AnyBody 應用案例
跑步分析示例
本案例旨在通過AnyBody Modeling System分析“跑步”等復雜的高速動作，且不使用測力臺。另外，分析跑步經驗不同的被試者的動作，確認肌肉的使用方法、代謝能量等的結果，比較其差異。
① 跑步動作的定義
測量速度為10km/h（配速6min/km）、光著腳在無傾斜的跑步機上跑步的動作。為了使動作穩定，獲取20秒，將其中的10秒作為樣本進行分析。
② 測定條件
作為測量器，使用光學式運動捕捉系統（Vicon），以200幀/秒獲取數據。由于動作和體型在AnyBody用到，所以格外注意測量的精度。
③ 被試者
獲取3名受試者的動作。另外，為了評價跑步經驗，聽取了各受試者，使用右表進行了判斷。以下記載受試者的數據。
被試者1
男性?164cm?60kg 健康
經驗：LEVEL0（No exercise）
被試者2
男性?165cm?60kg 健康
經驗：LEVEL3（Occasional, light exercise）
被試者3
男性?169cm?68kg 健康但右半月板斷裂
經驗：LEVEL6（Regular exercise and training）
④ AnyBody中模型概要
獲取跑步動作的運動捕捉數據導入AnyBody。AnyBody會計算出最適合的骨骼長度和關節角度，以模擬人體模型所捕獲的動作，并再現動作和體型。
在取得像跑步一樣的動作時，希望通過測力臺獲取實測數據，但是即使沒有測力臺的數據，也可以使用AnyBody推定地板反力的功能來考慮地板反力。
⑤ 結果 動作
這部動畫實時顯示了AnyBody分析的動作，讓受試者進行對比。可以比較跑法、動作的穩定性、軀干的傾斜、質量中心的上下移動等。例如，受試者1（LEVEL0）看起來跑姿前傾。
⑥ 結果 肌肉的使用方法?活動量
為了比較，此動畫顯示了一個單獨的動作周期（慢動作）。
作為AnyBody計算的肌肉活動量可視化的方法，藍色表示沒有激活的狀態，隨著藍色→紅色→粉色（超載）的變化，肌肉活動量變高。
此外，還顯示了AnyBody推測的地板反作用力矢量（地面產生的反作用力紅線）和作用點（壓力中心）。
受試者全體在跑步各階段（接觸地面，站立期，邁步，擺動期等），看起來顯示著大體上同樣的肌肉使用方法。
但是，肌肉的活動水平（顏色）根據受試者的不同而不同，所以要稍微仔細確認一下。
以下的3個動畫，用慢放被試者各自的動作（10秒）的肌肉活動水平和刻度。另外，以下內容是從AnyBody輸出的數字中觀察到的。
■ 被試者1（LEVEL0）
主要使用股外側肌（作用：膝伸展）和股直肌（作用：膝伸展、髖關節彎曲）。股外側肌著地時激活度達到峰值，即使取均值也處于較高狀態。
■ 被試者2（LEVEL3）
主要使用股直肌（作用：膝伸展、髖關節彎曲）和縫匠肌（作用：髖關節彎曲外轉外旋、膝彎曲），但在腳跟著地時腓腸肌（作用：足趾屈）顯示活動量高峰。
■ 被試者3（LEVEL6）
與受試者2同樣使用著股直肌和縫匠肌，不過，縫匠肌在雙浮狀態（兩腳都沒有接觸到地面）時顯示著高峰。
⑦ 結果 代謝能
仔細確認肌肉活動量的結果，即使是同一受試者，根據循環以及腳（右、左）的不同，結果也會稍有不同。再加上，根據受試者的不同體型也不同，所以很難直接比較。
因此，為了評價跑步方法的效率性，建議使用AnyBody計算的肌力和肌肉收縮速度，計算下肢的代謝能量及其體重除法進行比較。
以下3個圖表顯示了右腳（藍色）和左腳（橙色）10秒左右的代謝能量消耗，圖中數字為右腳的循環編號。
■ 被試者1（LEVEL0）
顯示13個跑步周期，其中右腳會消耗多一些能量。
■ 被試者2（LEVEL3）
受試者1顯示出稍高的消耗能量比。但是，由于步頻長度小，與受試者1保持相同的距離，需要16個周期。另外，和受試者1一樣，右腳消耗了多一點能量。
■ 被試者3（LEVEL6）
顯示了14個跑步周期，與其他被試者相反，左腿消耗能量的傾向更明顯。原因可能是左腿護著右腿半月板損傷。
■ 被試者的比較
這張圖表顯示的是各受試者消耗的代謝能量除于體重的量。圖中可以確認到被試者1（藍線）和被試者2（橙色線），10秒后，體重每1千（克米）的能量消耗大體上相等。
被試者3（綠線）的代謝能量消耗是最小的。這也表明被試者3（LEVEL6）的跑法效率性好。
⑧ 總結
在AnyBody Modeling System中，確認了即使不使用測力臺，也可以確認跑步狀態中肌肉的使用方法、激活度的可視化和數字化。
從分析結果可以識別被試者的肌肉使用方法、跑步方法的效率性等差異，也可以調查某一現象的原因。
另外，對于膝蓋損傷的受試者我們檢測到，他無意識中左腳護著右腳跑步的可能性。
AnyBody的跑步動作分析中有很多可以驗證的參數，這次介紹的方法是其中一個。
要驗證此方法的有效性，需要增加不同跑步姿態的受試者的分析結果。