Entwicklung eines mobilen Sensorsystems zur Erfassung und Rückmeldung von Laufmündungsbewegungen beim Trockentraining im Biathlon

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Bibliographische Detailangaben
Leiter des Projekts:Eskofier, Björn M. (Universität Erlangen-Nürnberg / Department Informatik / Lehrstuhl für Maschinelles Lernen und Datenanalytik, Tel.: 09131 85-28980, bjoern.eskofier at fau.de)
Forschungseinrichtung:Universität Erlangen-Nürnberg / Department Informatik / Lehrstuhl für Maschinelles Lernen und Datenanalytik
Finanzierung:Bundesinstitut für Sportwissenschaft (Aktenzeichen: 072010/20-21)
Kooperationspartner:Deutscher Skiverband ; Institut für Angewandte Trainingswissenschaft
Format: Projekt (SPOFOR)
Sprache:Deutsch
Projektlaufzeit:08/2020 - 04/2021
Schlagworte:
Erfassungsnummer:PR020200700223
Quelle:profi - Projektinformationssystem

Ziel

Die komplexe Biathlonleistung setzt sich aus den Komponenten Laufgeschwindigkeit, Schießstandaufenthalt (Schießstand- und Schießzeit) sowie dem Schießergebnis zusammen. Wettkampfanalysen der letzten Jahre zeigen, dass sich die für eine Podiumsplatzierung notwendige Trefferquote kontinuierlich erhöht. Bei den Olympischen Winterspielen 2014 und 2018 lagen alle Podiumsplatzierten bei Trefferquoten von über 95 %. Dieser Trend hält unvermindert an. Die Schießleistung der deutschen Athleten im Hochleistungs- und Anschlusstraining zeigt in diesem Vergleich allerdings deutliche Reserven, insbesondere was die Konstanz des Biathlonschießens bei Wettkämpfen zum Saisonhöhepunkt angeht.
Im Rahmen dieses Projekts soll deswegen ein mobiles und preislich erschwingliches Sensorsystems zur Erfassung von Laufmündungsbewegungen entwickelt werden. Dadurch könnte zukünftig alle Biathleten im Leistungssportsystem des DSV von einer technischen Unterstützung beim Trockentraining profitieren.
Das Messsystem soll aus einer inertialen Messeinheit (IMU), und einer Smartphone-App bestehen. Die IMU wird durch eine spezielle Halterung während des Trainings am Gewehrlauf angebracht und misst die Bewegung der Laufmündung. Im Verlauf des Trainings werden die dabei erhobenen Daten, kabellos und in Echtzeit an das Smartphone übertragen und dort ausgewertet.
Das System soll dabei sowohl direkt beim Üben ein Feedback des aktuellen Handlungsvollzugs als auch am Ende des Trainings ein Feedback zur Laufmündungsstabilität im Zeitraum kurz vor Schussauslösung liefern. Diese Werte sollen sich dabei nicht nur im Trockentraining erfassen lassen, sondern auch im Trainings- und Wettkampfbetrieb, um einen Vergleich zwischen den Werten im Trockentraining und der komplexen Biathlonleistung anstellen zu können. Durch die Analyse der Werte im Längsschnitt lassen sich damit individuelle Trainingseffekte erkennen und entsprechend Trainingsempfehlungen ableiten.

Planung

1. Sensor- App- und Algorithmen-Entwicklung: - App-Entwicklung (Front-End & Back-End); - Integration der Sensorik; - Geeignete Halterung für Gewehrlauf entwickeln; - nach ersten Datenaufnahmen im Einsatzszenario: Entwicklung der Auswertealgorithmen
2. Pilotstudie: - Test der Halterung im Trainingseinsatz; - Datenaufnahme mit Sensorsystem; - Befragung zur aktuellen Situation des Trockentrainings
3. Paralleler Einsatz am Schießmessplatz: - Aufnahmen mit Sensorsystem und zeitgleich mit Referenzsystem; - Evaluation des Entwickelten Systems; - Feedback durch Sportler
4. Erhebung von Werten im komplexen Biathlontraining/Wettkampf: - Einsatz des Systems im Komplextraining (Datenaufnahme)
5. Trainingswissenschaftliche Analyse: - Vergleich Komplex- und Trockentraining; - Vergleich Wettkampf und Komplex- bzw. Trockentraining

Ergebnisse

Nach dem Abschluss des Projekts wird die App beiden Partnern zur Verfügung stehen. Durch die Anschaffungen von geeigneten Sensoren, können Trainer und Athleten somit die durch dieses Projekt erarbeitete Lösung direkt in ihrem Trainingsalltag einbinden.
Über die derzeitigen Möglichkeiten sowie Erweiterungsoptionen der App werden die Biath-lontrainer in Absprache mit dem DSV entweder bei der Trainerklausur im April 2021 oder beim Trainersymposium Biathlon im Juni 2021 informiert.
Neben den verbandsinternen Weiterbildungen bietet die zweijährig stattfindende IAT-Frühjahrsschule eine ideale Plattform, die Entwicklung und Anwendung des Sensorsystems einem Fachpublikum vorstellen zu können.
Des Weiteren ist zum Abschluss des Projekts eine Publikation über die Forschungsergebnis-se der Pilotstudie in einschlägigen trainings- und ingenieurswissenschaftlichen Fachzeitschriften (z. B. Journal of applied biomechanics bzw. Sport Technology) geplant.