1. はじめに
スラックラインは，ベルト状のライン上でバランスやトリックを決める競技である.近年,バランス・トレーニングとしても注目されている．先行研究では主にモーションキャプチャーを用いて，熟練者と初心者の違いや熟達のコツが検討された(1,2,3)、しかし,この方法では計測場所が制約される.そこで我々はは，小型３軸加速度センサによりスラックライン動作を計測し,そのデータの解析を試みる.本稿では,加速度センサによるスラックライン計測データから3 軸加速度と速度に関する習熟度別の特徴を整理し,力と速度のなす角の時系列的特徴がスラックラインの上達指標になりうるかどうかを検討する.
2. 計測データ
本章では，解析対象の被験者群，解析時のパラメータを示し，リサーチクエスチョン(RQ)を示す. 2.1被験者と解析対象データ被験者　被験者は，一般社団法人スラックライン推進機構が主催するスラックラインアカデミーの参加者12名(うち女性3名,平均年齢 9.0±2.6 歳)と指導者1名(男性19歳)である．参加者の熟練度は3段階(初級群5名,中級群4名,上級群3名)である.解析対象計測対象はライン上での10秒間片足立ちとした.計測データの内, 1秒～9秒の8秒間を解析対象区間とする.これは，動作の開始時と終了時にはラインの乗り降りが含まれるためである．計計測データ数は，初級者群20データ，中級者群25データ，上級者群19データ，指導者8データの計72データを使用する. 2.2使用パラメータ本研究では被験者の腰部に装着した高時間分解能3軸加速度センサ(標本化周波数： l.4kHz, 2.1kHz)で計測する、このセンサから得た3軸(左右・前後・上下)の加速度と速度を解析時の使用パラメータとする.これら6種データに対して上達指標を検討する. 2.3  2つのRQ本稿では，以下2つのRQを設ける. RQ1:解析対象区間において，有意な群間差があるパラメータはどれか. RQ2:バランスを崩す前後の動きで，有意な群間差があるパラメータはどれか.
3.  RQ1
3.1検証方法
RQ1 を検証するために， 2.2で示した6種のデータの解析対象区間全体の平均値，中央値，四分位範囲を計算し,群間比較を行った. 「各群間で解析対象区間の代表値に違いはない」を帰無仮説とし，比較結果から上達指標としての可能性を検討する. RQ1では、初級群・中級群・上級群・指導者の4群に対して,マンホイットニーのU検定により群間比較を行った.検定の有意水準は5%とした.
3.2検定結果
平均値と中央値では群間に有意差はなかった．四分位範囲における結果を表1に示す. *は有意差のある群の組み合わせを示しており，全てのパラメータにおいて有意差を持つ群間が存在していることが分かいる.
3.3考察
表1の結果から初級と中級，中級と上級の間で有意差があるパラメータに着目する.初級-中級間では初級者は，左右方向の速度・加速度に有意差があることから左右方向の練習が改善につながると考えら
初級群-中級群における有意差はなかった．一方，初級群-上級群では,前後左右平面における前後1秒のなす角の中央値で有意差があった(初級：3.2082± 0.4407, 上級: 2.843±0.4218,  p = 0.0161). また，中級群-上級群では前後左右平面における前１秒のなす角の標準偏差で有意差があった(中級：2.0422± 0.1861, 上級:  1.9196±0.1634,  p = 0.046).
4.5考察
なす角の中央値は体の動きの全体のバランスにかかわるパラメータと考えることができる．検定結果から中央値は小さい方に偏ることが上達指標として考えることができる.一方，中級群-上級群におけるなす角の標準偏差の高低で，速度の上昇の様子に差異があった．図2の速度推移のグラフから近似直線を速度の上昇幅として考えると傾きには群問で有意差があった(中級： 0.1807±0.0847, 上級: 0.0574±0.058,  p = 0.0296).また,図2の被験者10名におけるなす角の標準偏差と近似直線の傾きには強い正の相関(相関係数：このことから標準偏差を小さ0.7061)が見られた.くすることが体の速度を抑えるための上達指標として考えることができる.
5. 終わりに
本稿では，スラックライン動作の高時間分解能時系列データに対して，動作中央8秒間と最高合成速度前後1秒間に注目し，上達指標を検討した．今後はは，なす角における速度と力の寄与度や調和解析などを行い，今回の考察をより深めていきたい.れる。また，上級-指導者間では，加速度に有意差があったことから瞬間的な姿勢制御に違いがあることが考えられる.このRQを検証するために，力と速度のなす角(以下，なす角)に注目する.なす角に関する先行研究としてPereira, J. G.ら(4)とRedding, J. L.(5)の報告がある.ここでは, 2次元空間内における相対的な力をかけている粒子の運動の様子を観測し，初速の条件や力の加え方を変化させることで粒子の運動の変化を確認した.その結果,内積の計算結果からなす角を計算した時，なす角は速度の絶対値変化に影響を及ぼすことが分かった.本研究では，スラックライン上でのバランスを崩した際の動作となす角の対応付けができると考えた.スラックライン上の片足立ち動作の解析結果からこの指標の時間推移を求め,上達との関連を考察する.力の計算には運動方程式mä =  Fを用いる. なす角の計算は以下の式(1, 2)を用いる. θ = arccos ( v ･ å / |v || å | )  (v × å > 0)   (1) θ = 2π − arccos ( ∀・å / |√||ã| )  (√× å ≤ 0)   (2) ( θは速度と力のなす角)定義域を0≤θ≤2πまで拡張するために,外積計算を用いた.計算された角度は速度ベクトルを基準に反時計回りに増加する.この計算を前後左右平面,前後上下平面，左右上下平面の3平面で計算した. 4.3使用するデータ範囲と検定方法使用するデータ解析対象区間は,被験者がバランスを最も崩していると考えられる最高合成速度の直前1秒間(前1秒)・直後1秒間(後1秒)・これらを合わせた計2秒間(前後1秒)の3種のデータ範囲に対して，中央値，標準偏差，四分位範囲を検定に使用する.検定方法 RQ1の結果から上級群と指導者には速度の有意差がなかったため，指導者を上級群に含めることとした．３群比較では正規性の有無を確認し，３群全てに正規性が確認出来た際は, Tukey-Kramer法, 1つの群でも正規性が確認できなかった際にはBonferroni補正をした t 検定を行った.検定の有意水準は5%とした. 4.4検定結果(1) 児玉謙太郎,山際英男,安田和弘: “全身協調バランス・スポーツ“スラックライン”における片脚立ちの熟達:初級者と上級者の比較”,2020年度日本認知科学学会第37回大会講演論文集,pp.313-316 (2020). (2) Stein,  K.& Mombaur, K. : "Performance   indicators for stability of slackline balancing", 2019 IEEE-RAS 19th International  Conference  on  Humanoid  Robots , pp. 469-476(2019). (3) Huber, P., & Kleindl, R. :  "A case study on balance recovery in slacklining", ISBS-Conference Proceedings Archive(2010). (4) Pereira, J. G., Mouchrek-Santos, V. E., & Ferreira Jr, M. M. :  "Relativistic motion under constant force: velocity and acceleration behavior", arXiv:1806.08680(2018). (5) Redding.J. L.  " Spatial relations between force and acceleration in relativistic mechanics" , Am. J. Phys.50, p163 (1982).