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Forschungsprojekt

RelaySens - Ent­wick­lung eines MEMS-basierten Messsystems zur Leis­tungs­di­a­gnos­tik im leichtathletischen Staffelsprint

Projektleitung: Dr. Marcus Schmidt
Mitarbeiter: Prof. Dr. Thomas Jaitner
   
Auftraggeber: Bundesinstitut für Sportwissenschaft
Laufzeit: 01.04.2021 - 31.03.2023

Ziele und Inhalte

Systeme auf Basis von mikroelektromechanischen Sensoren (MEMS) halten mehr und mehr Einzug in den Hochleistungs- und Leistungssport, auch im Bereich der leichtathletischen Sprintdisziplinen, da sie sich aufgrund ihrer sehr kompakten Bauweise, des geringen Gewichts und des niedrigen Energiebedarfs sowie der vergleichsweise hohen mechanischen Belastbarkeit als geeignet herausgestellt haben (Camomilla et al., 2018; Macadam et al., 2019; Mertens et al., 2018; Schmidt et al., 2016). Dennoch beinhalten die Verfahren spezifische Limitationen in Berechnungs- und Auswerteroutinen, da die beim Sprinten auftretenden Beschleunigungen und Kräfte um ein Vielfaches höher als beim Gehen, Laufen oder anderen dynamischen Bewegungen sind, was die Entwicklung von Algorithmen und Auswerteroutinen zur Ableitung biomechanischer Einflussgrößen anspruchsvoller macht (Diaz et al., 2013; Taherian et al., 2010). Dies gilt insbesondere auch für den Staffelsprint. Bisher erfolgt die Diagnostik des Staffelwechsels meist über zeitaufwendige Videoanalysen. Möglichkeiten tragbare Messsysteme einzusetzen werden bisher nicht ausgeschöpft. Insbesondere die Nutzung der in den meisten Systemen vorhandenen Magnetfeldsensoren erfolgt bisher nur in wenigen Anwendungen, obwohl dadurch wesentliche Zusatzinformationen gewonnen werden können, die eine Berechnung der Leistungsparameter verbessern können (Falbriard et al., 2020). Ziel des beantragten Forschungsprojekts ist die Entwicklung und Validierung von Auswerteroutinen basierend auf tragbaren miniaturisierten mikroelektromechanischen Sensoren zur Leistungsdiagnostik des leichtathletischen Staffelsprints, welche die automatische Erfassung von Leistungsparametern (vor allem Laufgeschwindigkeiten im Wechselbereich) der beteiligten Sprinter ermöglicht und dem Trainer ein Real-Time-Monitoring zur Verfügung stellt. 

Derzeitiger Bearbeitungsstand

Das Projekt gliedert sich grundsätzlich in zwei wesentliche Arbeitsschritte. Zunächst sollenim ersten Projektjahr erste Daten mit dem tragbaren System erhoben werden. Basierend auf diesen Daten werden Algorithmen und Auswerteroutinen entwickelt, die die Bestimmung der relevanten Merkmale ermöglichen sowie die Entwicklung und Implentierung des Auswerte- in ein Anwenderkonzept. Anschließendim zweiten Projektjahr die Validierung und Anwendung sowie eine Überprüfung hinsichtlich der Tauglichkeit des Systems im Hochleistungsbereich. Für die Datenerhebungen werden in Absprache mit dem Fachverband (DLV) im Idealfall hochtrainierte Stichproben (Bundeskader, Nachwuchsbundeskader) weiblicher und männlicher Sprinter herangezogen werden. Die Messungen können sowohl auf den Anlagen der TU Dortmund als auch bei Kadermaßnahmen oder –lehrgängen außerhalb Dortmunds stattfinden. 

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Anfahrt & Lageplan

Der Campus der Technischen Universität Dortmund liegt in der Nähe des Autobahnkreuzes Dortmund West, wo die Sauerlandlinie A45 den Ruhrschnellweg B1/A40 kreuzt. Die Abfahrt Dortmund-Eichlinghofen auf der A45 führt zum Campus Süd, die Abfahrt Dortmund-Dorstfeld auf der A40 zum Campus-Nord. An beiden Ausfahrten ist die Universität ausgeschildert.

Direkt auf dem Campus Nord befindet sich die S-Bahn-Station „Dortmund Universität“. Von dort fährt die S-Bahn-Linie S1 im 20- oder 30-Minuten-Takt zum Hauptbahnhof Dortmund und in der Gegenrichtung zum Hauptbahnhof Düsseldorf über Bochum, Essen und Duisburg. Außerdem ist die Universität mit den Buslinien 445, 447 und 462 zu erreichen. Eine Fahrplanauskunft findet sich auf der Homepage des Verkehrsverbundes Rhein-Ruhr, außerdem bieten die DSW21 einen interaktiven Liniennetzplan an.
 

Zu den Wahrzeichen der TU Dortmund gehört die H-Bahn. Linie 1 verkehrt im 10-Minuten-Takt zwischen Dortmund Eichlinghofen und dem Technologiezentrum über Campus Süd und Dortmund Universität S, Linie 2 pendelt im 5-Minuten-Takt zwischen Campus Nord und Campus Süd. Diese Strecke legt sie in zwei Minuten zurück.

Vom Flughafen Dortmund aus gelangt man mit dem AirportExpress innerhalb von gut 20 Minuten zum Dortmunder Hauptbahnhof und von dort mit der S-Bahn zur Universität. Ein größeres Angebot an internationalen Flugverbindungen bietet der etwa 60 Kilometer entfernte Flughafen Düsseldorf, der direkt mit der S-Bahn vom Bahnhof der Universität zu erreichen ist.