Digitaler Assistent für Laufbewegungen

Digitaler Assistent bringt Sportlern gesündere und effizientere Laufbewegungen bei
Foto: Oliver Dietze / Saarland Informatics Campus

Digitaler Assistent bringt Sportlern gesündere und effizientere Laufbewegungen bei

Laufen über lange Distanzen verursacht häufig Knieverletzungen. Grund hierfür sind unter anderem die hohen Kräfte, die auf das Knie wirken, wenn der Läufer zuerst mit der Ferse auftritt. Stattdessen den Mittel- oder Vorderfuß zu nutzen, ist nicht nur schonender, sondern sorgt auch für einen effizienteren Laufstil. Wissenschaftler des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz (DFKI) und des Forschungszentrums Bildung Digital an der Universität des Saarlandes (FoBiD) haben daher einen am Körper tragbaren Laufassistenten entwickelt. Dieser trainiert dem Sportler während des Laufens die richtige Laufbewegung an. Besucher der Computermesse Cebit können diesen ab dem 11. Juni am Stand G75 in Halle 27 ausprobieren.

„Studien zeigen, dass Fersen-Läufer eine Verletzungsrate haben, die ungefähr zweimal so hoch ist wie die von Vorderfuß-Läufern“, erklärt Antonio Krüger, Professor für Informatik an der Universität des Saarlandes. Krüger leitet nicht nur das Innovative Retail Laboratory am DFKI, sondern zusammen mit Professorin Julia Knopf auch das neu gegründete Forschungszentrum für Bildung Digital der Saar-Uni, kurz FoBiD. Daher interessierte ihn auch die Frage, ob die Läufer lediglich durch Informationstechnik einen neuen Bewegungslauf lernen können.

„Eine effektive Analyse der Lauftechnik ist bisher nur mithilfe von professionellen Trainern und Videos in Zeitlupe möglich. Auf so etwas haben Amateur-Sportler keinen Zugriff. Da jedoch immer mehr Menschen Langstrecken laufen und sich so dem Risiko von Knieverletzungen und Ermüdungsbrüchen aussetzen, ist eine Antwort auf diese Frage mehr als notwendig“, so Krüger. Zusammen mit seinem Team entwickelte er daher den Laufassistenten „Footstriker“. Der Prototyp wird vom Läufer am Körper getragen und sorgt mit Hilfe von Elektrostimulation (EMS) für die richtige Bewegung.

Die schmerzlosen Stromstöße kommen von Elektroden, die sich der Läufer auf die Wade klebt. Den für die Steuerung notwendigen EMS-Generator und die Kontrolleinheit, einen Arduino-Mikrokontroller, trägt der Läufer ebenfalls am Körper. In den Schuhen befinden sich Einlegesohlen, die mit Drucksensoren versehen sind. Durch die Sensoren können die Forscher nicht nur erkennen, ob der Läufer mit Ferse, Mittel- oder Vorderfuß auftritt, sondern auch, ob der Fuß gerade am Boden oder in der Luft ist. Ist Letzteres der Fall und wurde zuvor der Auftritt per Ferse erkannt, löst die Kontrolleinheit einen schwachen, schmerzlosen Stromimpuls aus und der Wadenmuskel klappt den Fuß nach vorne. Der Läufer trifft dadurch nun mit Mittel- und Vorderfuß auf, läuft effizienter und schont seine Gesundheit.

Die Saarbrücker Informatiker haben ihren Laufassistenten an 18 Personen im Alter zwischen 24 und 36 Jahren getestet. Sie konnten nachweisen, dass Footstriker nach einem Lauf über drei Kilometer im Vergleich zu den klassischen Kommandos eines persönlichen Lauftrainers zu signifikant weniger Fersenauftritten führt. „Nach dem Lauf mit Footstriker haben wir die Läufer befragt. Das Ergebnis: Sie konnten den neuen, korrekten Bewegungsablauf mit eigenen Worten beschreiben, obwohl wir dazu keine Angaben gemacht hatten. Sie hatten ihn also offensichtlich lediglich mithilfe des Laufassistenten gelernt“, berichtet Krüger. An der Entwicklung des Footstrikers haben neben Antonio Krüger auch Mahmoud Hassan, Florian Daiber, Frederik Wiehr und Felix Kosmalla mitgewirkt.

Auf die Computermesse Cebit laden die Forscher die Besucher ein, den Footstriker auf dem Laufband auszuprobieren (Stand G75, Halle 27).

Autor: Gordon Bolduan, web: http://umtl.cs.uni-saarland.de/research/projects

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Markus Schneider
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