動かして学ぶバイオメカニクス #20 〜Google Colaboratoryの使い方〜
紹介したPythonコードを確認したいが，Pythonの開発環境を整えることまでされたくないという方のために，このシリーズではコードをGoogle Colaboratoryで確認できるようにしている．ただし，紹介したコードを実行するためには，モーションキャプチャやフォースプレートのデータが必要となる．これらをダウンロードし，Google Colaboratoryで利用する方法を補足しておく．
もし，Google Colaboratoryで計算を行わない場合は，ファイルに保存して利用すれば良いので，この章の最後をご覧になっていただきたい．
Google Colaboratoryとは
Google Colaboratory（以下，Google Colab）は、Google社が無料で提供している機械学習の教育などの開発環境である．開発環境はJupyterLab（正しくは「ジュパイター・ラボ」と呼ぶ，Jupyter Notebookの後継）に似たインターフェースを持ち，Pythonの主要なライブラリがプリインストールされている．Googleアカウントを持っていれば，Google ColabでPythonコードを動かすには，ネットワーク環境とブラウザ（Chrome推奨だがSafariでもほとんど問題なく動作する）が必要なだけである．
ちなみにそのJupyterLabは，（筆者のような）ソフトウエアエンジニアではなく，科学技術計算を行いというだけの方などには適し，PythonなどをWebブラウザ上で記述・実行できる統合開発環境である．notebook形式でメモやコメントを保存できる．筆者はエンジニアではないので，notebook形式のほうが，実験結果の整理などに便利である．MatlabやMathematicaに近い感覚で利用ができる．
ただしJupyterLabを利用するにしても計算環境を構築する必要がある．慣れていない方はそれすらも面倒だ．そこで，そのような面倒な開発環境をほとんど構築せずに，アプリをインストールするだけの，JupyterLab Desktopというアプリというものもある．
Pythonの実行環境やライブラリはこのアプリケーションの内部にすべて含まれている．現在，筆者はこれを利用している．ここで紹介している程度の計算であれば，特に問題はないだろう．
また，JupyterLabで書いたコードの拡張子は".ipynb"となり，作成したノートブックはJupyterノートブック形式で保存され，JupyteLab等の互換性のあるフレームワークで閲覧や実行などが行える．このマガジンで共有しているように，読者も他の方と共有ができる．
ここでのGoogle Colabの位置づけはコードの共有であって，無理にColabで動かす必要はない．ただし，いったんColabで確認をする場合もあるだろう．もしColabを利用する場合は，計測データをGoogle Dirveにアップロードする必要がある．そこで，少しだけGoogle Colabでコードを実行するときのために，「Google Driveのマウントの仕方」などの補足を行う．
Google Colabの利用方法
Google Colabの利用にはGoogleアカウントが必要となる．もしお持ちでない方は，アカウント作成が必要となる．アカウント作成はそれほど難しくない．
ログイン後，記事のリンクをクリックしていただくと（たとえば，以下は第17章の記事からのリンク），
実行できるコードが示される．
Google Colabを利用しない場合は，この記事の最後の「Google Colab以外での実行方法」の節をご覧になっていただきたい．
このマガジンで示したコードを実行する際，計測データが必要となることがある．データは記事のリンクから自由にダウンロードできるようにしている．
ただしGoogle Colabでは，「パソコンのローカルに置いてあるファイルを直接利用することができない」．そのため，Google Drive上にダウンロードしたデータファイルを置いて利用することになる．
Google Driveの扱い方を説明する前に，まず知っておくべきColabの基本的な利用方法は以下のセルの実行方法だけである．それ以外は，インターネットで検索をしていただきたい．
１．セルの実行方法
まずは上記のリンクなどから，ノートブックを開くと，図１のようなセルと呼ばれる，コマンドが書かれている部分が見えるはずだ．その左上には実行ボタンが備わっている．
そこで，各セルの実行は図１赤丸のセルの左にある実行ボタンを押すか，Cntr+Enter（または⌘+Enter）のキーで実行できる．
２．Google Driveのマウント
上から順番セルをに実行していき，下記の図２のところで，Google Driveのマウントの準備を行う．この作業を行う前に，データは予めリンクからダウンロードしていただきたい．
ダウンロードした計測データを利用するために，以下の手順でGoogle Driveをマウントする．
I：セルによるマウントの実行
図２のフィルパスの設定で，下記の図３の部分
を実行すると，
II：アクセスの許可
以下の図４の画面が表示されるので，
「Google ドライブに接続」ボタンをクリックし，
III：アカウントの選択
さらに，次の画面（図５）でアカントをクリックして選択し，
IV：マウントの許可
さらに，次の画面（図６）で許可ボタンをクリックする．
V：ドライブの階層の確認
すると，ドライブがマウントされ，図７の左のフォルダーのアイコンをクリックすると，
ドライブのマウントが実行できれば，drive以下にMyDriveがあらたにマウントされる（図８）．
VI：新しいフォルダの作成
このフォルダー以下に，さらにフォルダーを作っても構わない．ここでは，drive/MyDriveの文字の右側にメニューが表示されるプルダウンメニュー（︙）から，図９の「新しいフォルダ」で，drive/MyDrive下にフォルダを作成する．
ここでは，図９のように，Note_Biomechanicsというフォルダをdrive/MyDrive下に作成し，
VII：データのGoogleドライブへのコピー
その新しいフォルダ下に，３つのダウンロードした計測データを，「ドラッグ＆ドロップ」でアップロードすると，
のように表示される．以上で，Google Drive側の設定は終わりである．
このGoogle Driveをマウントせずに，デフォルトのdrive領域にコピーしてもよいが，そのファイルは，Google Colabの利用が途切れると，自動で削除されるので，ここで示したようにGoogle Driveをマウントするほうが懸命だろう．
３．ファイルパスの設定
Google Driveの階層構造とアップロードしたファイル名に合わせて
のように書き換えれば，ファイルの読み込み準備が完了する．
図12のように左のファイルを右クリック，または右側の（︙）のパスをコピーのメニューから取得しても良い．
Google Colab以外での実行方法
もし，別環境でPythonを実行するために，すでにPythonの計算環境を構築していたり，これから構築するという方は，ノートブックをファイルに保存して利用していただければと思う．
ファイルへの保存はファイルメニューのダウンロードで実行できる（図13）．
JuputerLabやJupyter notebookなどで利用する場合は，ノートブック形式のまま保存したほうが便利であるので，".ipynb"の拡張子を選択するとよいだろう．それ以外は，".py"を選択していただきたい．
Google Colabratoryの複数セルの実行方法
Colabはノートブックのように使用できるのが利点であるが，複数のセルをひとつひとつ実行するのは面倒である．
複数セルの選択と実行方法
そこで，セルをまとめて選択し，まとめて実行できると便利である．
複数のセルはの選択は，shiftキーを押し選択するか，図14のように見出し（この例では「パッケージの読み込み」）の▼の部分を，クリックすれば，
図15のように，次の見出し（「ファイルパスの設定」）までの複数のセルをまとめて非表示にすることができる．
そこで，図15の赤丸部分（▷）をクリックして，複数のセルをまとめて実行することができる．
これ以外に「複数のセルの選択」は，Shift + クリック で選択でき，さらに「複数セルの実行」は，Ctrl/Cmd + Shift + Enter で実行できる．
【解析・受託開発について】
スポーツセンシングでは，豊富な知見を持つ，研究者や各種エンジニアが研究・開発のお手伝いをしております．研究・開発でお困りの方は，ぜひスポーツセンシングにご相談ください．
【例】
・データ解析の代行
・受託開発
（ハードウェア、組込みソフトウェア、PC/モバイルアプリ）
・測定システム構築に関するコンサルティング など
その他，幅広い分野をカバーしておりますので，まずはお気軽にお問い合わせください．
【データの計測について】
スポーツセンシング社のスタジオで，フォースプレートやモーションキャプチャを利用した計測も行えます．出力されるデータと，ここで示したプログラム（入力データの取り込み関数を少々改変する必要があるが）で，同様な解析を行えますので，まずはお気軽にお問い合わせください．
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