅らせた場合に最も効率的に実行される。これは、インスタントセグメントが質量ＭIを有し、かつ開始中に加速ＡIで近位側セグメントから離れて線形に加速される必要がある場合に明らかにすることができる。近位側セグメントが加速段階を完成してラッチ状態であるインスタントセグメントと共に一定の速度で移動している場合、開始を実行するために局所筋により必要とされる力は、ＭIである。しかし、近位側セグメントが速度ＡPでまだ加速中であるのに開始が試行された場合、局所筋により必要とされる力は、ＭI（ＡI＋ＡP）の方が大きい考えることができる。類似した状況は、運動が回転運動である場合に存在する。
【００４２】
第２の効率ファクタは、２つのセグメントの間のエネルギ伝達に関する。局所エネルギが近位側セグメントからインスタントセグメントを開始するために使用された時、運動量は、総運動量は保存されるので近位側セグメントに伝達される。運動エネルギは、通常、これが発生した時にセグメントの間で伝達され、伝達の方向は、セグメントの速度に依存する。運動量及び運動エネルギ伝達の影響は、運動量は速度に比例し、運動エネルギは速度の二乗に比例するので、全く異なることがある。エネルギは、開始が開始される時に近位側セグメントが休止中である場合に、近位側セグメントに不利に伝達される。しかし、エネルギは、近位側セグメントが開始の持続時間を通して開始方向に移動中である場合は、近位側セグメントからインスタントセグメントに有利に伝達される。近位側セグメントの速度がより大きいほど、インスタントセグメントへのエネルギ伝達が大きい。従って、近位側セグメントからのエネルギの開始伝達は、近位側セグメントがその最大速度である時に最大化される。開始伝達は、回転運動に対しても直線運動に対しても発生する。
【００４３】
第３の効率ファクタは、開始が開始されると直ちに、インスタントセグメントが、近位側セグメントより大きい速度で移動し、かつラッチは、その初期の受動的リンク機構をもはや維持することができず、筋肉活性化によりリンク機構をサポートする必要があるという点でラッチの品質に関するものである。明らかに、特定の場合には、ラッチは、特にＳ１−Ｓ２回転ラッチの場合、もはや、事実上又は全く作動させることができず、両方のセグメントの回転は、同様に、位置決めされてかつ傾斜した軸周りに発生する。
【００４４】
これらのファクタからみれば、全ての他のものが等しい場合には、最適スイングにおいては、近位側セグメントは、できるだけ迅速にピークまで速度を加速すべきであり、インスタントセグメントの開始は、近位側セグメントがこの加速を完了してピーク速度に到達した後に最初に開始すべきであることが明らかである。また、運動連鎖の作動における一般原理は、不要な遅延なしで、理想的には全体として又は緊密に順番的にゆるみなく全ての働きを完了することであるので、近位側セグメントがピーク近位側セグメント速度に到達すると直ちにラッチ解除及び開始は発生すべきである。
【００４５】
最適スイングにおいては、全ての他のものが等しい場合、セグメントは、時系列Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、及びＳ４において最大速度を達成することが上記から認めることができる。
運動量及び主要なスイング軸周りの運動エネルギの発生に加えて、競技者はまた、実質的に前面において角並進運動量及び運動エネルギの重要な成分を発生させる。これは、前面に垂直な横軸周りのセグメント回転及び前面と平行なセグメント直線移動を含む。このエネルギ及び伝達は、「補助前部平面」エネルギ発生及び伝達と呼ぶこととし、コーチ用語の「体重移動」と呼ぶ過程との何らかの関係を有する。「前部平面」は、ターゲット方向に整列した垂直平面として定められる。
【００４６】
補助前部平面運動は、主なスイング角度移動と本質的に合成され、かつ４セグメントモデルにおいては、同じ局所筋肉群によってもパワーが供給される。
補助前部平面エネルギは、基本的に熟達した競技者により異なる方法で発生及び伝達される可能性があるという点で主スイングエネルギと異なっている。試験の結果、この更に別の近位側エネルギを発生及び伝達させる際に熟達した競技者によって使用される少なくとも３つの異なる方法が見出されている。スイングの約５０％では、形式「Ａ」と呼ぶこととする異なる技法が使用されることが見出されている。約４０％では、形式「Ｂ」と呼ぶこととする明確に異なる技法が使用される。残りは、集合的に形式「Ｃ」と呼ぶこととする１つ又はそれよりも多くの他の明確に異なる方法が使用される。詳細に形式Ｃを解析するのに利用可能な試験情報が不十分なものであったので、本明細書で説明する内容は、遭遇する頻度が高い方の形式Ａ及びＢに限定するものとする。
【００４７】
殆どの競技者は、単に１つの技法を用いるだけであるが、少数派では、時折、形式Ａスイングと形式Ｂスイングとの間で切り換わるといことが試験で認められた。従って、技法は、競技者特性よりはむしろより正確にはスイングと考えられる。形式Ａ及び形式Ｂは、プロの競技者から高い障害があるアマチュアに至るまで、異なる競技者技能にわたってかなり同様の割合で存在するようであり、両技法は、同様に達成されることが示されていることも認められた。２つの技法は、個々の熟達したスイングにおいて混合する可能性はなく、これらの２つの形式の間では熟達した技法は、形式Ａ又は形式Ｂであることが更に認められた。
【００４８】
まだ最終的に証明されてはいないが、形式Ａは、ターゲット方向に常に主として前部平面にある回転及び移動の組合せを含むように思われる。形式Ｂも、主として前部平面にある回転及び移動の組合せを含むように見えるが、この場合、ターゲット方向に全てのセグメントで開始し、次に、同じく主として前部平面においてセグメントの１つの殻竿形式の働きに切り換わり、近位端は、遠位端の加速を増大させるために減速される。
【００４９】
これらの移動の高速での複合の性質は視覚化しにくいが、それらの影響は、地盤反力の測定値に非常に明確に現われ、一般的に圧力中心、すなわち、ＣＯＰと呼ぶ得られる垂直の下向きの力は、前部平面の方向に、ターゲットに、又はターゲットから離れて強く移動することが認められる。
形式Ａ技法を使用する熟達したスイングは、ターゲットから離れて、右へのＣＯＰの直線移動で開始され、約ＢＳ１８０°とＤＳ１８０°の間で何らかの時点でターゲットに向けて残ったこれらのセグメントのより長い直線移動に逆転し、インパクトまで続く。直線移動は、スイング角度位置から部分的に独立したものである。試験は、形式Ａ技法は、ＣＯＰがターゲットに向う移動が長い方がターゲットに向った大きい直線加速及び速度を示す時、また、ターゲットに向った直線移動の長さが増大した時の方がエネルギ発生及び伝達が大きいことを示している。
【００５０】
形式Ｂ技法を使用する熟達したスイングは、ターゲットから離れて、右へのＣＯＰの同様の直線移動で開始され、ここでもまた約ＢＳ１８０°とＤＳ１８０°に間の何らかの時点でターゲットに向けて残った直線移動に逆転するが、距離は、形式Ａで発生するよりも非常に短い。直線移動は、次に、ターゲットから離れて右に再び逆転し、インパクトまで続く。この第２の逆転は、通常、約ＤＳ１８０°で発生するが、これは、ＤＳ１８０°の前に又はほぼＤＳ９０°と遅く発生する可能性がある。様々な直線移動は、形式Ａスイングの場合よりもスイング角度位置からの独立性が劣るように見える。試験は、形式Ｂ技法は、ＣＯＰがターゲットに向う第２の直線移動において及び第３の直線移動においてターゲットから離れる方がターゲットに向った大きい直線加速度及び速度を示す時にエネルギ発生及び伝達が大きいことを示している。これは、この第３の直線移動の初期で極めて重要であるように見える。これらの加速が第２及び第３ストロークで適用される長さも、発生及び伝達されるエネルギ量の増加に関連するものである。
【００５１】
競技者は、Ｓ３とＳ４の間に初期ラッチ角度を設定すること、及びラッチ解除の時間までのラッチ角度を維持することを含むＳ３−Ｓ４殻竿の作動のいくつかの態様を制御することができる。ダウンスイングが進む時に、それによって最初はＳ４を内方に引こうとする慣性力、及び次にＳ４を外方に引こうとするその後の遠心力に抵抗することが必要である。競技者は、これらの外方に引く遠心力の開始を超えるようにラッチ解除点を遅らせるべきである。ラッチ解除の後、競技者は、局所エネルギで直接にＳ３及びＳ４にパワーを供給し続けるべきである。これらの変数の正しい組合せは、競技者の間で変動する可能性があり、かつクラブシャフトにインパクトの少し前に最大速度を達成させると共にクラブヘッドにちょうどインパクト時点で最大速度を達成させる組合せである。組合せが正しくなければ、一般的に、最大潜在クラブヘッド速度の発生が早期か又は遅すぎるものになる。最大「潜在」クラブヘッド速度とは、ボールがインパクトにより減速されなかった場合に発生する最大値を指す。
【００５２】
簡素化したモデルの４つのセグメントに関連の４つの筋肉群は、実際には、多くの方法で、かつ多くの運動範囲で作用する遥かに多くの筋肉を含む。４つの簡素化した群として見た時、解析は、以下に簡素化することができる。各筋肉群は、その関連のセグメントに作用して、セグメントの角加速度及び線形加速を生じる力を供給する。仕事は、力がセグメントを変位させた時に行われ、発生されたエネルギは、セグメント内の回転で直線運動エネルギとして出現する。通常、筋肉のアクションは、最大運動範囲にわたって最大の力を持続させることによって殆どの仕事をすると共に、連鎖での伝達に向けて殆どのエネルギを発生させる。
【００５３】
機械的に効率的な運動は、セグメントの加速化において重要である。変位及び速度は、円滑に変化し、かつ正しく誘導されるべきである。
熟達したスイングにおいては、平均体型の競技者に対して、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、及びＳ４筋肉群は、スイングにパワーを供給するのに使用される初期の局所エネルギの約３０〜３５％、４０〜４５％、１５〜２０％及び５〜８％を助ける。
【００５４】
局所エネルギ及びエネルギシーケンス規則
試験の結果、競技が熟達しているほど、一般的なラッチ及び開始規則に従うことが見出されている。局所筋肉群は、低レベルの活性化のままの後、インスタントセグメントが近位側セグメントからラッチを解かれた状態になって送出され、この時点で比較的高いレベルの活性化になるように維持される。これが終了すると、局所筋は、遠位側セグメントがインスタントセグメントからラッチを解かれた状態になって送出される時に低レベルの活性化になる。
【００５５】
試験の結果、プロ又はスクラッチ競技者は、通常、Ｓ３以外の全てのセグメントに対してこれらの規則に従い、熟達した競技においてはＳ３筋肉群は、Ｓ４セグメントがラッチを解かれた状態になった後に活性化も続けることもわかった。規則のこの妥協点は、ダウンスイングにおけるＳ３群の比較的長い運動の範囲から、かつ弱い方のＳ４筋肉群と比較した相対的強さから生じるように見える。試験の結果、ハンディキャップが高い競技者は、一般的にダウンスイングの殆どにわたって規則に従うものではなく、異なる筋肉群の活性化と重なることもわかった。熟達した競技者は、遠位側セグメントがシーケンスに入る時、高いレベルの活性化までの増強、次に、迅速な減衰を示している。熟達度が乏しい競技は、一般的に、持続時間が長いほど低いレベルの活性化を示し、近位側筋肉群と遠位側筋肉群の活性化が重なる。
【００５６】
熟達した競技者に対して、Ｓ１筋肉群は、ＴＯＢ−４から活性化し、一般的に、非常に大雑把には約１００ｍｓの間、増強活性のままである。Ｓ２筋肉群は、Ｓ１が減衰する時に増強し、一般的に、非常に大雑把には約７０ｍｓ間、増強状態のままである。同様に、Ｓ３筋肉群は、Ｓ２が減衰する時に増強して、一般的に、非常に大雑把には約８０ｍｓ間、増強状態のままである。Ｓ４筋肉群は、Ｓ３が使用中のままである間に増強して、一般的に、非常に大雑把には約２０ｍｓ間、増強状態のままである。
【００５７】
Ｓ２セグメントの部分セグメント内の筋肉は、事実上、ラッチ状態になって互いに開始され、上部胴体の筋肉は、下部胴体の筋肉より連鎖に沿って、更に柔軟に支持される。Ｓ３セグメント内の筋肉は、肩部及び肘の筋肉群を含み、左ひじは、左肩より更に連鎖に沿って、右ひじは、右肩より更に沿っている。これらの組の支持部分セグメントは、同じラッチ及び開始状態及び規則に従うものであり、熟達したスイングにおいては、近位側部分セグメントの筋肉群は、遠位側部分セグメントの筋肉群の前に活性化を完了すべきである。部分セグメントのこのシーケンスが望ましい。通常、プロ及びスクラッチ競技者のスイングにおいて存在し、かつ通常、ハンディキャップが高い競技者のスイングにおいては不在である。
試験は、このシーケンスは、通常、Ｓ１の部分セグメント内には存在しないことを示している。これは、地面から骨盤までの部分セグメントの連鎖においては最も遠位側であるが、ダウンスイングの開始から使用中である腰−骨盤領域の力強い筋肉の優占位置のためのように見える。
【００５８】
各筋肉群の活性化に対して、パワー及びエネルギの最も効率的な使用又は最大量は、できるだけ迅速に高いレベルまで増強することによってシステムに供給され、できるだけ迅速に再び下ってその後傾斜し、仕事がなされてエネルギが発生し、これは、筋肉によって発生される力の変位を必要とする。この変位は、セグメント移動として発生する。セグメント移動は、筋肉の残りが高レベルで活性化させた時間の長さに関連するが、セグメント移動は、時間の長さに関連し、筋肉は、高レベルで活性化状態のままであり、局所エネルギ発生における重要な変数は、増強レベルでの時間よりはむしろ、増強レベルでの筋肉群力及びセグメント変位である。
【００５９】
以前の内容から、ＴＯＢ−１からインパクトまでのダウンスイングは、最大エネルギがクラブヘッドに発生すべきであり、かつ伝達すべきである場合は非常に正確に実行すべきであるエネルギ発生活動の非常に極めて重要なシーケンスを含むことが認められると考えられる。シーケンスにおけるあらゆる遅延は、ラッチ規則の違反の原因になるか、又はセグメントを変位させるために筋力を適用することができる時間量から差し引かれる。このエネルギシーケンスの識別及び理解は、ゴルフスイングの科学的解析及び改善の鍵である。
【００６０】
尚、最適エネルギ発生及び伝達に関するラッチの識別、ラッチ規則、及びエネルギシーケンス規則は、本発明に付随する新しい発見である。
尚、いくつかの従来技術生体力学に関する研究の結果、セグメント速度は、熟達したゴルフスイングにおいては、近位側〜遠位側シーケンスにおいてピークになることが多いことも観測されたが、いずれも、なぜこれがそうなのかに関する説得力がある理由か得られなかったように見える。一部の従来技術のコーチ法では、この観測結果を使用することを試みたが、この観測結果は基礎的な根底にある力学の１つの態様の副産物にすぎず、かつ一部の未完成のスイングは、近位側〜遠位側速度シーケンスを示すが、一部の比較的熟達したスイングは近位側〜遠位側速度シーケンス示さないという問題がある。しかし、重要な根底にあるシーケンスは、エネルギ発生シーケンスであり、これに対する理由は、一部はラッチ及び開始の考慮から得られるということが現在の発見事項から明らかである。全体的な根底にある力学の適切な理解が適切な解析及び改良に不可欠である。
【００６１】
図３は、ダウンスイングにおけるこれらの主要最適局所エネルギ発生シーケンスを示すブロック図である。大きなボックスは、ボックスに記載されたセグメント又は部分セグメント略語による高レベルの局所エネルギの期間を表している。「ＲＵ」と記載されボックスは、以下のボックスに示すセグメント又は部分セグメントの局所エネルギの低レベルから高いレベルまでの活性化からの増強を示している。「ＲＤ」と記載されたボックスは、前出ボックスに示すセグメント又は部分セグメントの局所エネルギの高レベルから低レベルまでの活性化からの減衰を示している。「ＩＭＰ」と記載された最終ボックスは、インパクトイベントを指す。試験の結果、局所筋活性化のこの恐らく驚くほど複雑なシーケンスは、主に殆どの非常に熟達した競技者によって達成されることが見出されている。更に、これは、０．５秒を少し超えるスイングの休止時間内に達成される。明確なシーケンスのうちのハンディキャップが高い競技者によって達成されるものはごく僅かである。
【００６２】
エネルギパラメータ、最適化規則、及び最適シーケンスの要約
以前の段落で説明したエネルギパラメータを以下のリストにおいて要約する。
−セグメント及び部分セグメント局所エネルギ／力の増強の開始及び完了時間。
−セグメント及び部分セグメント局所エネルギ／力の減衰の開始及び完了時間。
−平均値及びピーク値を含むセグメント及び部分セグメント局所エネルギ／力活性化のマグニチュード及び持続時間。
−接続セグメント間のラッチの時間及び移行特性。
−接続セグメント間のラッチ解除の時間及び移行特性。
−セグメントのピーク値の線形及び角運動エネルギレベル及び時間。
−局所筋肉群による変位によるピーク速度及び加速を含むスイングを通じた身体セグメント及びクラブセグメントとの角度位置、速度、及び加速度。
−局所筋肉群による変位によるピーク速度及び加速度を含むスイングを通じた身体セグメント及びクラブセグメントの線形位置、速度、及び加速度。
−ピーク速度及び加速度を含むスイングを通じた身体セグメント及びクラブセグメントとの絶対角度位置、速度、及び加速度。
−ピーク速度及び加速度を含むスイングを通じた身体セグメント及びクラブセグメントとの絶対線形位置、速度、及び加速度。
−クラブヘッド絶対速度を含む身体セグメント及びクラブセグメントの絶対速度。
−胴体セグメント及び腕セグメント間及びアームセグメント及びクラブセグメント間の角度位置、速度、及び加速度。
−身体セグメント及びクラブセグメントに関するバックスイングトップイベントの時間及び移行特性。
−バックスイングトップイベント時の様々な接続セグメント間の角度のマグニチュード。
−様々な接続セグメント間の最大筋肉伸張伸縮の時間。
−それらのセグメント間の筋肉伸張伸縮時間時の様々な接続セグメント間の角度のマグニチュード。
−連鎖に沿ったセグメント間の伝達として定められた運動エネルギラッチ伝達は、インスタントセグメントが近位側セグメントで発生されるか又は存在しているエネルギにより近位側セグメントと共に加速されるようにインスタントセグメントを加速中の近位側セグメントにラッチすることによるものである。
−インスタントセグメントの局所エネルギが近位側セグメントからインスタントセグメントを開始するために使用された時に運動量が交換され、運動エネルギが伝達される近位側セグメントからインスタントセグメントへの伝達として定められる運動エネルギのラッチ伝達。
−ターゲット側肩関節を平行移動又は回転させて遠位側部分を加速する弧を示して遠位側セグメントを振り投げる力による伝達として定められる振り投げ伝達。
−近位側セグメント及び遠位側セグメントの近位端がセグメントに作用する遠心力により減速される同じ方向に回転及び平行移動中である２つの接続セグメント内の既存の運動エネルギの最も遠位端への伝達として定められる殻竿伝達。
−回転中の競技者が有効回転半径を短縮することによって身体の回転慣性モーメントを低減し、より遠位側部分の加速度が引き起こされる運動エネルギの半径短縮伝達。
−バックスイング及び早期ダウンスイング時の位置重力エネルギの発生。
−ダウンスイング時の運動エネルギへの位置重力エネルギの変換。
−ダウンスイング時のクラブシャフト位置歪みエネルギの発生。
−ダウンスイング時の運動エネルギへのクラブシャフト位置歪みエネルギの変換。
−補助前部平面エネルギ発生及び伝達のカテゴリ。
−補助前部平面エネルギ発生及び伝達の特性。
−前部平面エネルギパラメータに関連する圧力中心位置、速度、加速度、及び移動範囲。
【００６３】
以前の段落で説明した最適化規則を以下のリストにおいて要約する。
−セグメント及び部分セグメントは、セグメントが近位側から遠位側の時系列において巻き上げている状態で、バックスイングトップ位置においてセグメントをきつく巻き上げさせるようにバックスイングにおいて十分な角速度及び関連の運動エネルギを達成すること。
−セグメント及び部分セグメントの順序付けられた巻き上げは、円滑であり、かつ調節すること。
−接続セグメントと部分セグメント間の巻き上げの程度は、全ての局所筋肉群の最適の伸張伸縮、更には関連の身体部分の最適な弾性の伸張が得られるようなものであること。
−バックスイングトップ位置を達成した時、各セグメント及び部分セグメントは、バックスイングからダウンスイング回転に迅速に変化すること。
−ダウンスイングは、局所筋肉群によりパワーを供給される最も近位側のセグメントで始まること。
−最も近位側のセグメント局所筋肉群は、できるだけ迅速により高い活性化レベルになること。
−全ての他のセグメント及び部分セグメントは、バックスイング運動を開始され、バックスイングトップ位置から始まって、最も近位側のセグメントまで近位側と遠位側の連鎖形成でラッチ状態であり、全てが、最も近位側のセグメント局所筋肉群によりパワーが供給されること。
−全てのセグメント及び部分セグメントは、最も近位側のセグメントと連鎖形成でラッチ状態であり、ダウンスイング運動を開始する時、最も近位側のセグメントに遠位側であるこれらのセグメント及び部分セグメントの局所筋肉群は、最適に更に伸張伸縮状態であり、かつ弾性伸張状態である。この更に別の最適な伸縮短縮及び弾性伸張は、各セグメント又は部分セグメントが連鎖内のその近位に隣接するものと同じ速度を達成する時に完了される。
−セグメント又は部分セグメントの局所筋肉群がその遠位に隣接するものより大幅にエネルギを有する場合以外は、セグメント又は部分セグメントは、遠位側セグメントが主要な局所エネルギ発生から活性化される前にその主要な局所エネルギ発生を終了すること。その結果として、遠位側セグメント又は部分セグメントは、その近位に隣接するものが最大速度を達成した後に最初に立ち上がる。
−セグメント又は部分セグメントは、近位に隣接するものから開始される前にその隣接部からラッチを解かれた状態になること。
−各セグメント及び部分セグメントの局所筋肉群は、セグメントが近位側セグメントからラッチを解かれた状態になって開始されるまで低レベルの活性化のままであり、この時点で、より高いレベルの活性化となって維持される。（最も近位側のセグメントの筋肉群の場合、これは、言うまでもなく、ダウンスイングの開始から始まる。）これは、遠位側セグメントがインスタントセグメントからラッチを解かれた状態になって開始される時に終了になり、低レベルの活性化になる。規則の例外は、腕セグメント筋肉群は、腕セグメントの筋肉群がクラブセグメントより有意に力強いためにクラブセグメントがラッチを解かれた状態になった後に活性化を続けるということである。
−セグメント及び部分セグメントの局所筋肉群は、できるだけ迅速により高い活性化レベルとより低い活性化レベル間で増強及び減衰すること。
−より高いレベルの活性化となった時、各セグメント及び部分セグメントの局所筋肉群は、できるだけ迅速に所要の最大速度にセグメントを加速するために、より高い最適レベルの活性化を維持すること。筋肉群は、セグメントが必要な最大速度を達成した後、できるだけ迅速により低いレベルになること。
−エネルギ活性化及び所要のセグメント速度のレベルは、スイングの要件で変えること。それらは、最大クラブヘッド速度を必要とするスイングに向けて最適に最大化され、クラブヘッド低速化を必要とする場合に最適に低減されること。
−セグメント及び部分セグメント運動は、円滑に、及び最適トルク効率で進行すること、直線運動は、最適な機械効率の方向であること、かつ角運動は、最適な機械的効率の軸周りに発生すること。
−最適ラッチ角度は、これらのセグメントのダウンスイングの開始時にアームセグメント及びクラブセグメント間に設定され、それによってダウンスイング後半でラッチを解かれた状態になった時にこれらのセグメントの間で最適殻竿エネルギ伝達が促進にされる。この角度は、６０°と７０°の間にあるすることができる。
−アームセグメント及びクラブセグメント間の最適ラッチ角度は、ラッチ解除がクラブヘッドにその後その速度を最大化し、かつインパクト時にこの最大速度を達成させるダウンスイングにおける点に維持される。
−高いクラブヘッド速度を必要とするスイングに向けて、アームセグメント及びクラブセグメント間の最適ラッチ角度は、ラッチ解除によりクラブセグメントがインパクト直前に最大角速度を達成するダウンスイングにおける点に維持され、それによって偏向クラブシャフトからの放出歪みエネルギにより、その後に速度を最大化し、かつインパクト時にこの最大速度を達成するようにクラブヘッドを加速することができる。
−補助前部平面エネルギ発生及び伝達は、混在しないいくつかの形式のうちの１つと分類されること。試験は、１つの最も一般的な形式、１つの適度に一般的な形式、及び少なくとも１つの他の一般的でない形式があることを示している。適度に一般的な形式は、一般的な形式に対しては存在しないターゲット方向から離れて圧力中心直線移動の逆転を示すものである。
−圧力中心の逆転なしの一般的な形式の補助前部平面エネルギ発生及び伝達においては、スイングに最大クラブヘッド速度が必要である場合、競技者は、ターゲット方向の自分の圧力中心が線形移動の長さにおいて最大化され、かつ線速度において最大化されるように移動すること。
−圧力中心の逆転がある一般的な形式の補助前部平面エネルギ発生及び伝達においては、スイングに最大クラブヘッド速度が必要である場合、競技者は、自分の圧力中心トレースがターゲット方向の線速度において最大化され、次に、ターゲット方向から離れる線速度において最大化されるように移動すること。
【００６４】
尚、個々の最適化規則の多くには、本発明に付随する新しい発見事項、特にエネルギ発生シーケンス、ラッチ、及び開始に関連するものがある。研究及び試験を継続すると、更に別の規則が発生するか又は現在リスト化されている規則の改定を助けることができる。それは、エネルギパラメータ及び最適化規則の網羅的なリストの精緻化において考慮される。
一般的な最適スイングに関する様々なエネルギパラメータ及び関連のイベントをクラブシャフト角度位置の基準フレームワーク及び一般的発生時間と共に以下で単一のシーケンスに示している。これらの時間は、インパクト前の秒数及びインパクト後の秒数として括弧内に示している。補助前部平面エネルギパラメータは、シーケンスには含まれていないが、その理由は、それがスイングの形式が異なると変わり、また、上述のように、クラブシャフト角度位置フレームワーク内の位置が変わるからである。
【００６５】
シーケンスは、理想とされたスイングを表している。略語「ＣＨ」は、クラブヘッドを指す。「Ｓ２ａ」及び「Ｓ２ｂ」は、Ｓ２の下部部分セグメント及び上部部分セグメントに関連の局所筋肉群を指す。「Ｓ３ａ」及び「Ｓ３ｂ」は、Ｓ３の部分セグメントに関連の肩部及び肘局所筋肉群を指す。尚、シーケンスにおいては共に示しているが、左右の腕の組の部分セグメントは、別々のシーケンス移動を有する。
１．ＢＳ９０°（−０．７２８ｓ）
２．ＢＳ１３５°（−０．６１３ｓ）
３．ＢＳ１８０°（−０．５４１ｓ）
４．ＴＯＢ−１、Ｓ１局所エネルギが増強する
５．ＴＯＢ−２、Ｓ１／Ｓ２間の回転ラッチが開始する
６．ＴＯＢ−３、Ｓ１／Ｓ２／Ｓ３間の回転ラッチが開始する
７．ＴＯＢ−４（−０．２７１ｓ）、Ｓ１／Ｓ２／Ｓ３／Ｓ４間の回転ラッチが開始する
８．Ｓ１−Ｓ２伸張、Ｓ１／Ｓ２間の回転ラッチが完全に巻き上げられた
９．Ｓ２−Ｓ３伸張、Ｓ１／Ｓ２／Ｓ３間の回転ラッチが、完全に巻き上げられた
１０．Ｓ３−Ｓ４伸張、Ｓ１／Ｓ２／Ｓ３／Ｓ４間の回転ラッチが完全に巻き上げられた
１１．最大角速度Ｓ１
１２．Ｓ１／Ｓ２間の回転ラッチが終了する、Ｓ１局所エネルギが減衰する、Ｓ２ａ局所エネルギが増強する、Ｓ１からＳ２ａへのエネルギの開始伝達
１３．Ｓ２ａ／Ｓ２ｂ間の回転ラッチが終了する、Ｓ２ｂ局所エネルギが増強する、Ｓ２ａ局所エネルギが減衰する、Ｓ２ａからＳ２ｂへのエネルギの開始伝達
１４．最大角速度Ｓ２ｂ
１５．Ｓ２ｂ／Ｓ３ａ間の回転ラッチが終了する、Ｓ２ｂ局所エネルギが減衰する、Ｓ３ａ局所エネルギが増強する、Ｓ２ｂからＳ３ａへのエネルギの開始伝達
１６．ＤＳ１８０°（−０．１０Ｏｓ）
１７．最大角速度Ｓ３ａ、Ｓ３ｂ局所エネルギが増強する、Ｓ３ａ局所エネルギが減衰する、Ｓ３ａからＳ３ｂへのエネルギの開始伝達
１８．Ｓ３ｂ／Ｓ４間の回転ラッチが終了する、Ｓ４への殻竿伝達及びＣＨが開始する、Ｓ３は、減速を開始する、Ｓ３からＳ４へのエネルギの開始伝達、Ｓ４局所エネルギが増強する
１９．ＤＳ１３５°（−０．０７２ｓ）
２０．ＤＳ９０°（−０．０４７ｓ）、Ｓ３ｂ局所エネルギが減衰する
２１．ＤＳ４５°（−０．０１８ｓ）
２２．Ｓ４局所エネルギが減衰する
２３．最大角速度Ｓ４、シャフト歪みエネルギがＣＨに伝達される
２４．最大絶対速度ＣＨ、インパクト（０．０００ｓ）
２５．ＦＴ４５°（＋）（＋０．０２８Ｓ）
【００６６】
測定
本発明の好ましい実施形態では、スイングは、システム又は装置により測定又は検出され、そのエネルギパラメータは測定又は計算される。
身体セグメント又は関節の移動を含むゴルフスイングに関連の身体及びクラブの移動を測定するのに使用することができる従来技術において様々な方法がある。この形式の最も成功率の高い一般的に用いられる方法は、光学運動捕捉システム及び電磁運動捕捉システムである。
【００６７】
一般的な光学運動捕捉システムにおいては、受動的反射型ターゲットが競技者の身体及びクラブの重要な点に取り付けられる。これらのターゲットの位置は、異なる位置から競技者を見る複数の高速度カメラを用いてスイングを通じて追跡される。システムは、２つの特定の利点を有する。それは、高精度を有し、ターゲットは、競技者に対しては軽量かつ目立たない。それには、いくつかの欠点があり、以下が含まれる。機器は、非常に高価である。それは、構成が面倒である。それは、リアルタイム作動が可能ではなく、従って、対話型に使用することができない。それは、光学感度のために屋外使用が妨げられる。それは、見て不明瞭であるか又はクロスオーバーで混同されることから問題が生じる可能性がある。
【００６８】
一般的な電磁運動捕捉システムにおいては、競技者には、身体及びクラブの重要な点に能動センサが取り付けられる。これらのセンサの位置及び方位は、送信機によって発生される基準電磁界においてスイングを通じて追跡される。システムの１つのバージョンにおいては、センサは、リモートコンピュータとワイヤにより接続される。代替バージョンにおいては、センサは、無線で接続される。このシステムは、光学運動捕捉システムに対して一部の利点を有する。それは、光学的な影響を受けず、かつ屋外で使用することができる。それは、リアルタイム作動が可能である。センサは、見て不明瞭か又はクロスオーバーで混同されるという可能性が発生しない。機器は高価であるが、光学式よりも大幅に廉価である。このシステムはまた、光学形式に対して一部の不利を有する。センサは、競技者には邪魔な存在であり、特にワイヤ接続式バージョンの場合、スイングに影響を与える場合がある。無線ターゲットには、交換又は再充電を必要とすると考えられる電力が必要である。システムは、特に無線バージョンの場合、精度が劣る。信号干渉上の問題が金属クラブに関して発生する場合がある。通常、非常に速いスイングを正確に測定することではない。
【００６９】
光学システム及び電磁システムの両方は、以下の欠点を共有する。操作することができるのは、ベテラン職員によってのみである。ターゲットは、競技者又はクラブ上へ誤って取り付けられるか又は一貫していない場合がある。ターゲットには、取り付け及び取り外しに時間と努力が必要である。ターゲットは、システムと共に使用される全てのクラブに取り付ける必要がある。
競技者及びクラブ上に取り付けられた加速度計又はジャイロを含むセンサを利用するものを含め他の運動捕捉システムが従来技術で公知である。これらのうちで成功率が最も高いのは、上述の電磁システムとの類似点を有し、かつ類似した長短所を有する。
【００７０】
これらのシステムの全ては、身体の移動の測定に制限されるという点において更に別の欠点を共有する。それらは、力、仕事量、発生される仕事を測定する更に別の手段が必要である。１つのこのような手段では、質量及び慣性モーメントを身体セグメント及びクラブに関連付けて、運動捕捉システムにより測定された身体及びクラブ運動を用いてモデルの関節及びセグメントを駆動する力及び身体内の仕事をモデル化するための適切にプログラムされたコンピュータの使用を伴っている。コンピュータは、運動を解析して関連の力及び仕事を判断する。これらのシステムは、ユーザ側に関する有意な技術的な専門知識を必要とするものであり、かつコーチ又は競技者による使用に適していない可能性が非常に高い。これらのシステムは、当業技術で公知であり、本明細書の他の箇所及び特許請求の範囲では「コンピュータ人造人間モデル」と呼ぶものとする。
【００７１】
本発明は、上述の従来技術測定装置の様々な欠点を克服する方法及び装置を提供する。
通常は身体セグメント測定に関連していないが、身体移動及び力に関連する情報を地盤反力測定値から取得することができる。時には力プレートとも呼ばれる中底圧力パッド、立打ちマット圧力パッド、及び単一又は二重の剛性立打ちプラットフォームを含む地盤の反力を測定する従来技術は公知である様々な装置がある。圧力パッドは、一般的に多くの小さな力／圧力センサのマトリックスを含む。それらは、通常、垂直地盤反力を測定するように作動可能であるに過ぎない。
【００７２】
力プレートは、一般的に、力センサがコーナ領域の下に位置決めされた剛性矩形プラットフォームを含む。それは、一般的に、医学又はスポーツ用途において、均衡及び足取りを解析するのに使用される。センサは、通常、歪みゲージ形式、圧電形式、キャパシタンス形式、又はピエゾ抵抗形式である。力プレートは、一般的に１つ又は２つのプラットフォームを含む。２つのプラットフォームが使用される所では、被検者は、片足を各々のプラットフォームの上に置く。力プレートは、一般的に、垂直力又は垂直である３次元空間におけるＸ、Ｙ、Ｚの全ての方向の力、及び横力を測定する。
【００７３】
ＵＳ７、４０６、３８６では、マウスポインティングパッドから地盤反力を測定することができる起立面までにわたる非常に広範囲の圧力感知用途に有用であると言われる装置が開示されている。装置は、複数のセンサを有する意図的に変形可能な表面を含む。センサは、表面の局所変形又は歪みを検出するので、本質的に、従来技術の圧力パッド及び力プレートにおいて使用される負荷検出センサとは異なる。これらの局所変形又は歪みから生じる感覚データは、集合的に結合され、かつ集合的に処理される。コンピュータアルゴリズムを使用して、これらの変形から生じる全体的な入力が処理される。この開示では様々な可能な形式のアルゴリズムのうちの１つとして神経回路網を提案しているが、意図するものは、人工知能と共に作動するネットワークよりもむしろ決定論的なアルゴリズミックに作動するネットワークであることは、この開示から明らかである。この開示は、力プレートが圧力中心位置に負荷部信号を変換する方法に類似した結果を供給するために、表面上の位置に変形をマップするタスクを実行するためのアルゴリズムの使用を提案しているように思われる。市販の力プレートと競合する地盤反力を測定するための手段としてのこの装置の提案する使用は、誤解されたものであり、その理由は、このような測定には、開示する装置では達成することができないレベルの精度及び一貫性が必要であるからである。表面変形の検出に依存する装置は、周囲温度の変化及び検出面の経年変化及び摩耗と共に常に発生すると思われる入力の大きな変動を含む多くの理由から不適切であろう。
【００７４】
好ましい方法及び装置
本発明の好ましい実施形態では、装置は、主として又は唯一測定地盤反力からスイングに対する情報を取得する。この実施形態の第１の変形においては、垂直力及び横力が測定され、装置は、双プラットフォーム力プレートを含む。第２の変形においては、垂直力だけが測定され、装置は双プラットフォーム力プレートを同じく含むが、両足を包含する高速圧力パッド構成も考慮することができる。第１の変形は、高精度化という相対的な利点を有する。第２の変形は、低コスト化の方法、構成簡素化、及び潜在的に軽量化及びより薄いという相対的な利点を有する。
【００７５】
力プレート解析は、通常、質量中心又は重心の移動という容易に理解される概念でこれをほぼ同等視した圧力中心移動の考慮を伴っている。力プレート内の圧力中心は、得られる力ベクトル測定値が起立面と交差する計算された点である。質量中心は、殆どの平均的人間の運動に対してほぼ圧力中心に従うが、これは、高速の熟達したゴルフスイングには当て嵌まらない。更に別の横力測定を行う力プレートは、一般的に、全て容易に理解される概念であるトルク、衝撃、及び摩擦よる影響を解析するためにも使用される。監督者又は専門家による対話型の主観的介入に従うこれらの主に主観的研究の域を超えると、力プレート信号は、通常、意義があるか又は有用な人間の解析に向けては曖昧過ぎる又は複雑過ぎることを示している。
【００７６】
本発明の態様は、従来の方法により取得することができるよりも遥かに有用な情報を測定地盤反力から取得することができ、これはまた、ゴルフスイングの非常に急速な移動に適用されるという見識を含む。より具体的には、本発明は、測定地盤反力が、ゴルフスイングにおけるエネルギ発生及び伝達に関連する情報を含み、かつゴルフスイング解析に必要とされるエネルギパラメータを含むという見識を含む。
本発明の更に関連する態様は、測定地盤反力からのこの有用な情報は、力プレート又は圧力パッドのような地盤反力を測定するための手段と協働して人工知能手段を用いて抽出することができるという見識を含む。本発明の関連する態様は、人工知能手段は、有利な態様では、測定地盤反力を解析するという見識を含み、これらは、最初に、スイングをより良く特徴付けるデータに処理される。
【００７７】
図４は、人工知能手段を使用してスイングにおける情報を検出及び処理する際の順次的な段階を示すブロック図である。図中で使用する説明上の略語は、以下の簡単な説明においては括弧内に示している。スイング（Ｓ）の経過に伴う地盤反力は、検出手段（ＤＭ）により検出される。検出手段からの情報は、スイングをより良く特徴付けるデータに早期処理手段（ＥＰＭ）により処理される。このデータは、スイングのエネルギパラメータを処理又は判断する人工知能手段（ＡＩＭ）により受信される。これらのエネルギパラメータは、次に、スイングの解析結果（Ａ）を出すために使用される。
【００７８】
時には機械知能ということもある人工知能は、人工神経回路網システム、進化する計算システム、及び混成インテリジェントシステムを含む人工知能に似た方法に使用されるデータ処理システムの定着したカテゴリを含む。
神経回路網又は回路網と呼ぶこととする人工神経回路網システムは、人間の問題解決とのこれらの類似点を有する方法で作動させることができる問題解決手段であるが、時には決定論的な方法でも使用される。人間の問題解決とのこれらの類似点は、新しい問題又は状況が生じた時に解決法を判断して補間することができる以前に学習した経験の使用に関連するものである。神経回路網は、接続ベースの手法を使用して情報処理の数学モデル又は計算モデルを使用する人工ニューロンの相互接続した群を含む。それは、演算要素と要素パラメータの間の接続により判断される複雑な全体的挙動を示すことができる簡単処理要素つまりニューロンのネットワークを伴っている。情報は、ニューロンの間の「重み」として格納される。これらの重みは、監督されたき学習の過程において入出力パターンを示すことによってトレーニングされる。
【００７９】
本発明の好ましい実施形態では、神経回路網のシステムは、力プレートにより測定された地盤反力から関連情報を抽出するのに使用される。
様々な神経回路網システムを使用することができる。以下のシステムは、本発明の方法を実行する際に良好に機能することが判明している。神経回路網システムは、複数の構成神経回路網を含む。一般的な構成回路網は、逆方向の伝播を伴った従来の多層フィードフォワード人工神経回路網を含む。それは、約３０〜７０個のニューロンを有する単一の隠れ層を有し、約５０個が最適数であるように見える。試験は、ニューロン又は隠れ層の数が増えても性能の本質的な増加はないことを示している。シグモイド伝達関数は、極値により占められることなく大きな入力範囲を可能にするために入力層に、かつ線形伝達機能は、隠れ層及び出力層に使用される。回路網は、監督付きの学習でトレーニングされ、この過程は、確立した学習促進法によって容易にされる。過剰適合は、良好な一般化が得られる最小数の隠れニューロンを選択することによって防止される。トレーニングされた回路網は、トレーニングデータとは完全に独立したデータで試験される。
【００８０】
トレーニングされた回路網は、複数の出力を有し、従って、予測事項を共有することができるが、試験においては、別々の回路網で得られる結果の方が正確であることを示している。
力プレートからのデータは、約３００Ｈｚの試料採取回数で取られ、適切な入力に処理される。データは、トレーニングされた神経回路網に供給される前に、１１ポイント算術移動平均のような従来のフィルタリング技術により平滑化される。
【００８１】
測定中の変動間で遭遇すると考えられるスイング変動のスパンを確実に網羅するのに十分に大きなトレーニングサンプルを使用することが重要である。サンプルは、最適エネルギパラメータ要素の中核が得られるように熟達した競技者により有利に占められるが、ハンディキャップが高い競技者も、広い誤差変動が得られるように必要とされる。試験は、全く正確な回路網予測は、各クラブ形式で約１０回のスイングに対して各競技者をサンプリングして僅か５０人の異なる競技者を含むトレーニングサンプルで取得することができることを示している。サンプルが大型化するほど、得られる結果は、精度が増し、かつ商業的に使用されるシステムは、理想的には、数百人の競技者のスイングに対してトレーニングすることができると考えられる。回路網は、トレーニングされたクラブまでの中間長であるクラブのスイング特性を全く正確に予測し、例えば、回路網は、例えば７番アイアン及び９番アイアンクラブでトレーニングした回路網を使用して８番アイアンクラブの結果を予測するが、各クラブ長に対して専用回路網を使用することによって精度の改善が得られることが見出されている。これらの更に別の回路網に対応する更に別の処理メモリ及び要件は、十分に最新の低コスト電子機器の機能内である。
【００８２】
試験は、このシステムが、力プレートからの生の信号が回路網に示される前にスイングをより良好に特徴付けるデータにプロセッサ又は早期処理手段において前処理された時の方が遥かに有効な性能を発揮することを示している。このような早期処理の例には、以下が含まれる。
ａ）算術移動平均の使用のようなデータストリームの平滑化、
ｂ）異なるセンサの間で比較可能な読取値を保証するスケーリング、
ｃ）温度変化による誤差を克服するための温度安定化、
ｄ）システム電圧変化による誤差を克服するための電圧安定化、
ｅ）個々の足上の又は両足の組合せにわたるＣＯＰのＸ及びＹ位置への変換、
ｆ）個々の足上の又は両足の組合せにわたるＣＯＰのＸ及びＹ速度への変換、及び
ｇ）個々の足上の又は両足の組合せにわたるＣＯＰのＸ及びＹ加速度への変換。
この処理は、回路網が測定地盤反力に固有である情報の多くの微妙な重なり合うストリームを理解することを遙かに容易にする。
【００８３】
エネルギパラメータの判断及び計算
以下の用語及び協定事項は、エネルギパラメータを抽出するのに使用される方法を説明しやすくするために明細書及び付随する特許請求の範囲において使用するものである。上述のように、エネルギパラメータに直接に関連し、かつエネルギパラメータを計算又は判断するために得られるパラメータは、「エネルギパラメータ」と呼ぶことができる。回路網をトレーニングする時、かつ後で新しいスイングのパラメータを予測する際に回路網を利用する時に使用する入力及び出力は、それぞれ、「トレーニング入力」及び「トレーニング出力」、及び「応用入力」及び「応用出力」と呼ぶことができる。用語「角度／直線」は、運動に適切な場合、角度又は直線、又は角度及び直線を示すために使用することができ、その理由は、セグメントは、一般的に角度運動及び直線運動を示すからである。スイング又はスイングの一部にわたる時間に伴う変数の時間順序シーケンスは、プロットと呼ぶことができ、その理由は、このような情報は、通常、人間の研究に従った時にプロット又はグラフのように示されるからである。この用語は、時には、情報が実際にはプロットフォーマットで人間の使用に向けて示されない場合に便宜上使用されるものであるが、プロセッサ内でデータ形式に使用されるものである。ゴルフスイングに対する３次元での方向は、「Ｘ」方向、「Ｙ」方向、及び「Ｚ」方向と呼ぶことができ、Ｘは、ターゲットに向う水平方向を表し、Ｙは、Ｘに垂直な水平方向を表し、Ｚは、垂直方向を表している。
【００８４】
３つの別々の回路網形式を力プレート入力からのエネルギパラメータの抽出に対して開示する。これらの回路網形式は、「時系列予測回路網」、「時点予測回路網」、及び「圧縮データ予測回路網」と呼ぶこととする。これらの回路網により予測されるデータは、同様に、「時系列予測」、「時点予測」、及び「圧縮データ予測」と呼ぶものとする。以下の段落で別々に説明する。
時系列予測回路網は、スイングのコースにわたって変動するパラメータの値を予測するのに使用される。トレーニング中に、全ての入力は正規化された値として入力され、出力は、各時点がサンプリングされる時に登録される。正規化された値は、例えば、最大値の一部としての値を表すことができる。実際の出力がトレーニングされた回路網にその後示された時、回路網は、各組の入力に対してかつトレーニングが正しく実行された場合に数を予測し、出力は、回路網が最も関連の類似した状況である内容におけるトレーニング中に遭遇されたものに等しいか又は近似している。それによって一般的に結果として時系列プロットが得られ、この時系列プロットは、何らかの「ノイズ」を含む。プロットは、曲線に近似する一般的な経路に沿った部分的にランダムな左右の変動を含む。ノイズは、次に、平滑化により、又は実際の曲線が有する可能性が最も高い形状に最も良好に合うフォーマットの多項式曲線を当て嵌めることにより、又は両方の組合せによりプロセッサによって除去又は低減される。平滑化の過多は、根底にある出力の特性を排除する恐れがあり、平滑化の過少は、適切にノイズを排除することができない場合がある。試験は、平滑化は、実際の結果がプロット又は時間順序シーケンスに沿って円滑に進むが、プロット又は時間順序シーケンスが比較的鋭いピーク又は変曲点を経る場合は精度が劣ることを示している。試験は、ピーク又は変曲点付近の実際の出力との予測出力の適合の有意な改善が、３次多項式などの多項式に予測出力を適合させることから生じることを示している。曲線の特定の部分がこのようなものである場合、このような多項式と別々に適合させることができる。例えば、曲線のピークは、最大値の７５％を超える値が得られるように別々に適合させることができる。
【００８５】
一般的な時系列予測の例を図６〜図１２に視覚的プロットとして示している。これらは、本明細書で後ほどより詳細に説明する。生のかつ平滑化された予測の例を図１６に示している。細い点線Ｃは、生の予測を表し、重い線Ｂは、平滑化された予測を表している。図１６は、平滑化が電子プロセッサにより自動的に実行されるスイングの経過に伴う予測クラブヘッド絶対速度に関する実際の結果を示している。
【００８６】
時点予測回路網は、スイングイベントの時間、又はある時点で発生するとして定めることができるパラメータを予測するのに使用される。トレーニング中、全ての入力は、入力され、出力は、各時間がサンプリングされた時に登録される。正しい時点での答えは１つのみであり、他の場合には、小さい誤差は大きな誤差と同じと処理されるので、パラメータの「曖昧な」定義が有利に使用される。この例は、三角形重み関数である。１のピーク及び１００ｍｓの幅による重み関数が適切であることが見出されている。１００ｍｓの幅により、回路網のトレーニングを最大化すること、及びパラメータの時間の精度を維持するのに十分なデータを含むことの間の任意の均衡が得られる。１００ｍｓの選択は、パラメータに対して正しい瞬間での重みの半分の正しい瞬間から２５ｍｓ離れたサンプルを与える。パラメータの実績値の前後で５０ｍｓを超えたサンプルには重みは与えられない。代替重み関数には、台形関数、ガウス関数、ベル関数、及びシグモイド関数があるが、三角関数の方が本明細書で説明するシステムにおいて少しばかり正確であることが見出されている。
【００８７】
実際の出力がトレーニングされた回路網にその後示された時、回路網は、各組の入力に対して数を予測し、トレーニング段階から保持された学習により、出力は、検証下の時間が実際の時間に近づく時に１に近い値を発生させる傾向がある。従って、それによって何らかの「ノイズ」を備えた一連の予測が得られる。これは、移動平均フィルタ、例えば、図１１の移動平均化フィルタで平滑化され、時間は、それ自体の値の算術平均及びそのいずれかの側までの５つの予測の値により表される。回路網が適切に調節された場合、それによって一般的にパラメータの予測として取られる単一の明確な最大ピーク値がもたらされる。パラメータが明確ではない予測を発生させると判断された場合、例えば、時折の対抗するピークがある場合か、又は最大ピークが片側に歪む他の小さい方ピークより上方の実質的な中心位置を表さない場合、より精緻化された方法が、パラメータに対して最も可能性が高い値を判断するのに使用される。
【００８８】
図１７は、上述の三角形重み関数を使用したＴＯＢ−４の一般的な時点予測の視覚的プロットを示している。破線Ａは、頂点が独立した運動捕捉解析からこのスイングで既知であるＴＯＢ−４の時間に設定されたトレーニング位相において使用される形態の三角関数を示している。実線Ｂは、トレーニングされた回路網により予測される平滑化された値を示している。予測は、時間と共に変動するが、運動捕捉解析により測定された実際の時間に近い時点で強いピークに達することを示している。プロセッサは、線Ａのピークを識別し、イベントに対して時間の単一の予測値を判断する。
【００８９】
時系列予測回路網及び時点予測回路網への入力は、時間及び角度を含め正規化される。これは、変数の最小値及び最大値に対応し、例えば、ゼロから１の範囲である値を割り当てることによって行うことができる。
通常、時系列予測曲線上で特定の点のタイミングの方が、時点予測として正確に予測することができることが分るであろう。例えば、ＴＯＢ−４の時は、クラブ軸角の時系列予測を使用してダウンスイングの最上部でクラブシャフトの極端な角度位置を捜すことによる場合よりも正確に時点予測として正確に予測することができる。これにより、時点予測回路網は、その専門知識がＴＯＢ−４のタイミングに関連する全ての問題に向けられ、一方、時系列予測回路網は、その専門知識がスイングにわたって正しく発生する値を予測することに向けられると考えられる。両方の形式の結果を組み合わせて予測結果の全体的な精度を増大させることができる。この例は、上述の例に与えられている。時点予測により予測されるＴＯＢ−４のタイミングを使用して、クラブ軸角の時系列予測曲線におけるピークのタイミングをより正確に調節することができる。同様に、ＴＯＢ−４の予測瞬間を取り囲む曲線の形状を使用して、より良好にそのイベントが、例えば、鋭いピークとして、又は平坦なゆっくり変化する平坦部分として発生するかを説明することができる。
【００９０】
圧縮データ予測回路網は、スイング又はスイングの各部にわたって広く情報を必要とするパラメータを予測するのに使用され、又はスイングにおける特定の時間に関連する場合、圧縮データ予測回路網には、スイングにおける他の時点からの重要な情報が必要である。前者の例には、スイング形式又は競技者形式の分類がある。後者の例には、インパクトの時間−点予測がある。
圧縮データ予測が使用される場合、入力は、スイング全体の態様又はスイングの各部を特徴付けるものである。例えば、入力は、力プレート出力から、又はスイングにわたるパラメータの時系列予測からの情報の時間的広がりを含むことができる。このような情報を処理する要件は、データを都合よく圧縮することができる何らかの方法を見つけることである。適切かつ十分に確立された形式のデータ圧縮は、フーリエ変換を形成するのに必要に応じて廃棄される高次周波数項でフーリエ級数の係数などの数学的関数によりこのような変数を表すことである。代替であるが類似の技法は、ウェーブレット変換を使用することである。ウェーブレット変換は、ウェーブレットによる関数の表現であり、ウェーブレットは、異なる周波数成分に特定の関数又は連続時間信号を分割するのに使用される数学的関数である。ウェーブレット変換は、不連続部及び鋭いピークを有する関数を表す際に従来のフーリエ変換を凌ぐ利点を有することができる。フーリエ変換又はウェーブレット変換などの適切な変換は、本明細書及び添付された特許請求の範囲においては、単に「変換」と呼ぶこととする。
【００９１】
回路網は、トレーニング変換をトレーニング入力として、かつトレーニング変数をトレーニング出力としてトレーニングされる。トレーニングされた回路網は、その後応用変換入力に対して応用出力を予測するのに使用される。トレーニング中、トレーニング入力は、例えば、力プレートからの処理されたデータを含むことができ、対応するトレーニング出力は、例えば、運動捕捉システムにより測定された運動データ又は運動トレーニングデータを含むことができる。トレーニング入力は、例えば、スイングに対して力プレートからの処理されたデータに基づくシステム内の他の回路網からの時系列予測データを含むことができる。
【００９２】
変換手法では、必要とされる回路網への入力数は、時点予測又は時系列予測手法より遥かに多いが、その理由は、入力の各入力変数の変動をスイングの全ての又は関連の各部を通じて含めなければならないからである。それによってトレーニングは、より時間を消費するものになるが、同じ変換を異なるエネルギパラメータを予測する様々な異なる回路網に対して入力として使用することができる。トレーニングが完了すると、これらの回路網は、最新の低コストプロセッサ上で容易かつ迅速に実行することができる。
【００９３】
好ましい代替的な実施形態では、圧縮伝達予測は、時系列予測又は時点予測により予測可能なそれらを含めスイングのパラメータの全て又は殆どを予測するのに使用される。
時系列予測回路網は、以下を含め、スイングの全ての時点にわたるある一定のエネルギパラメータの正規化された変動を直接に判断するのに使用される。
−セグメント及び部分セグメント局所エネルギ／力の発生／活性化のマグニチュード、
−ピーク値の直線運動エネルギレベル及び角運動エネルギレベル、
−クラブヘッド絶対速度を含む身体及びクラブセグメントの絶対速度、
−局所筋肉群による変位によるスイングを通じた身体セグメント及びクラブセグメントの角度位置及び線形位置、速度、及び加速度、
−スイングを通じた身体セグメント及びクラブセグメント角度位置及び線形位置、速度、及び加速度、
−胴体セグメント及び腕セグメント間及びアームセグメント及びクラブセグメント間の角度位置、速度、及び加速度、
−形式Ａ、Ｂ、及びＣ特性前部平面エネルギ伝達。
【００９４】
時点予測回路網は、以下を含むある一定のエネルギパラメータがスイングに発生した時間的瞬間を直接に判断するのに使用される。
−セグメント及び部分セグメントの局所エネルギ／力増強及び減衰の開始及び完了時間、
−接続セグメント間のラッチ及びラッチ解除、
−身体セグメント及びクラブセグメントに関するバックスイングトップのイベント、
−様々な接続セグメント間の最大筋肉伸張伸縮、
−セグメント、部分セグメント、及びクラブヘッドにおける局所エネルギ発生ピークの時間、
−セグメント、部分セグメント、及びクラブヘッドにおける角／線速度及び加速度ピークの時間、
−補助前部平面エネルギ伝達圧力中心速度及び加速度ピークの時間、及び
−補助前部平面特性の開始及び終了の時間。
【００９５】
回路網をトレーニングする時、トレーニング入力は、通常、力プレート処理された出力を含み、トレーニング出力は、通常、競技者のスイングの関連の測定値又は計算パラメータを含む。殆どの場合、これらのトレーニング出力は、慎重に制御された条件下で従来の高精度運動捕捉方法を使用することによって得られる。コンピュータ人造人間モデルは、運動捕捉データも使用して、セグメント移動エネルギ及びセグメント局所エネルギ発生を判断するために更に使用される。競技者スイングがデジタル処理に適する方法で漏れなく記録されて検査されると、多くのトレーニング反復を備えた様々な回路網をトレーニングする仕事を適切にプログラムされたシステムにより自動的に実行することができる。従って、人的時間及びコストの更なる経費は殆どなく、多くの異なる回路網をトレーニングすることができる。
【００９６】
先にリストにした回路網出力の一部は、互いに理論的に計算することができるパラメータを含む。例えば、時点予測の多くは、時系列予測上のピークのタイミングにより判断することができる。しかし、上述のように、これらのデータは、時点予測による方が正確に予測される。同様の状況は、運動エネルギ及びセグメント速度の別々の予測に適用される。複製も、セグメントの位置、速度、及び加速度の別々の回路網予測において行われ、その理由は、速度及び加速度は、位置の第１及び第２の時間導関数として判断することができるからである。同様に、位置又は速度は、時間に対する加速度の単一又は二重積分により判断することができる。しかし、試験は、これらのパラメータは、通常、具体的にトレーニングされた回路網による方が正確に予測されるので、別々の予測が、通常は好ましい方法であることを示している。
【００９７】
しかし、試験は、一部の位置パラメータは、時間に関する予測速度の積分による方が正確に予測することができ、かつ一部の速度パラメータは、時間に関する予測加速度の積分による方が正確に予測することができることを示している。これらのパラメータは、通常、プロット又は時間順序シーケンス内のピーク又は変曲点領域にのみ関連するものである。この理由は、恐らく、積分過程は、予測ノイズの平滑化を行うことができ、予測ノイズの平滑化では、失う情報が、直接予測過程において使用される算術平滑化よりも少ないからである。特殊用途の最良の方法は、試験により確立することができる。
【００９８】
イベントを特徴付けるスイング形式Ａ、Ｂ、及びＣは、力プレートＣＯＰ運動と直接に関連するトレーニング段階への包含に向けて容易に適応させられ、かつ実際のスイングでトレーニング回路網により容易に検出される。しかし、ＣＯＰデータの多くは、力プレートからの処理済み出力の直接の使用により、回路網予測の必要なく使用するか、又はこれらの出力からプロセッサにより計算することができる。これらのパラメータには、時間的なＣＯＰ位置、マグニチュード、速度、加速度、及び変位の長さがある。
【００９９】
上述のように、圧縮伝達予測回路網は、スイングにわたって広く情報を必要とするか、又はスイングにおける特定の時間に関連する場合、スイングにおける他の時点からの重要な情報を必要とするパラメータを予測するのに使用される。それらは、以下のパラメータを直接に判断するのに使用される。
−スイング形式、形式Ａ、Ｂ、Ｃ、及び他のカテゴリ。
−競技者の体重。
−競技者の身体形式のカテゴリ。
−ドライバからウエッジまで競技されるクラブのカテゴリ。
−インパクト及びテイクアウェイの時間。
−ＴＯＢ−１、ＴＯＢ−２、ＴＯＢ−３、及びＴＯＢ−４を含む関連の時間イベントの成分間の持続時間、及びセグメントピーク運動エネルギ間の持続時間及び局所エネルギ活性化間の持続時間。
−時系列時間順序シーケンス内の特定のイベントにおいて発生するピーク又は変曲点のカテゴリにより正規化された形状のカテゴリ。
−他の回路網により予測される正規化値のスケーリング係数。これらには、角度位置及び線形位置、速度、及び加速度が含まれる。それらには、力、運動エネルギ、及び局所エネルギも含まれる。更に、イベントを特徴付ける正規化されたスイング形式Ａ、Ｂ、及びＣのスケーリング係数が含まれる。
【０１００】
好ましい実施形態では、力プレートが横力、並びに垂直力を測定する場合、以下の処理済み神経回路網入力は、回路網の基本的な組の入力として使用されるので「基本的な」組の力プレート入力と呼ぶものとする。それは、テイクアウェイ及びインパクトの時間の初期圧縮データ予測を取得するためにのみ使用され、初期圧縮データ予測は、次に、「タイムマーカ」入力を予測するのに使用される。タイムマーカ入力は、他の回路網内での使用に向けて全てのサンプリングされた時間に対して０から１までの正規化のための数字を割り当てる。例えば、スイングを通じたパラメータによりサンプリングされる中間には、０．５のタイムマーカ入力が割り当てられる。基本的な組の入力は、以下のものを含む。
−８つのセンサ位置の各々からのＸ、Ｙ、及びＺの力。
−左足、右足、及び両足の組合せに関するＸ方向のＣＯＰ位置。
−左足、右足、及び両足の組合せに関するＹ方向のＣＯＰ位置。
−左足、右足、及び両足の組合せに関するＸ方向のＣＯＰ速度。
−左足、右足、及び両足の組合せに関するＹ方向のＣＯＰ速度。
−左足、右足、及び両足の組合せに関するＸ方向のＣＯＰ加速度。
−左足、右足、及び両足の組合せに関するＹ方向のＣＯＰ加速度。
【０１０１】
予測の精度に対するこれらの入力の相対的重要度を判断するために様々な回路網を試験したところ、回路網の殆どは同様に応答することが見出されている。使用した場合、タイムマーカ入力は、最も影響力のある入力であることが見出されている。Ｘ及びＹの双方向の右足のＣＯＰ速度は、それに続いて精度に大きい影響を与えることが判明した。Ｘ及びＹの双方向の両足の組合せのＣＯＰ位置も重要であった。個々のセンサ位置でのＸ、Ｙ、及びＺの方向の力の全てが重要であることが見出されている。両足及び全ての方向のＣＯＰ加速度は、上述の組のうちの最も影響力が小さいパラメータであり、これらを怠っても予測精度の僅かな減少が発生するに過ぎない。
【０１０２】
力プレートが横力を測定しない好ましい実施形態では、基本的な組における力プレート神経回路網の入力数は、８つのセンサ位置からのＸ及びＹの力の入力がない時に１６だけ減少する。
一部の圧縮伝達予測からの出力の一部は、他の圧縮伝達予測回路網を含む他の回路網への入力として使用される。殆どの回路網は、タイムマーカと、クラブ形式、競技者身体形式、及びスイング形式Ａ、Ｂ、又はＣの識別とを含む入力でトレーニングした場合の方が正確に予測する。
【０１０３】
基本的な時系列予測回路網の一部からの結果の一般的な例は、添付の図６〜図１２に示している。これらの回路網は、Ｘ及びＹ横力を含む基本的な力プレート入力の組でトレーニングされたものである。図示の例の全ては、トレーニング過程とは完全に別々のものであるドライバクラブによる実際のスイングに関する神経回路網により予想された結果を示す実際の例である。垂直軸は、変数の正規化値を示し、ピーク値は、値１により表され、最小値は、値０により表される。横軸は、秒単位によるテイクアウトイベント後の時間を示している。運動捕捉システムにより測定される時の実際の値は、破線Ａによって示されている。神経回路網により予測される処理済み予測値は、実線Ｂとして示されている。
【０１０４】
図６は、時間に伴う予測骨盤（Ｓ１）角度位置を示している。図７は、時間に伴う予測骨盤（Ｓ１）角速度を示している。図８は、時間に伴う予測肩部（Ｓ２）角度位置を示している。図９つは、時間に伴う予測肩部（Ｓ２）角速度を示している。図１０は、時間で予測クラブシャフト（Ｓ４）角度位置を示している。図１１は、時間に伴う予測クラブシャフト（Ｓ４）角速度を示している。図１２は、時間に伴う予測絶対クラブヘッド速度を示している。
【０１０５】
これらのプロットから直ちに明らかであることは、システムが注目に値する精度でパラメータを予測することができるということである。殆どの場合、線Ａ及びＢは、殆どのスイングにわたって非常に高いレベルの精度を示す実質的に同一線上である。これらの２つのプロットは、言うまでもなく、完全に独立した方法によって得られる点に注意されたい。「実際の」測定された結果も、時々、実際のスイングの真の反映ではないノイズを示すということが、更にプロットから見出されている。これは、図７及び図９の初期の段階において最も顕著に見出されており、線Ａは、有意な不安定性を示すが、これは、実際の運動には存在していなかったと思われる。このノイズは、予測結果の線Ｂにおいては除去されているということを示している。これが為された場合、予測結果は、実際は、運動捕捉結果よりも局所的に正確である。
【０１０６】
プロットから、線Ａ及びＢは、最大又は最小ピークが発生した場合に最も大きい発散を示すことも見出されている。図示の例においては、これらの発散は、図１１及び図１２において最も顕著に発生する。これらの発散は、プロットの一般的な形式ほど代表的ではない特性を有し、従って、プロット全体を形成するようにトレーニングされた回路網によって十分に処理されていないプロット内の点で発生する。上述のように、これらのピーク又は変曲点は、特定のピーク又は変曲点に関して具体的にはトレーニングされる時点予測回路網及びデータ圧縮予測回路網の結果を適用することによって高いレベルの精度に調節することができる。前者は、ピーク又は変曲点が発生する時間を正確に識別する。後者は、ピーク又は変曲点に適切な形状のカテゴリを正確に識別する。ピーク及び変曲点も、プロットの関連の領域において、より高いサンプリング速度により、かつ具体的に適用された曲線当て嵌め法を用いてより正確に表すことができる。
【０１０７】
図１３、図１４、及び図１５は、クラブシャフト（Ｓ４）角度位置の一般的な例を挙げて予測結果に及ぼす異なる形式の入力の影響を示している。３つの図は、同じドライバスイングに関する予測結果を示している。図１３では、入力は、横力を含む完全な基本的な組の力プレート入力を含み、図１４では、入力は、完全な基本的な組の力プレート入力を含むが、横力なしであり、図１５では、入力は、単に、力プレート上の全ての８つのセンサ位置に関するＸ、Ｙ、及びＺ力の入力を含む。
図１３は、最大の精度で予測しており、図１４は、少し劣る精度で予測しており、図１５は、大幅に劣る精度で予測しているということがプロットから見出される。これから、力プレート回路網入力の組の完全化を行うように直接の力プレート出力を処理すると、精度の非常に大幅な増加が得られ、このような付加的な入力は、付加的な処理の経費又は努力を殆ど伴わない時に有利に含まれると結論付けることができる。また、図１４は、図１３ほどの精度を示さないが、依然として全く高いレベルの精度が得られると結論付けられる。従って、それは、力プレートの経費、嵩、又は重量が圧倒的考慮事項である場合は好ましい選択肢とすることができ、その理由は、横力測定値のない力プレートの方が、伴う製造経費が小さくて済み、かつ潜在的に横力を測定すべきであるものよりも細くかつ軽量だからである。
【０１０８】
図１６は、平滑化が実行される前後の予測出力の一般的な実際の例を示している。線Ｃは、比較的ノイズが多い生の予測結果を示している。実線Ｂは、平滑化された予測結果を示している。この例は、ドライバスイングに関するクラブヘッド絶対速度を示している。
予測データを含む様々なエネルギパラメータデータは、次の使用段階のために処理される。スケーリング係数は、実績値に変換するために正規化されたデータに適用される。時点予測及びデータ圧縮予測は、精度を増大させるように時系列予測を調節し、かつ特定のイベントを取り囲む条件を適格とするのに使用される。
好ましい実施形態では、エネルギパラメータは自動的に解析されるが、人間への呈示のために、例えば、データの自動解析を工夫する際に使用される専門家による使用に向けて、又は競技者のスイングの即時の解析のためのコーチによる直接の使用に向けて作成することができる。
【０１０９】
解析
自動的にエネルギパラメータを解析及び評価する技術の様々なカテゴリが使用される。これらには、以下がある。
ａ）最適化規則を考慮した解析及び評価。
ｂ）専門の競技者のスイングとの比較による解析及び評価。
ｃ）相対ノイズ法の使用により解析及び評価。
ｄ）同じ競技者による他のスイングとの比較による解析及び評価。
ｅ）健康安全に基づく解析及び評価。
【０１１０】
好ましい実施形態では、これらのカテゴリの全てが使用される。以下の段落で別々に説明する。
技法の最も重要なカテゴリは、最適化規則を考慮した解析及び評価を含む。この形式の解析は、様々な身体セグメント及び部分セグメント及び身体を通じた効率的なエネルギ伝達に関連のエネルギの発生を検証する。ロングショットに対して、解析では、ボールインパクト時に最大クラブヘッド速度を達成する機能も検証する。エネルギの最適発生及び伝達の根底にある重要な基本的な原理は、本明細書において先に要約しており、より詳細な情報は、既存の知識又は更には研究から判断することができる。これらは、解析の基盤を成すものである。
【０１１１】
原理はここで繰り返す必要はないが、特に重要な評価には、以下のものがある。
−全てのセグメントにおけるバックスイングトップの最適条件設定。
−各セグメントにおける局所エネルギ発生の最適なマグニチュード及びタイミング。
−セグメントの最適ラッチ及び開始。
−スイングを通じた最適エネルギ伝達及びクラブヘッドへの殻竿伝達。
−ピーククラブヘッド速度の最適タイミング。
【０１１２】
技法の更に別の重要なカテゴリは、同等のスイングの関連のエネルギパラメータ又は適切な専門家モデルのスイング範囲との比較を含む。これらは、最適化規則を必要とする手法を補完するものである。ゴルフスイングは極めて複雑な運動であり、かつ物事の実態を見抜く更に別の力は、最適エネルギ発生及び伝達を発生させるために経験的に公知であるエネルギパラメータとの比較により得ることができることが認められる。専門家モデルは、解析中のスイング及び競技者に適切であるように調節された専門の競技者によるスイングの合成に基づくものである。本明細書に概説した主義に従うロングヒットを行う専門家及びスクラッチゴルファーのような専門の競技者の注意深い詳細な解析では、漸進的に熟達度の劣る競技者ほど益々一般的でない特徴に沿った傾向を示している。これらの「専門家の特質」の一部は、明らかな科学的な根拠があるが、より微妙であり、かつ根底にある利点が明らかでないものもある。これらの専門家特質には、局所エネルギ発生のタイミング及び異なるマグニチュード、セグメントがラッチを解かれた状態になって開始される様子、及びより遠位側のスイング及び殻竿機構のタイミング的機構がある。全ての専門家特質を示す専門家競技者は、いるとしても少数であり、確かに殆どの専門家競技者は、スイングの詳細な分解において一部の明らかな誤差を示している。合成結果は、誤差が排除され、かつ専門家により最も一般的に示されている専門家特質が保持されているモデルを含む。合成結果は、競技者の身体形式及び体重を考慮するように調節されている。このような調節の根拠は、専門家自身の研究から判断することができ、その場合、広範囲にわたる身体形式及び体重が存在する。
【０１１３】
技法の更に別のカテゴリは、ある一定の形式の神経回路網の生の予測出力の本質から生じる特性を含む。時点予測又は時系列の予測回路網からの生の平滑化前の出力は、異なる値を有するその後の予測のストリングから成っており、比較的「ノイズが多い」。一般的な例を図１６の線Ｃに示している。専門の競技者の最終出力の平滑化が、必ずしも熟達度の劣る競技者よりも良好な精度で予測されるわけではないとしても、熟達度の高い競技者ほど発生させる出力はノイズが多くないことが観測された。予測の精度は、競技の精度に対してかなり異なっている。相対的なノイズは、技能に関連するという観測された現象の理由は、神経回路網が作動する方法にあるようであり、予測は、トレーニング中にパフォーマンスのコンセンサスから得られた広範囲にわたるパラメータ全体ベースのものである。ノイズのレベルは、様々な定着したデータ処理法により容易に定量化することができ、その理由は、それが、本質的に、平滑化された処理データへの生出力データの適合の良し悪しを表すからである。異なるレベルのノイズは、異なる予測パラメータ内で及びスイングの異なる部分で見られるが、熟達したスイングに関する平均的なレベルは、スイングの全ての部分にわたって各予測パラメータの基準値として容易に確立及び使用することができる。適切な閾値を基準レベルからの許容される外れに対して設定することができる。スイングが基準モデルと比較したそれなりのノイズを有する場合、解析結果は、特定の区域で検索する必要がなく、スイングの測定された態様にわたって異なる閾値レベルでの相対的な弱点を強調表示することができる。実際の問題が直接示されるわけではないが、本方法は、極めて有用な診断ツールになる。例えば、大まかな結果又はピーク値しか調べられない場合は容易に検出されないと思われるセグメント移動の各部又はエネルギ発生に着目することができる。
【０１１４】
技法の別のカテゴリには、同じ競技者による他のスイングとのスイングエネルギパラメータの比較が含まれる。比較は、例えば、トレーニングコースが１時間にわたって生成される進行状況を検査しながら競技者の過去のスイングの履歴に対して行うことができる。比較は、スイングのエネルギ発生及び伝達成分の一貫性を検査しながら、当面の一連のスイングに対しても行うことができる。比較は、更に、例えば、最大距離が要件でないがエネルギの同じ効率的かつ滑らかな発生及び伝達が重要であることに変わりがないスイングに対してドライバのようなロングショットクラブにおいて使用される技能を競技者がどのように移動させるかを検査しながら、他のクラブで実行されたスイングに対して行うことができる。
【０１１５】
技法の更に別のカテゴリは、健康安全に基づく評価及び解析に関する。この形式の解析は、競技者の既存のスイングにおいて又はエネルギ発生及び伝達の増加の試行から生じる可能性がある怪我の潜在的危険性の識別が中心である。
解析されたエネルギパラメータの結果は、人間への呈示に向けて、例えば、自動的な対話型トレーニングルーチンを考案する際に使用される専門家による使用に向けて、又は更に人間の解析及び解釈を可能にするためにコーチによる直接的な使用に向けて準備することができる。
得られるエネルギパラメータは、付加的な感知手段を含む外部装置又はシステムを用いて解析することができ、それによってスイングに関する付加的な情報が得られる。例えば、本発明の装置は、クラブ及びボールの移動特性を測定する装置と協働して実施することができ、それによってスイング精度の他の態様の測定及び解析を含むスイングのより幅広い解析を行うことができる。
【０１１６】
対話型用途
好ましい構成においては、システムは、更に別の人間の解析又は解釈を必要としない評価又は解析を行うように作動可能である。好ましい変形においては、解析の結果は、プロセッサソフトウエア内で自動的にトレーニング要素を促すために使用される対話型トレーニング過程と共に使用される。
自動対話型作動は、伝達された情報をスイングにおけるエネルギ発生又は伝達機構の作動に興味があるか又は適切に理解する可能性が低い競技者又はコーチに適切なフォーマットで準備することができるという利点を有する。対話型トレーニング要素は、スイングを改善することができる方法及びその改良を競技者にどのように有効に伝達することができるかに関して、エネルギパラメータ、最適化規則、及びコーチ技術に精通している専門家により予め準備することができる。自動対話型作動は、専門家による指導を比較的低コストで及び競技者に有利な時間及び場所で競技者が受けることができるという利点を有する。
【０１１７】
図５は、対話型トレーニングに関するスイングにおける情報フローを示すブロック図である。図中で使用する説明上の略語は、以下の簡単な説明において括弧内に示している。競技者（ＰＬＲ）のスイング活動によって発生された地盤反力は、検出手段（ＤＭ）により検出される。検出手段からの情報は、スイングをより良く特徴付けるデータに早期処理手段（ＥＰＭ）により処理される。このデータは、スイングのエネルギパラメータを処理又は判断する人工知能手段（ＡＩＭ）により受信される。これらのエネルギパラメータは、最適化規則の適用を含む技法を使用して処理手段（ＰＭ）内で処理及び解析される。解析されたデータは、トレーニングデータ（ＴＤ）にアクセスするように作動可能である対話型トレーニング手段（ＩＴＭ）により受信される。解析済み結果及びアクセスしたトレーニングデータに基づいて、対話型トレーニングにより、対話型トレーニング要素は、競技者に通信手段（ＣＭ）により伝達される。競技者は、通信手段を通じて対話型トレーニング手段と通信することによって対話型トレーニング要素に応答することができ、又は例えば別のスイングを実行するために対話型トレーニング要素内の指示に従うことができる。別のスイングが実行された場合、類似の処理ループが完了になり、対話型トレーニングは、対話型トレーニングシステムにより必要に応じて進行する。
【０１１８】
図１８は、力プレート及び競技マットの概略平面図を示している。図中で使用する説明上の略語は、以下の簡単な説明において括弧内に示している。力プレート（１）は、左足プラットフォーム（３）及び右足プラットフォーム（４）を含む。各プラットフォームは、４ヵ所のコーナ位置でセンサ手段（５）により支持される。各センサは、負荷がプラットフォームに印加された時にＸ、Ｙ、及びＺ方向の力を検出する。代替的な実施形態では、各センサは、負荷がプラットフォームに印加された時に垂直方向つまりＺ方向の力を検出するだけである。これらの支持場所の位置は、図上に示されているが実際には平面図では見えない。この形式の力プレートは、従来技術で公知である。図は、一般的な位置（６、７）での競技者の足の輪郭も示している。図は、更に、ボール（９）を示しており、ボール、競技マット（８）、及び起立面は、ドライバクラブによるショットに適する相対位置に配置されている。
【０１１９】
装置は、処理手段、データ手段、及び通信手段も含む。プロセッサ手段は、プログラムされた電子プロセッサ又はコンピュータを含む。そして、それは「プロセッサ」と呼ぶことができる。プログラム済みプロセッサは、スイングをより良く特徴付けるために生の力プレート信号からデータを処理するように作動可能である「早期処理手段」と呼ぶことができる機器を含む。プロセッサはまた、神経回路網を処理し、結果を解析し、かつ対話型トレーニングルーチンを処理する。
【０１２０】
トレーニングデータ手段は、プロセッサにトレーニングデータを供給するように作動可能な手段を含み、かつ外付け及びプロセッサ内の両方であるインターネット接続、ＣＤ及びＤＶＤ読取器及び電子メモリを含む様々なデータ記憶、検索、及び伝達デバイスを含む。通信手段は、装置が競技者又はコーチと通信することを可能にする視覚表示画面及び無線音声受信機を含むデバイスを含む。通信手段はまた、競技者又はコーチが装置と通信することを可能にする視覚タッチスクリーン及びキーボードを含むデバイスを含む。
【０１２１】
要約すると、本発明は、ゴルフスイングを測定又は解析するための装置及び方法である。測定又は解析は、競技者の身体及びクラブを通じたエネルギ発生及び伝達に対して行われる。測定値又は解析データは、主として競技者の地盤反力から得られる。処理された信号は、人工知能システムで解析される。地盤反力は、起立面と競技者の足との間で発生する反力に関連する。装置及び方法は、自動的に又は自動的かつ対話的にゴルフスイングを測定又は解析する。
本発明が本明細書で説明した特定の詳細に限定されないこと、及び添付の方法及び装置に関する特許請求の範囲で定められる本発明の範囲から逸脱することなく様々な修正及び変更が可能であることは理解されるものとする。
【符号の説明】
【０１２２】
１  地面
２  腰
Ｓ１  連鎖の第１セグメント
Ｓ２  連鎖の第２セグメント
Ｓ３  連鎖の第３セグメント
Ｓ４  連鎖の第４セグメント
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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