テクノロジー TECHNOLOGY

AI、IoT、そして5G!次世代テクノロジーを集結し、スポーツ指導を進化させた「アスリーティックラボ」とは?

Yuka Shingai

日本における第5世代移動通信システム5Gのサービス開始がいよいよ目前に迫っている。高速大容量、低遅延、多端末接続の実現により、よりバラエティ豊かなサービスをより快適に楽しめるようになると推測されている。KDDIとKDDI総合研究所、株式会社アクロディアはスポーツ行動認識AIとセンサー内蔵型ボールからスマートフォンで取得したデータを活用し、選手の技術向上に役立てることができるアスリート育成支援システムを2019年10月に発表、スポーツテックサービス分野へ本格的に乗り出した。AI×IoTという最先端技術を駆使したサービス『アスリーティックラボ』の詳細や、提供するにあたっての課題点や今後の展望について、KDDI総合研究所にて話を伺った。

全身65か所の骨格点から身体の基本動作を認識して、
リアルタイムでアドバイスを返す

KDDIとKDDI総合研究所は2018年に、単眼カメラの映像からスクワットやランジなど31種類のトレーニング動作や姿勢を認識する「宅内行動認識AI」を開発。
コーチや指導者がつきっきりでなくても、深度センサーや専用デバイス、高度な技術を用いずとも、スマートフォンのカメラで撮影した映像から行動を認識し、各トレーニングのカウントや姿勢、テンポをリアルタイムでチェックできるようになった。

そこから発展したのが今回取材したアスリート育成支援システム『アスリーティックラボ』に使用されている「スポーツ行動認識AI」である。「スポーツ行動認識AI」では、同じくスマートフォンで撮影した競技者の映像から、全身65か所の骨格点を抽出して、指先を含む骨格などの動きや、ボールを捉えパスやキャッチなどを行う基本動作を認識、フォームから身体の使い方までをリアルタイムに解析することが可能となった。

このシステムは2019年8月に開催されたスピードクライミングの国際大会でも、出場選手の競技記録やリプレイ動画を世界記録と比較しながら会場のディスプレイに表示する “トライアル” で使用されており、競技者のみならず観戦者に向けた新しい体験を提供する施策として高く評価された。


KDDI総合研究所 スポーツ行動認識AI

このAIを用いたシステムに、アクロディアが開発した3次元モーションセンサーを搭載したボール型IoTデバイス「TECHNICAL PITCH (テクニカルピッチ)」を組み合わせたものが、今回の最先端技術を駆使したスポーツテックサービス『アスリーティックラボ』である。このボール型IoTデバイスとの掛け合わせをすることで、「スポーツ行動認識AI」の画像解析だけでは分からない部分までをも補うことができるとKDDI総合研究所 メディア認識グループの田坂和之氏は語る。

「スマートフォンのカメラではまだ、競技している様子をスローモーションで捉えることまではできません。そこでボールの中にセンサーを入れることで、ボールがどれくらい加速しているのか、回転しているかが分かり、競技者のフォームとボールの関係性を知ることができるようになりました。今回のサービスを用いれば、それらをおさえた上で選手に、それも即座にアドバイスすることが可能となったというわけです」

マイナースポーツや学生チームでも
スマートフォンさえあれば、
高度な指導を受けられるように

『アスリーティックラボ』

「TECHNICAL PITCH」は、野球ボールとスマホさえあれば手軽に投球の分析ができるというサービス。2017年に販売が開始してから登録ユーザー数はすでに2万件を超え、100万球の投球データをクラウド上に蓄積している。重さや硬さなど、硬式野球ボールの規格に準拠しているが、2019年12月には軟式野球ボールの販売もスタート。今後サッカーやバレーボール、ゴルフなど他の競技にも順次対応していく予定だという。

ボールとスマートフォンを Bluetooth でペアリングを行い、ボールに搭載したセンサーから送付されるデータが専用アプリで解析される。回転数、回転軸、球速、球種、変化量 、腕の振りの強さ、時間(構えてからリリースするまでの時間とリリースされてからキャッチャーが捕球するまでの時間)、動画(計測時にスマートフォンのカメラで動画を撮影し計測結果と同期)を記録することができるという。


「マイナースポーツや学生チームのように活動資金に余裕がなくても、スマートフォンさえあれば映像をチェックしながら戦略を立てていくことができますし、自宅でのトレーニング時や1人で練習する際にも指導が受けられます」(田坂氏)

近年、スポーツ指導におけるデータやエビデンスの重要性が叫ばれ始めるようになったものの、現場ではいまだにコーチの感覚や経験に左右されることも多い。そんななか、今回のサービスの検証に協力してくれる大学の運動部に対しては、AIを活用したコーチングと強調するのではなく、競技者の「今」の状態をチェックすることができるものとしてアプローチを進めていった。

「過去の映像と並べて比較すると、動きが少し固くなっているな、など自分自身で体の変化を確かめられるので、ケガの予兆検知などにも繋げていくことができます」と、自己研鑽も含めアスリートの全般的なサポートが実現しそうだ。

認識できる点数が増えれば必然的に処理が重くなる。
速さと精度を保つことが決め手

開発の肝となったのは、画像認識の速さと正確さであったと、田坂氏は語る。

「実際使ってみるとよく分かるのですが、自分の動きを撮影して、フィードバックが即時で表示されるか、1〜2分後に表示されるかでは前者の方がユーザーも理解しやすいし、実際に、上達のスピードもアップします。開発の初期は、体の大まかな骨格、目や鼻など、17か所のみでしたが、両手両足の指関節、かかとなど認識できる点を段階的に増やしていき、1年半ほどかけて65点まで到達したので、スピードクライミングのトライアルでもどのようにホールドをつかんでいるかまで、より正確に表示できるようになりました。
しかし点数が増えた分だけ当然処理は重くなり、速度と精度が落ちてしまいますから、いかに精度を保ったまま、速く認識できようにするかは技術面での苦労でもありました」

スポーツでの利用であれば現段階の65点で大体網羅できるが、顔のパーツひとつひとつや、体の輪郭まで認識できれば適用先が広がる余地は十分にある。
現状、技術的に不可能ではないものの、4G、LTEといった通信方式では高画質の画像やフレームレートの大きい動画をサーバーにアップするのに時間がかかってしまうが、5Gの実用化が始まればより解析がスムーズになり、たとえばゴルフクラブのヘッドなど細かい動きもぶれることなく表示できるなど、ユーザビリティの向上も見込めそうだ。

アスリートの支援だけではなく、
日常的なレクリエーションにも。
誰でも使えるエンジンに成長させたい

KDDI総合研究所 メディア認識グループ 田坂和之氏

今後、解消していきたい技術的な課題は、人の接触が多い部分の画像解析だという。

「1人でプレイする競技や団体でも離れているか、組まれていない場合なら問題ないのですが、人が密集するところ、柔道やレスリングのように組み合うことが多い競技だと、画像だけではどちらの手であるとか、どちらの顔であるかがまだ識別しきれていないところがあります。ラグビーのスクラムを想像すると分かりやすいと思いますが、肉眼で見ても分からないものは、やはり画像で見てもなかなか分かりづらい。少しずつ技術は改善されていっているので組み合うスポーツにもどんどん適用していけるのが理想ですね」

IoTボールの活用を組み合わせたサービスのため、アスリート育成に特化したスペシャルなプログラムという印象も受けるが、あくまでも目指すのは、誰でも手に取れるエンジンとしての成長だ。

「サッカーでも逆上がりでもいいんですけど親子で公園に行ったときに、親の主観でアドバイスするんじゃなくて、データで示してあげる方が子どもも主体的になるのではないかと思うんです。何で伝わらないんだ!って親がもどかしくなってしまうせいで、イヤになってしまうお子さんもいますから、人それぞれのアドバイスができる存在として、日常的なレクリエーションに取り入れてもらえると嬉しいですね」と田坂氏は笑顔で語る。

5G開始、そして東京オリパラ開催と、スポーツテックのメモリアルイヤーとなること間違いなしのこの1年、大きな発展に期待したい。

(text: Yuka Shingai)

(photo: 壬生マリコ)

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テクノロジー TECHNOLOGY

ミッドソールを3Dカスタマイズできる「エコー」の未来型シューズが日本上陸!

富山英三郎

「靴は足に寄り添うべきであり、その逆はない」というポリシーのもと、真に履き心地のいい靴を作り続けてきたデンマーク発のシューズブランド「ECCO(エコー)」。デザイン、製造、出荷のみならず、革のなめし工場まで所有する徹底した品質管理で知られる同社が、未来に向けた新しい試みをスタートさせた。それが、3Dプリンターでミッドソールを作成する、新感覚のカスタマイズシューズ「QUANT-U(クアントゥー)」。その実態に迫った。

履き心地の良さを追求した最新システム

「エコー」の靴づくりにおけるユニークな特徴は、糸や糊を使わずアッパーとソールの間に液体ポリウレタンを流し込む一体成型(フルイドフォルム)にある。そうすることで、精緻に作り上げた足型そのままの成型が可能となり、快適なフィット感が得られるというもの。ゆえに、ハイヒールでもビジネスシューズでも履き心地がよいことで知られる。

そのような強いこだわりを持つブランドが、なぜ3Dプリンターを使ったカスタマイズシューズを志したかといえば、ひとえに「未来」を見据えてのこと。開発したのは、オランダはアムステルダムにある同社のデザイン・スタジオ「ILE(エコー・イノベーションラボ)」。ここでは、日々先端素材の研究や技術開発をおこなっている。

では、細部の構造を探る前に、カスタマイズシューズ「クアントゥー」がどのように生まれるかを追ってみよう。

1. 好きなカラーのアッパーを選ぶ

13色のレザーアッパーから好きな色を選ぶ。レザーはマットで滑らかな「セレステ」と、職人による手染めが特徴で硬めの質感の「オックスフォード」の2種類。シューズは同社の人気モデル「SOFT 8」がベースとなっている。

2. 足型を立体的にスキャン

「3D足型計測器」に乗り、長さやアーチの高さ、幅など、足の隅々までを立体的にスキャンしてデジタル足型を作成する。その時間はわずか約15秒。なお、計測時は裸足ではなく、普段その人が履いている靴下を着用するというのがユニーク。これは、実際に靴を履くときと同じ条件にすべきという考えによるもの。

3. 歩行のクセを計測

専用のシューズを着用して「トレッドミル」の上を少し早めのペースで約30秒歩行。シューズに内蔵されたウェアラブルセンサーとAIにより、個人の歩行パターンを計測していく。そして、前後・左右・上下の加速度、圧力、さらには温度や湿度までを解析してデータ化する。

4. データを3Dプリンターに送信

上記の3Dスキャンおよび歩行計測の解析データを組み合わせ、導き出されたミッドソールの形状データが、クラウドを通じて3Dプリンターに送信される。

5. 3Dプリンターでミッドソールを出力

「クアントゥー」のために開発された液体シリコーンが約20層にわたり噴出され、ハニカム形状のミッドソールが出力される。所要時間は片足約60分。なお、店舗には2台の3Dプリンターが用意されているので、両足でも約60分で出来上がる。カスタマイズされたミッドソールは中敷のようにシューズに装備され、その上にインソールが敷かれて最終的な完成品となる。

「クアントゥー」の最大の特徴はミッドソールをカスタマイズするという点にある。これは、「シューズにとって歩行時の機能および履き心地を左右する70%がミッドソールにある」という研究に基づいている。つまり、ミッドソールはシューズの心臓部なのだ。

耐久性の高いシリコーン製のミッドソール

素材にシリコーンを使っている点にも注目。通常、ミッドソールに使われる素材ではないが、3Dプリンターによるカスタマイズという観点で選ばれたのがシリコーンだった。形態安定性が高く、弾力性や衝撃吸収性に優れ、耐久性も高いため、今後研究が進めば一般製品に使われる可能性もあるとか。

そして、約15秒の3Dスキャン、約30秒の歩行解析、約60分の出力と短時間で終了するのも魅力だ。自分のミッドソールが3Dプリンターで出力されていく様子を興味深く観察していれば、あっという間に過ぎてしまう時間である。

世界各国のメーカーや研究所とコラボレーション

今回、「クアントゥー」専用の3Dプリンターに対応する液状シリコーンゴムの開発は、アメリカの「ザ・ダウ・ケミカル・カンパニー」。システムは、フランスの「ダッソー・システムズ・ファッション・ラボ」。3Dプリンターは、ドイツの「ジャーマン・レップラップ」。さらに、ウェアラブルセンサーの開発補佐にイギリスの「ケンブリッジ・デザイン・パートナーシップ」など、世界各国のトップランナーと共同開発を行なっている。

当初、「ILE」のあるアムステルダムのエコー直営店「W21」で実験的に販売されていたが、商業化されたのは世界で日本が初めて。すでに伊勢丹新宿本店メンズ館でのポップアップは終了し、3/28~4/23までは松坂屋名古屋店北館にてサービスを受けることができる。その後、8月から伊勢丹新宿本店本館2階婦人フロアに常設される。

色や素材を選ぶカスタマイズではなく、自分の足にぴったりフィットする新感覚のカスタマイズシューズ。自分の足や歩行の特徴を知る絶好のチャンスであると同時に、最新の技術を使ったアイテムを所有できるという喜びも得られる満足度の高い一足。まずは一度お試しあれ。

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「ECCO QUANT-U(エコー クアントゥー)」
3D足型計測、シリコーン製ミッドソール制作、専用シューズのセットで7万6000円。サイズは24.5~28.5cm。

お問い合わせ
エコー・ジャパン カスタマーサービス
0120-974-010
https://quant-u.jp/

(text: 富山英三郎)

(photo: 画像提供/エコー・ジャパン)

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