Ziel

Das beantragte Projektvorhaben schließt an das vom Bundesinstitut für Sportwissenschaft (BISp) geförderte Projekt „Entwicklung einer Methode zur Sprungbelastungsmessung im Beach-Volleyball Training" (AZ: ZMVI4-072023/18) an und geht auf eine Initiative des Deutschen Volleyball-Verbandes (DVV) zurück. Im Ergebnis des Vorgängerprojekts konnte eindrucksvoll gezeigt werden, dass für die Trainingsbelastung im Beach-Volleyball – im Unterschied zum Hallenvolleyball – weniger die Sprünge als vielmehr Antritte nach vorn, schnelle Seitbewegungen und Hechtaktionen sowie deren Kombination von zentraler Bedeutung für das Ausmaß der Beanspruchung sind. Mit der Erfassung der Trainingsbelastung hat DVV ein aktuell auch in der Sportwissenschaft viel diskutiertes Thema (Belastungs-Beanspruchungsmanagement) aufgegriffen und hier einen wissenschaftlichen Unterstützungsbedarf ausgemacht.
Aus den aktuellen Erkenntnisdefiziten wird für das Projektvorhaben folgende Zielstellung abgeleitet: Entwicklung eines praxistauglichen Systems zur automatischen Erfassung der Trainingsbelastung (Aktionserfassung) im Beach-Volleyball
Für die Datenerfassung und -aufzeichnung wird ein kostengünstiges System bestehend aus einem Computer (PC, Notebook, Tablet, Smartphone), ein bis vier Movesense-Sensoren der Fa. Suunto (Preis 39,50 €, open development platform) und der Data Collector 2.0 Software (Fa. Kaasa solution GmbH) verwendet. Mit dem System lassen sich zeitsynchron online Video-, 3D-Accelerometer-, 3D-Gyroskop-, Magnetfeld- und Herzfrequenzdaten mit einer Frequenz von 104 bis 832 Hz (abhängig von der Anzahl der Movesense-Sensoren) aufzeichnen. Für die Aktionserkennung und -klassifikation (Kenngrößen der Trainingsbelastung) werden unterschiedliche Machine Learning Ansätze eingesetzt (u. a. Rekurrente Neuronale Netze, RNN).

Planung

Das Arbeitsprogramm erstreckt sich über den Zeitraum 01.08.2020 bis 30.04.2021. Im Anschluss an eine einmonatige Vorbereitungs- und Planungsphase (08/2020) sind folgende Arbeitspakete (AP) geplant:
- AP 1 - Voruntersuchung (09/2020 - 10/2020): - Zielstellung: erste Datensichtung, Kommunikation mit Sportlern (hier könnten bisher nicht bedachte Aspekte auffallen), mögliche Fehlerursachen finden und beheben; - Datenaufzeichnung: 5 Spielerinnen/Spieler, IMUs an mehrere Positionen, zeitsynchrone Aufzeichnung der IMU-Daten (9 Kanäle) mit Videobild in drei Settings (1. Aktionen in Standardsituationen, 2. unterschiedliche Trainingsübungen, -formen und -aufgaben, 3. Spielsituationen); - Datenanalyse: Datenstruktur anlegen, manuelle Sichtung/visuelle Inspektion der Daten (kein Machine Learning), Einschätzung zur Sensorposition, offene/vergessene Tätigkeiten für nächste Aufzeichnung feststellen
- AP2 – Systementwicklung (11/2020 - 01/2020): - Zielstellung: Datenerhebung für Machine Learning (ML) – Ansatz, Algorithmus entwickeln für Aktionserkennung, Feststellen von Möglichkeiten und Einschränkungen, erste Evaluierung; - Datenaufzeichnung: 10 Spielerinnen/Spieler (intern./national. Leistungsniveau), IMUs an definierte Position, Aufzeichnung der Daten (vgl. AP 1); - Datenanalyse: Datenannotation für ML (Labeln aller Aktionen), Entwicklung ML-Algorithmus, statistische Auswertung der System-/Modellfehler (Systemvalidierung)
- AP3 – Systemevaluierung/-anpassung/-implementierung (02/2021 - 04/2021): - Zielstellung: finale Datenerhebung, Evaluierung und Anpassung der Klassifizierungsalgorithmen auf Basis großer Datenmengen, Implementierung in die Data Collector 2.0 Software; - Datenaufzeichnung: 20 Spielerinnen/Spieler (intern./national. Leistungsniveau), IMUs an definierte Position, Aufzeichnung der Daten (vgl. AP 1); - Datenanalyse: vgl. AP2, finale Anpassung ML-Algorithmen; - Systemimplementierung: Implementierung der gesamten Analyseroutine in die Data Collector 2.0 Software

Ergebnisse

Im Projektergebnis soll dem DVV ein praxistaugliches, routinefähiges System zur trainingsprozessbegleitenden automatischen Erfassung der Trainingsbelastung für die Nationalkader im Beach-Volleyball vorgestellt werden. Der Ergebnis- und Erfahrungstransfer erfolgt in enger Zusammenarbeit mit und unter permanenter Beteiligung der unterschiedlichen Verbandsvertreter (Sportdirektor, Bundestrainer, Wissenschaftskoordinator usw.). Ein Maßnahmenkatalog für eine nachhaltige Weiternutzung und Verankerung der Projektergebnisse in der Trainingspraxis wird im Projektzeitraum mit dem DVV erarbeitet. Folgende Transferaktivitäten sind geplant:
- Vorträge im Rahmen von Fort- und Ausbildungsmaßnahmen des DVV und/oder der Trainerakademie Köln des DOSB
- Vorträge auf wiss. Konferenzen
- Publikation in intern. Zeitschrift