The Yayoi human body model is necessary because we aim to explore the physical and ergonomic relationships between the tools (artefacts) of the time used in rice cultivation and the people (humans) who used, created and maintained them, and to decipher the meaning of their remaining forms.
The reason why we stick to a 2.5D Yayoi human body model is because it is the simplest when looking at the relationships between people and objects. Current trends seem to be going in the direction of constructing detailed 3D models, but the purpose here is not to create precise animations that reproduce the past, but to analyse the forms of archaeological materials that have been excavated or folk tools that have ceased to be used by the very people who have handed down the traditions and experience of their use.
In order to consider briefly the dynamical relationships between the materials (objects) and the posture and movement of the humans who used or existed with them, a 2.5D model is considered appropriate in the early stages of research, as it is less likely to overload the physical simulation system and may avoid harmful effects caused by excessive information that may sometimes make the relationships unclear.
「四肢と胴体のプロモーションからみた縄文時代人の体形」から
骨格体系の特徴を示す説明因子
Explanatory factors for the characteristics of the skeletal system
体型の特徴を評価するための説明因子としては，四肢長：胴体サイズ比，「橈骨 Radius／上腕骨長 Humerus 」（brachial index）と「脛骨 Tibia／大腿骨 Femur 長 」（crural index）という上・下肢の遠位／近位骨長比とされ，縄文人の特異性は「四肢の遠位／近位骨長比」によって示すことが注目されてきているようです。さらに，「縄文人の橈骨／上腕骨長比および脛骨／大腿骨長比は，アイヌを除く歴史時代日本人や渡来系弥生人と比べて有意に大きい。」とのことです。ここまでの記述に対して具体的なイメージを持つためには，各部位名称とそれらの図解が欲しいところです。そこで探してみましたら，
「THE BRACHIAL AND CRURAL INDICES OF MODERN NORTH AMERICAN POPULATIONS」に以下の図が掲載されていました。
Explanatory factors for evaluating the characteristics of the body type are the limb length: body size ratio, the distal/proximal bone length ratio of the upper and lower limbs, namely the radius/humerus length (brachial index) and the tibia/femur length (crural index), and it seems that attention is being paid to the uniqueness of the Jomon people being shown by the distal/proximal bone length ratio of the limbs.
Furthermore, it is said that “the radius/humerus length ratio and tibia/femur length ratio of the Jomon people are significantly larger than those of historical Japanese people excluding the Ainu and immigrant Yayoi people.”
To get a concrete image of the description so far, I felt it would be better to have an illustration showing the names of each part.
Consequently, I did a search and found the following chart in “THE BRACHIAL AND CRURAL INDICES OF MODERN NORTH AMERICAN POPULATIONS
弥生人骨格寸法の推定
Estimation of Yayoi human skeletal dimensions
さて，この研究では「北海道から九州までの全国各地に所在する 20 遺跡から 出土した，縄文早期～晩期人骨 63 体について，四肢骨長及び胴体サイズ（骨盤最大幅と脊椎高）のデータを収集し，東北アジアに起源を持つと考えられる渡来系弥生時代人，および関東の江戸時代人などと比較する。」としてあります。具体的な数値の扱いが気になるところです。
This study’s object is ‘to collect data on limb bone length and torso size (maximum pelvic width and vertebral height) from 63 Early to Late Jomon human skeletons recovered from 20 historic ruins located throughout Japan, from Hokkaido to Kyushu, and to compare them with those of the migratory Yayoi period people thought to have originated in Northeast Asia and the Edo period people of Kanto. The data are compared with those of the Yayoi period people, who are thought to have originated in Northeast Asia, and the Edo period people of the Kanto region.’
これは貴重なデータです。先ほどの骨格図での測定箇所に加えて，骨盤最大幅と胴長が加えられています。平均値（Mean）の比較だけからは，弥生人の方が一回り大きく，brachial indexもcrural indexも，縄文人より大きいように見えてしまいます。何か読み間違いがあるのでしょうか。それとも，弥生人の個体差バラツキによるものなのかもしれません。
This is valuable data. In addition to the measurements in the skeletal chart above, the maximum pelvic width and torso length have been added. From a comparison of mean values alone, it would appear that the Yayoi are one size larger and that their brachial and crural indexes are larger than those of the Jomon. This result, however, may be due to individual variation within the Yayoi population.
この表から，下肢長＋胴長＝771.5+378.1=1149.6となり，一般的に言われている弥生人男性平均身長から推定すると，大腿骨の骨頭から最下端の腰椎までの距離と頚椎の最下端から頭頂（全頭高＋頚椎の最下端から顎下まで）までの距離，そして足高（床面と脛骨最下端間の距離）の和は450程度となります。全頭高は一般的に232.0程度とのことなので，残りの220程度は，大腿骨骨頭から腰椎までと顎下から頚椎最下端まで，そして足高に配分されることになります。大首の自分の顎下から首の付け根までの距離が50程度，大足の足高は90程度なので，80を大腿骨骨頭から腰椎までの距離として弥生人モデルの基準としてみたいと思います。おそらく大首大足短足胴長の自分の体型が，弥生人の皆さんには大変失礼かとは思いますが，近いものがあるのかもしれません。
In this table, lower limb length + torso length = 771.5 + 378.1 = 1149.6(mm), and, based on the generally accepted average height of Yayoi men, the sum of (i) the distance from the femoral head to the lowest lumbar vertebra, (ii) the distance from the lowest cervical vertebra to the crown of the head (full head height + distance from the lowest cervical vertebra to under the chin), and (iii) the foot height (distance between floor and the lowest tibia) is around 450.0.
As the total head height is generally around 232.0, the remaining 220.0 is allocated from the femoral head to the lumbar vertebrae, from under the chin to the lowest end of the cervical vertebrae, and to the foot height.
Since the distance from my chin to the root of my neck is about 50.0 and the height of my large foot is about 90.0, I would like to apply 80.0 as the distance from the femoral head to the lumbar vertebrae as a reference for the Yayoi model.
結論として，弥生人の体型の基準として，
を準備してみたいと思います。かなり手荒い準備ですが，まずはこれで挑戦してみて，調整を進めてみたいと思います。
2D弥生人モデルの試作
Prototyping of 2D Yayoi Man Model
すでに，身長1600mmの現代人プロポーション2.5DモデルがFreeCADで準備されているので，このデータをベースに上記の寸法に合わせていきます。ワークベンチはDraftとし，ModificationのMove，Rotate，Scaleを中心に形状調整を行っていくと，比較的容易にできるかもしれません。
Since a 2.5D model of a modern human 1600 mm in height has already been constructed by using FreeCAD, I will use this data as a base to adjust the dimensions defined above. It may be relatively easy to adjust the shape by setting the workbench as Draft and focusing on Move, Rotate, and Scale in the Modification.
The following figure on the right is the Yayoi 2.5D model, which has been adjusted on the basis of the Yayoi body data estimated above.
先に簡易的に得た弥生人身体データをベースに調整し，以下を弥生人2.5Dモデルの基本データとしてみます。
この２D人型モデルの各パーツを，奥行き方向に掃引する，つまり，いたってシンプルな方法で，厚みをつけ，左右の両手，両足を自由に動かし，様々なシーンに適用できる2.5D人型モデルを構築してみます。
By sweeping each part of the simple 2D humanoid model shown above on the depth axis in a very simple way, we can add thickness to the 2D-model and move the left and right extremities freely. Thus, we can construct a 2.5D humanoid model that can be applied to a variety of scenes.
2.5D弥生人モデルの試作
Prototype 2.5D Yayoi man model
まだ，肩口の高さに不自然さが残りますが，最適設計の初期値のような位置づけとして，下図の2.5Dモデルを準備してみました。現在，発掘された弥生人人骨の実測データを参考にしながら修正を加えている途中です。
Although the height and the width of the shoulders is still unnatural, I prepared the 2.5D model shown below as a kind of initial value for the optimal design. Currently, I am in the process of modifying the model by referring to the measurement data of excavated Yayoi human bones.
２Dモデルから2.5Dモデルへ
この程度のモデルでも，両手，両足が自由に動かせると，想定されるシーンでの人の動き，人と道具との関係性などを考察するとき，より“動き”を感じ取ることができそうです。
Even with this low precision level of digital model, since both hands and feet can move separately, we will be able to more properly feel “movement” of the digital person. In this way, we can consider the movement of people in an imagined scene and the relationship between people and tools.
Moreover, there is a possibility that the exact same posture can be applied to different situations, as shown in the diagram below.
斜面を押しながら登る人
A person pushing a lever on a slope
全く同じ姿勢でも，
ロープを引く人
A person pulling a rope
のように，様々なシーンに適用することができます。
繰り返しとなってしまいますが，基本的には2.5次元の簡易モデルなので，左右の上肢，下肢の動きの変化も別々に完全に自由に付けられるので，検討対象のArtefactsとヒトとの物理的，動的な関係性をイメージするには便利なモデルかなと思います。
As previously stated, the model is essentially a simple 2.5D representation, which allows for the independent and unrestricted modification of the movement of the left and right upper and lower limbs without burdening the PC’s operation and without worrying about more information than necessary. This makes it an effective tool for exploring the physical and dynamic interactions between the artefacts under consideration and humans.
ここでの操作はすべてFreeCADの中で行えますので，身体各パーツの動かし方の素朴さ（アプリに慣れていない上の効率の悪さ）も含めて，簡単に体験できると思います。とはいえ、各パーツのローカル座標の定義には、まだいくぶん情報が少ない部分もあり、移動させるのに不便な点もありますので引き続き勉強したいと思います。
All operations can be performed in FreeCAD, allowing for straightforward experimentation with the simplicity of moving each body part, although the way of definition of local co-ordinates for each part is still somewhat uninformative, and there is some inconvenience in moving them around.
モデルそのものは，もう少し，想定シーンで動いてもらってから調整し，のちに公開したいと思っています。
Anyway, I would like to release this FreeCAD data of the simplified 2.5D human model to the public once the virtual human Yayoi-kun has been tried out in various envisioned scenarios and once some issues mentioned above have been resolved.
Araire（犂）への適用
An application to araire (plow)
ここまでで作成した簡易弥生人モデルの妥当性を検証するために，フランス・グルノーブルのThe Musée dauphinoisドーフィノワ博物館に展示されているAraireと合わせてみました。そうすると，下図の茶色のAraireの左側上部のグリップハンドルの位置が低く，身長160㎝弥生人モデルにとっては扱いにくい農具であるように見えてきました。下図において，それらしい身長との関係を探ると，使用者の身長は156㎝程度となります。はじめは，どうしてもグリップハンドルに手が届かない状況でしたが，関節部の重なりと各部位の角度を調整することで，次第に手がグリップハンドルに届き，“自然な”人とモノとの配置になりました。そして，その結果，身長は4㎝から5㎝程度低くなりました。簡易モデルとしては許容範囲かもしれませんが，なんとも気持ち悪いところもありますので，この原因を明確にし，より“らしい”人型モデルにしなければなりません。
To check the validity of the simplified human model Yayoi-kun created according to the process mentioned above, I tried it out it with the araire (plow) on display at the Musée Dauphinois in Grenoble, France. The brown plow in the figure below has a low handle on the upper left side, which makes it look like a difficult tool for a 160cm tall Yayoi-kun to handle. In the picture below, the user’s height is about 156cm.
At first, the user could not reach the handle at all, but by adjusting the overlap of the joints and the angle of each part of Yayoi-kun, the hand could gradually reach the handle, resulting in a “natural” arrangement of person and object. As a result, the height of the transformed Yayoi-kun was reduced by 4 to 5 cm. This may be acceptable for a simplified model for practical use, but it may be somewhat overly optimistic* (simplistic?) from an academic point of view, so I am going to clarify the cause of this problem and make a more “natural” humanoid model.
身長170㎝弱の自分にとっても，このAraireはそんなに不自然に小さいものではないように思えます。このAraireの低床接地面からグリップハンドルまでの距離は66㎝程度です。メジャーを66㎝伸ばして，上図のように立ってみますと，メジャーの先は程よく床に届きます。自分の腕の長さが不自然に長いとも思えませんので（足は短いです），Araireの大きさはそれほど間違ってもいないようです。
だとすると，上図での弥生人モデル適用試行の結果，Araireを操るこの使用者の身長は156cm程度との結果は，どこかで各部位の寸法や，各部位の接続関係での勘違い，ミスがあることを示唆していると思われます。簡易的にはおおむね使用できる人型モデルとなっていますが，このような不整合を修正するために，発掘された実際の弥生人人骨からの寸法読み取り，現代人の骨格各部位の配置状況を精査し，この弥生人モデルのリファインを進めたいと思います。
これからの宿題
現在，発掘された弥生人骨に対する測定結果に従って再調整を進めています！
- 骨盤最大幅のモデルへの適用
- 合わせて，胸幅の調整
- 上肢の太さの再検討
引き続き検討し，簡単なPC環境で共有できるモデルに成長さえたいと思っております。コメントを介してご指導いただけたら幸いです。
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