スーパーコンピューターを用いてフォークボールを落下させる要因を解明――他スポーツや産業への応用にも期待九州大学ら

九州大学は2021年3月23日、同大学と東京工業大学、慶應義塾大学の共同研究チームが、スーパーコンピューターを用いてフォークボールを落下させる要因を解明したと発表した。

打者の手元でボールが急に落下するように感じられるフォークボールは、ストレートと同じくバックスピン回転であり、回転により浮き上がる力を受ける「マグヌス効果」により浮き上がった軌道になるはずであるが、実際はほぼ浮き上がらずに放物線に近い軌道を取ることが知られている。この原因はこれまで解明されていなかった。

同研究チームは、東京工業大学学術国際情報センターのスーパーコンピューター「TSUBAME3.0」を用いて、野球ボールの縫い目の回転まで詳細に計算する数値流体シミュレーションを行った。

この結果、ボールが1回転する間に打者から縫い目が2本しか見えない「ツーシーム」のフォークボールは、低速回転で上向きの揚力が弱く、縫い目の角度が−30度から90度の範囲で下向きの力を受ける「負のマグヌス効果」が生じ、軌道が下がることが判明した（冒頭の画像）。一方で、ボールが1回転する間に打者から縫い目が4本見える「フォーシーム」のストレートでは、負のマグヌス効果が生じないことも明らかになった。

さらに、投手がボールを投げた直後の球速や回転速度、回転軸が分かれば、その後のボールの軌道を高精度で再現できることも明らかになった。球速が時速150kmで回転数が1100rpmのツーシームとフォーシームでは、打者の手元でのボールの落差が19cmも異なることが判明した。

また、落差が大きいことで知られる福岡ソフトバンクホークスの千賀滉大投手のフォークボールは、ツーシームでなく、ボールの進行方向に対して回転軸が一致するような回転の「ジャイロ回転」と言われている。これに対してもシミュレーションを実行した結果、1100rpmのツーシームよりさらに軌道の落差が大きいことが判明した。

今後は、野球のボール以外にも無回転のサッカーボールやバレーボールの解析や、空力が大きく影響するウィンタースポーツなどでの空力解析に加えて、さまざまな産業への応用が期待される。

スーパーコンピューターを用いてフォークボールを落下させる要因を解明――他スポーツや産業への応用にも期待　九州大学ら