SPLYZA Motionのデータを使用したAnyBodyによる筋骨格モデル解析

概要

本ページでは、iOS端末（iPhone / iPad）を用いて動画ファイルからAIによる動作の解析ができる商用アプリケーション SPLYZA Motion と、同アプリケーションで取得したデータを活用した AnyBodyによる筋骨格モデル解析 についてご紹介します。

SPLYZA Motionとは

SPLYZA Motionは、株式会社SPLYZAが開発・販売している動作解析アプリケーションです。
カメラ1台で撮影した動画ファイルを用いて、iOS端末（iPhone／iPad）上でAIによるマーカーレス3D動作解析を行うことができます。
特別な計測機材や専門的な知識を必要とせず、直感的な操作により、動作中の関節角度、角速度、関節中心や身体各部位の並進速度、ならびに軌跡といった定量的データを取得することが可能です。
解析した動作データは、各特徴点の3次元座標の時刻歴データ（CSV形式）や、スティックフィギュアとしてのモーションデータ（BVH形式）として出力することができます。
株式会社SPLYZA（SPLYZA Motion 製品ページ）
https://motion.products.splyza.com/

SPLYZA Motionで取得したデータをAnyBodyで使う方法

SPLYZA Motionでは、入力した動画ファイルから動作解析を行い、人体のスティックフィギュアを生成するとともに、モーションデータをBVH形式で出力することができます。
BVH形式のモーションデータは、AnyBodyの筋骨格モデルにおける動作を規定するための入力データとして利用可能です。そのため、SPLYZA MotionとAnyBodyを組み合わせることで動画の動きを人体モデルで再現、解析して、関節反力や筋活動量などの解析結果を算出することが可能です。
一方で、BVHファイルに含まれるスティックフィギュアの階層構造や名前、座標系の定義はシステムごとに異なります。そのため、SPLYZA Motionから出力されたBVHファイルをAnyBodyに適用する際には、スクリプトやパラメーターの調整が必要となります。
そこで弊社では、保守ユーザー様向けに、SPLYZA Motionで取得したBVHファイルに対応したAnyScriptを自動生成するアプリケーション 「SPLYZA2AnyBody」 をご用意しております。

解析の流れは以下のとおりです。
①動画ファイルを用意する
②iPhone/iPad上でSPLYZA Motionを用いて姿勢推定を行う
③推定された姿勢データをBVHファイル形式で出力する
④SPLYZA2AnyBodyを用いて、AnyScriptを自動生成する
⑤作成されたモデルを用いて筋骨格解析を行う

①動画ファイルを用意する

②SPLYZA Motionを用いて姿勢推定を行う

③推定された姿勢データをBVHファイル形式で出力する

④SPLYZA2AnyBodyを用いて、AnyScriptを自動生成する

⑤作成されたモデルを用いて筋骨格解析を行う
【腰部負担の解析例、画面右のチャートにおける赤線はNIOSHの基準値（3400N）】

光学式モーションキャプチャのデータで解析した場合との比較

本動作は、動画の取得時に反射マーカをつけた光学式モーションキャプチャでも動作を計測しています。
SPLYZA Motionから動作を入力した場合の解析結果の精度を比較するため、光学式モーションキャプチャのモーションデータを入力した場合と解析結果と比較します。

光学式モーションキャプチャのデータを使用した解析

解析結果の一例として、腰椎に作用する圧縮力を評価しました。SPLYZA Motionのデータを用いた解析結果と、光学式モーションキャプチャシステムで取得したデータを比較したところ、ピーク値の大きさおよび値の変動が同等の傾向を示しました。
このことから、SPLYZA Motionを入力データとして用いた筋骨格解析でも十分に実用的な結果を算出できることが期待されます。

以上