Nano4Sports test slimme innovaties tijdens Eindhoven Marathon

Bron: Blog Interreg Vlaanderen/Nederland
(http://www.grensregio.eu/blog/2018/nano4sports-waakt-over-gezondheid-van-sporters)

Nano4Sports waakt over gezondheid van sporters

Door Jan van Blerk

Vol enthousiasme sta je op het punt om je dagelijkse hardlooptraining te vervolgen. Immers, jouw allereerste halve marathon zit eraan te komen en je wilt topfit zijn. Een ongeluk zit echter in een klein hoekje.

Na een kwartier flink te hebben hardgelopen voel je een brandende pijn in je knie. Je baalt ervan, je was zo goed bezig met de voorbereiding voor dit evenement. Medische problemen komen met name bij beginnende hardlopers frequent voor en zijn in een aantal gevallen ernstig genoeg om de training tijdelijk of definitief te stoppen. Het merendeel van de (beginnende) hardlopers onderschat de moeilijkheidsgraad van het hardlopen en zijn zich niet bewust van de hoeveelheid belasting die de spieren, botten en pezen te verwerken krijgen. Risicofactoren voor een hardloopkwaal kunnen een gebrekkige looptechniek en/of een te hoge intensiteit omvatten.

 

Heleen is werkzaam als Biomedical R&D engineer bij imec Connected Health Solutions en ex-toproeister van de Nederlandse vrouwenacht

Nano4Sports zoekt slimme, innovatieve oplossingen die ons beter, veiliger, meer en levenslang laten sporten

Om een beter inzicht te krijgen in hoe men blessures bij recreatieve lopers kan voorkomen, hebben imec NL en Fontys Sporthogeschool Eindhoven binnen het kader van Nano4Sports diverse looptechniek en -houding metingen verricht tijdens de 10km Run by Night van Eindhoven Marathon op zaterdag 13 oktober 2018.

Nano4Sports, een door Interreg ondersteund project,heeft als doel de regio Vlaanderen-Nederland op de kaart te zetten als sportinnovator en werd op de marathon onder andere vertegenwoordigd door Heleen Boers, Biomedical R&D Engineer bij imec. In een telefonisch interview spreekt zij over de missie van Nano4Sports en blikt zij terug op de slimme sensor metingen tijdens de Marathon Eindhoven. Nano4Sports wil zeer geavanceerde sensoren ontwikkelen die de sporter goed kan dragen tijdens het sporten en hem of haar feedback zal geven over tal van zaken, zoals de fysieke activiteit, houding, hartslag, spierinspanningen of huidgeleidbaarheid. De focus ligt op lopen en fietsen.

“Een van de doelen van Nano4Sports is het verminderen van blessures bij recreatieve lopers, door middel van sensoren en feedbacksystemen.” Het Nano4Sports project bestaat daarbij uit verschillende delen. Zo zijn er vorig jaar tijdens de Halve Marathon van Eindhoven video opnamen van lopers gemaakt en eerder dit jaar zijn er metingen verricht op een loopband met verschillende soorten sensoren. Heleen geeft aan dat de resultaten van eerdere metingen de basis vormden voor de selectie van sensoren bij de recente meting tijdens de Marathon Eindhoven. “Met behulp van sensoren in de schoenen en een hartslagsensor meten we de beweging en de vermoeidheid, zo kunnen we achteraf bepalen hoe de looptechniek tijdens die 10 kilometer verandert. Wat voorgaand onderzoek al aantoonde, bleek dat hoe vermoeider men raakte, hoe meer verandering er plaatsvond met betrekking tot de looptechniek en houding: men begint heel energiek en loopt dan in korte passen. Naarmate je vermoeid raakt, ga je steeds grotere passen zetten waarbij het contact tussen voet en grond langer duurt. Zodra men grotere passen gaat maken met een onveranderde loopsnelheid, hebben spieren en gewrichten meer te verduren. Blijft men dit consequent doen, kunnen er kleine scheurtjes in je spieren en zelfs je bot ontstaan met als resultaat een blessurereactie.”

Een live feedback systeem voor hardlopers is nog in ontwikkeling. Er wordt goed samengewerkt om dit te realiseren, zo geeft Heleen Boers aan: “Bij de universiteiten wordt onderzoek gedaan naar feedbackmechanismen en bij imec wordt de technologie ontwikkelt, maar het gaat er uiteindelijk om dat iemand daar ook echts iets mee gaat doen. Een afdeling binnen de TU/e waar we nu mee samenwerken is Industrial Design en men kijkt daar naar ‘hoe de technologie met de mens interacteert’. De Fontys sport Hogeschool benadert met name looptechniek.”

Op de vraag wat haar rol binnen het Nano4Sports project is reageert Heleen: “Ik heb in de topsportpraktijk gestaan en ik doe nog steeds vrij actief aan sport (triatlon). Daarnaast heb ik vanuit mijn opleiding en mijn persoonlijke interesse veel passie voor technologie en data-analyse Daardoor kan ik twee verschillende brillen opzetten. Ik kan enerzijds kijken met een sportersperspectief: wat heeft de sporter nodig? Anderzijds kan ik kijken vanuit de technologische kant: worden er reële eisen gesteld aan het systeem, wat voor data komt hieruit voort en kunnen we deze data teruggeven aan de eindgebruiker?”

Wat betreft het grensoverschrijdende karakter geeft Heleen aan: “het is vooral erg belangrijk om samen te werken met Vlaamse en Nederlands partners, om kennis uit te wisselen vanuit verschillende achtergronden (universiteiten, bedrijven, sportclubs, de topsport). Uiteindelijk is dit project gericht op het ontwikkelen van sensortechnologie die gebruikt kan worden door elke sporter. Er zit veel variatie is hoe de sport (en de zorg) georganiseerd is in elk land. Door deze samenwerking krijgen wij data en kennis vanuit meerdere perspectieven.”

Meer weten?

In onderstaande video van Sports & Technology legt Heleen Boers verder uit hoe de metingen bij de Eindhoven Marathon in zijn werk gingen.

 

Nano4Sports test slimme innovaties tijdens Eindhoven Marathon from Sports & Technology on Vimeo.

Share on FacebookShare on LinkedInTweet about this on TwitterShare on Google+Email this to someone

Projectresultaten imec België

Sensoren voor low-impact running

Om de impact tijdens het lopen bij sporters in real-life te meten en door te sturen naar een data platform, zijn er sensoren met zeer performante specificaties nodig die momenteel niet op de markt verkrijgbaar zijn: ultra lichtgewicht, hoge sampling frequentie van de accelerometer, hoge densiteits- en ultra betrouwbare draadloze datatransmissie zijn de belangrijkste uitdagingen. Een eerste prototype van dergelijk system wordt getest (zie UGent, ‘Running case’) om de verdere performantie noden te verkennen en zodoende een finaal prototype te bouwen.

 

 

 

 

 

Sensoren en textielintegratie voor wielrenners (Bike2Know)

Samen met de vakgroepen Revalidatiewetenschappen en Kinesitherapie en Elektronica en Informatiesystemen van de Gentse Universiteit ontwikkelt imec een eenvoudig in gebruik te nemen bewegingssensor systeem, hetwelk de renner tijdens zijn/haar ritten ten allen tijde informeert over zijn haar fietspositie. Dergelijk systeem bestaat uit een aantal modules die m.b.v. flexibele rekbare elektronica in textiel wordt geïntegreerd. Een eerste prototype werd gebouwd en wordt momenteel getest met sporters.

 

 

 

Sensoren voor sport performantie evaluatie

Samen met KU Leuven-Faber, werd een studie uitgevoerd naar beschikbare IMU modules om te gebruiken in een Cooper test bij Faber met een groep Bachelor studenten einde september. De Byteflies sensoren kwamen uit deze studie als de meest geschikte zowel naar specificaties (1000 Hz sampling, 16G gevoeligheid,…) als wat betreft gebruiksvriendelijkheid. Ook werd imec’s chillband polsband mee opgenomen in de test voor een bijkomende evaluatie van huidtemperatuur en beweging aan de pols van de sporter gedurende de test. De data analyse is momenteel lopende.

 

 

 

Share on FacebookShare on LinkedInTweet about this on TwitterShare on Google+Email this to someone

Nationaal Sport Innovatie Congres 2018 in Eindhoven: Nano4Sports was there!!

Op 8 oktober 2018 vond het 15e Nationale Sport Innovatie Congres plaats in Eindhoven. Het programma vindt u hier.

Uiteraard kon Nano4Sports hier niet ontbreken: imec NL/Holst Center en KU Leuven presenteerden hun Nano4Sports-case in de experience room.

 

Imec NL/Holst Center door Heleen Boers en Eva Wentink
Wearables voor sporters

 

 

 

 

 

 

 

KU Leuven_RxD door Jorgos Coenen
Interactie met sporters tijdens sportevenementen

Share on FacebookShare on LinkedInTweet about this on TwitterShare on Google+Email this to someone

projectresultaten Technische Universiteit Eindhoven – Industrial Design

Ontwikkeling

Hardlopen is een van de populairste recreatieve sporten, in onder andere Nederland en België, vanwege het laagdrempelige karakter. Het is echter ook een sport met een hoge drop-out door blessures en motivatie verlies. Demotivatie komt vooral voor bij beginnende hardlopers, waar vrouwen een groot deel van uitmaken. Binnen de Technische Universiteit Eindhoven doen we onderzoek hoe feedback systemen kunnen bijdragen in het voorkomen van demotivatie bij vrouwelijke hardlopers om zo de drop-out binnen deze groep hardloopsters te verkleinen.

Onderzoek

Tijdens de Ladiesrun 2018 zijn er verschillende activiteiten gedaan om een beter inzicht te krijgen in motivatieverlies bij hardloopsters: 1) er is een online vragenlijst afgenomen onder 114 deelneemsters om een beter inzicht te krijgen in mogelijke barrières voor het hardlopen en in welke mate dit hardloopsters weerhoudt om te gaan hardlopen. 2) Er is een ‘Voorbereidingen Bord’ ontworpen om meer inzicht te krijgen in de verschillende taken en beslissingen die een hardloopster maakt rondom haar training. Dit bord is een manier om te communiceren over de training en erachter te komen of er interessante momenten zijn om voor te ontwerpen. Op basis van deze studie hebben we een ‘Runner’s Journey’ ontwikkelt, die inzicht geeft in interessante uitdagingen en mogelijkheden wanneer we ontwerpen voor motivatieverlies bij hardloopsters.

Ontwerp Exploratie

Om te zien of we motivatie voor het hardlopen kunnen verhogen hebben we een eerste ontwerp exploratie gemaakt, een hardloopshirt wat verandert op basis van warmte. Wanneer de hardloper bezig is met de opwarming, komt er een motiverende quote tevoorschijn. Met deze shirts hebben we onderzocht of de manier en timing van de feedback op een wearable eventuele twijfels voor het hardlopen kunnen verlagen.

 

Presentatie en Congressen

Op 27 juni 2018 is een deel van het onderzoek gepresenteerd tijdens het Design Research Society conferentie in Limerick, Ierland. Binnen dit onderzoek is er een nieuwe manier van feedback geven op fysieke activiteiten gepresenteerd, waarbij er vooral gefocust is op de combinatie van je goed voelen en fysiek actief zijn. De paper draagt bij aan nieuwe kennis over feedback geven, fysieke activiteit en motivatie.

Komend oktober 2018 zal het onderzoek gepresenteerd worden tijdens de Dutch Design Week bij de expositie “Fashion? Future design for the present” georganiseerd door By-Wire.net.

 

Share on FacebookShare on LinkedInTweet about this on TwitterShare on Google+Email this to someone

Projectresultaten KU Leuven

Projectresultaten ESAT-STADIUS – KU Leuven

Onderzoek

Kwaliteitsindicatie van ECG signalen opgemeten door draagbare toestellen

De ontwikkeling van allerhande draagbare ECG toestellen, waaronder de Nano4Sports borstband, zorgt ervoor dat atleten gemonitord kunnen worden tijdens hun dagelijkse leven en trainingen. Dit resulteert in een gigantische hoeveelheid potentieel informatieve data. Echter, de huidige analyse algoritmes zijn ontwikkeld op basis van extreem kwalitatieve data.

Wij hebben een methode ontwikkeld die de kwaliteit van stukjes ECG signalen kan aanduiden.

Op basis van onze methode kan de analist/onderzoeker zelf een minimum kwaliteitsniveau aanduiden voor de analyse. Dit is noodzakelijk, aangezien niet alle soorten onderzoek even kwalitatieve data nodig hebben.

Bijvoorbeeld, voor hartslag registratie dien je enkel de grootste pieken in het signaal te detecteren. Deze zijn ook in ruizige signalen redelijk accuraat te detecteren en behoeven dus niet het hoogste kwaliteitsniveau. Wanneer echter andere, meer gesofisticeerde, zaken onderzocht dienen te worden, zoals repolarisatietijd of fragmentatie, is een hoger kwaliteitsniveau nodig. Onze methode laat toe om zelf het kwaliteitsniveau te bepalen en selecteert automatisch de gewenste stukken van het signaal.


Projectresultaten DTAI – KU Leuven

World Cup voorstellingen

Er werd een simalulatie-tool ontwikkeld om de uitslag van het WK voetbal te voorspellen. Meer info vindt u via volgende linken: https://dtai.cs.kuleuven.be/blog/belgi%C3%AB-heeft-3-kans-om-wk-te-winnen https://dtai.cs.kuleuven.be/sports/worldcup18/

Een publicatie hierover vindt u hier: https://dtai.cs.kuleuven.be/events/MLSA18/papers/robberechts_mlsa18.pdf

 

VO2_Max

Door datafusie van op het lichaam gedragen accelerometers en hartslag werd VO2max voorspeld tijdens submaximaal rennen. Meer info vindt u via volgende link: https://lirias.kuleuven.be/retrieve/512471

Samenwerking met de onderzoeksgroep Biomechanica van de menselijke beweging, FaBer, KU Leuven.

Low Impact Running

Samenwerking met Ugent in het kader van de case Low Impact Runing


Projectresultaten Research[x]Design – KU Leuven

Ontwikkeling

Research[x]Design (RxD) ontwikkelt in het kader van Nano4Sports feedback toepassingen voor massa sportevenementen en looppistes. Met de softwareapplicatie voor sportevenementen kunnen recreatieve sporters na hun prestatie ter plaatse en samen met andere deelnemers hun prestatie in verschillende data visualisaties analyseren en vergelijken, in plaats van individueel en achteraf zoals dat momenteel meestal het geval is. De hardware- en softwaretoepassing die RxD ontwikkeld voor feedback bij looppistes richt zich meer op individuele sporters en tracht contextueel feedback te geven over de evolutie van de gebruiker en andere bezoekers aan de piste.

Onderzoek

Het onderzoek van RxD omvat het ontwerp en de ontwikkeling van publieke data visualisatie in feedbacksystemen, alsook de evaluatie van deze toepassingen in hun reële context en met echte gebruikers. Dit proces startte met een technology probetijdens de Leuven Night Run (26.08.2017) om inzicht te krijgen in de feedback voorkeuren, interesses en ervaringen van hardlopers. Op basis van deze gegevens werd een eerste prototype ontwikkeld dat vervolgens iteratief werd bijgestuurd na evaluaties op drie sportevenementen; de Leuvense Corida (31.12.2017), de Louis Persoons Marathon (28.01.2018) en Midwinter Jogging (25.02.2018). Volgende stappen in het onderzoek en mogelijke samenwerkingen worden momenteel overwogen.

RxD onderzoekt met deze interventies de rol van feedback op sportevenementen, de sociale impact op de belevering van deelnemers, en het potentieel om inzichten in prestaties te verrijken en verdiepen.

 

Daarnaast onderzoekt Research[x]Design het potentieel van laagdrempelige feedback rondom hardlooppistes. De mogelijkheid om onafhankelijk van eigen meetinfrastructuur sporters contextuele feedback te geven over hun eigen prestatie en die van anderen op dezelfde piste is onderzoekswaardig. In dit project maken we gebruik van energiezuinige e-ink beeldschermen die dankzij een batterij flexibel kunnen geïnstalleerd worden op tal van locaties, van een Finse looppiste tot een traject in het bos. Dit onderzoek bevindt zich momenteel in een exploratief stadium.

Presentaties en congressen

Op de IEEE Information Visualization conferentie in Berlijn (21-26.10.2018) zal RxD tijdens de workshop over Urban Data Visualization onderzoek presenteren dat nauw in verband staat met het werk binnen Nano4Sports. Tijdens de workshop zullen evaluatie methoden, co-creatie en participatie besproken worden in verband met data visualisatie in de publieke ruimte.

Tijdens het Sportinnovaticongres in Eindhoven (8.10.2018) zal RxD demo’s geven en toelichten van de feedbacksystemen die ze ontwikkelen en onderzoeken.

Gepland onderzoek

RxD diende samen met WeWatt een innovatieprojectvoorstel in omtrent het energiemeubilair van WeWatt. In deze samenwerking zal RxD het potentieel van physicalization(het fysiek uitdrukken van informatie) onderzoeken als feedbackvorm bij de energiefietsen van WeWatt waarmee gebruikers hun smartphone of laptop al fietsend kunnen opladen. Physicalizationis een opkomende tak binnen de discipline informatie visualisatie. Er zijn reeds wetenschappelijke bewijzen voorhanden dat physicalizationtot meer individuele participatie, meer onderlinge sociale interactie en langere herinneringen kan leiden dan gelijkaardige visualisaties op normale beeldschermen. Physicalizationin de publieke ruimte is wetenschappelijk nog maar nauwelijks belicht en dit project zou dus een unieke bijdrage kunnen betekenen.


Projectresultaten FaBer – KU Leuven

The Use of Technology to evaluate and monitor Sport Performance: Preliminary results

 

 

1. Sprint analysis

1.1 Red-Lions follow-up

In March and June 2018, we performed 2 measurement sessions on the National Hockey Team. During those sessions, we monitored the players’ Force-Velocity (FV) profiles during sprint. The main aim of those sessions were to identify the players individual strengths and weaknesses in order to adapt their training programs accordingly. After each session, a detailed report was provided to the coach and a debriefing session was organized to discuss the results.

The players’ individual FV profiles were also provided as plots in comparison with the team’s average values. As an example, the FV profile from player A below shows is more “velocity oriented” compared to the rest of the team. Consequently, a training program oriented towards Force would be recommended for this player.

 

 

The testing session performed in March was described in the free magazine “Mag. Vlaams-Brabant”.

 

 

1.2 Soccer analysis

Simultaneously, we used the sprint data collected in 2016 to evaluate the influence of the level of playing and gender on FV profiles.

The aim of this study was to enlarge our understanding of the role of each parameter of the FV profile (F0, v0, RFD, Power) on soccer performance. This analysis included data from 163 soccer players registered in 8 clubs (men and women). Data analysis is performed and we currently are writing up the paper.

 

2. Synchronization of laser and accelerometer technologies

Besides, we worked this year on a novel testing method that would enhance the information we get from our sprint tests. Indeed, the use of the laser provides information on the overall sprint but does not allow the identification of the different steps of the sprint. This information would bring valuable feedback to the coaches.

To do so, we worked on the synchronization of 3 technologies:

  • Laser(400 Hz): provides the time velocity data and allow computation of FV profiles
  • Accelerometer(1000Hz) embedded in an IMU sensor attached to the player’s lower back: the vertical acceleration retrieved can be used to detect the steps
  • Video camera(100Hz) for visual feedback

 

To now, we were able to synchronize the 3 devices using their internal UNIX timestamps:

 

3. Cooper test

Another important project we conducted this year regarded the monitoring of endurance running in outdoor conditions. The collection of accurate dynamic stability and impact in real ecological conditions would open the door to further investigation on the risk of overuse injury and on running performance. To do that, we aimed at monitoring the KU Leuven 1stbachelor students during an outdoor Cooper test (12 minutes maximal run) using IMU sensors.

 

 

3.1 Test preparation

Sensor selection: In order to accurately measure acceleration during a 12 minutes run, we first identified the minimal settings required:

  • Recording time (memory) of 3 hours as we wanted to collect data during 3 consecutive sessions
  • Sampling frequency ≥ 400 Hz
  • Acceleration range ≥16g
  • Easy and secure attachment
  • Fast data transfer

In collaboration with IMEC, we selected the Byteflies sensors to perform our test.

Proper lower-back attachment design: In addition, we designed and built 30 silicone cases and belts to easily attach the sensors to the participant’s lower back and avoid motion of the sensors on the skin which would alter the data.

 

3.2 Cooper test

The Cooper test measurement sessions were performed on September 25thand October 1st2018. Approximately 130 students were measured during those sessions.

 

 

To facilitate preprocessing of the data, we developed a dedicated Matlab Graphical User Interface (GUI). This GUI allows the user to enter the metadata from a test session (type of sensor used, sampling frequency, location of the sensor…) and to select the data of interest on a visualization screen.

 

 

 

Share on FacebookShare on LinkedInTweet about this on TwitterShare on Google+Email this to someone

Projectresultaten Fontys Hogescholen

Ontwikkelingen

Vanuit Fontys Hogeschool ICT is een platform ontwikkeld waar diverse (commercieel) verkrijgbare sensoren op gekoppeld en geanalyseerd kunnen worden. Dit platform kan tevens gebruikt worden om ontwikkelde sensoren vanuit het project te kunnen koppelen. Er is een mobiele variant ontwikkeld en een voor een meer vaste opstelling.

 

Onderzoek

Blessurepreventie hardlopen (Met imec Nederland)

Voor recreatieve hardlopers is het belangrijk om blessurevrij te blijven. Zonder blessures blijven de lopers gemotiveerd en zullen ze in beweging blijven. Op dit moment zijn mobiele applicaties en bijbehorende sensoren vooral gericht op het verbeteren van prestatie en de feedback is niet gepersonaliseerd. Imec Nederland is in samenwerking met Fontys een onderzoek gestart om een sensor gebaseerd systeem te ontwikkelen dat op individueel niveau blessures kan voorkomen.

In deze studie hebben wij recreatieve lopers uitgerust met 15 bewegingssensoren op onder- en bovenlichaam, drukzolen en een ECG-pleister van Imec. Het loopprotocol op de loopband, bestond uit een warming-up (10min), 5 min eigen cadans en snelheid, 4x2min variërende cadans en gelijke snelheid. Met de ruwe data van deze metingen hebben wij verschillende keypoints berekend (zie foto). Uit voorgaand onderzoek vanuit de Fontys is gebleken dat deze keypoints belangrijk zijn voor blessurepreventie.

Ons volgende doel is om deze keypoints met minder sensoren te kunnen bepalen, in een ongecontroleerde setting. Vervolgens zullen we hier feedback over kunnen geven aan de loper.

 

Presentaties en congressen

Op 13 april 2018 is het onderzoek naar ‘Optimal Feedback Requirements’ gepresenteerd op het Sports and Engineering Conference on Sports Innovation gehouden in Groningen. In maart is dit onderzoek tevens gepresenteerd op het International Sports Engineering Association Congres in Brisbane, Australië. In dit onderzoek zijn de resultaten van literatuurreview, observaties van coaches en een focusgroep met hardloop en motorisch leren experts gebundeld tot vereisten en wensen voor het te ontwikkelen feedback systeem. Het bijbehorende paper geschreven voor het International Sports Engineering Association Congres gehouden in maart 2018 te Brisbane is hier te vinden.

 

Komend onderzoek

De onderzoeksvoorstellen voor de komende iteraties in de ontwikkeling van feedback systeem zijn ondertussen ingediend bij de verschillende instanties. Bij de Marathon Eindhoven 2018 zullen we bij de 10 km een aantal lopers gaan uitrusten met het wearable sensor systeem.

In samenwerking met het InnosportLab Sport en Beweeg! en het FieldLab Atletiek zullen de volgende iteraties van het feedbacksysteem getest gaan worden door gebruikers. Op deze wijze zullen zij onderdeel uit gaan maken van het ontwikkelproces. Tevens gaan we de ontwikkelingen van Fontys Hogeschool ICT rondom het beïnvloeden van hardlopen door muziek naar de gebruiker brengen.

Share on FacebookShare on LinkedInTweet about this on TwitterShare on Google+Email this to someone

Projectresultaten UGent

Cycling case

Blessurepreventie en prestatie-optimalisatie wielrennen

Baanwielrennen is sinds enige tijd één van de meest populaire en door het brede publiek zeer intensief beoefende sport in Vlaanderen. Hoewel zeer heilzaam voor lichaam, geest en sociale ontplooiing, gaat deze sport vaak ook gepaard met lichamelijke hinder. Tijdens het fietsen zorgt de fiets voor het dragen van het lichaamsgewicht, hetgeen deze sport ideaal maakt voor de ‘senior’ atleet daar de onderste ledematen relatief ontlast worden. Echter, gezien het repetitieve en monotone karakter van de fietsbeweging, krijgen bepaalde lichaamszones – met name de onderrug, nek en vaak ook kniegewrichten – het soms hard te verduren. Dit des te meer als de renner zijn of haar fiets niet goed werd afgesteld of als hij/zij zich onvoldoende bewust is van wat een biomechanisch en ergonomisch ‘ideale’ fietspositie inhoudt. Elke fietshandelaar voorziet op heden wel in het afstellen van de fiets in functie van het (bewegende) lichaam van de renner, doch of laatste er al dan niet in slaagt correct in het zadel te gaan zitten en te blijven zitten tijdens trainingen van hoge intensiteit en/of lange duur, is helemaal niet zo’n grote evidentie. Dit houdt in het bijzonder voor de onderrug een groot blessure-risico in. Op dit pijnpunt wil Nano4Sports de wielerfanaat tegemoetkomen. De vakgroepen Revalidatiewetenschappen en Kinesitherapie enElektronica en Informatiesystemen van de Gentse Universiteit zijn in samenwerking met Imec bezig met de ontwikkeling van een eenvoudig in gebruik te nemen bewegingssensor system, hetwelk de renner tijdens zijn/haar ritten ten allen tijde informeert over zijn haar fietspositie, meer bepaald door continu te waken over de positie en verhoudingen tussen onderrug en bekken. Dit systeem zou geïntegreerd worden in textiel en kan tevens ‘onafhankelijk’ op het lichaam worden aangebracht via een klassieke dynamische tape (cf. Kinesiotape, Leukotape, etc.) bijvoorbeeld, hetgeen deze applicatie niet alleen voor de renner maar zeker ook voor de kinesitherapeut of trainer heel relevant maakt.

 

Op termijn kan dergelijke applicatie zeker ook van dienst zijn binnen andere sporttakken die baat hebben bij degelijke houdings- en bewegingscontrole over onderrug en bekken in functie van preventie en prestatie.

 


 

Running case

Reductie van schokbelasting tijdens (hard)lopen door middel van real-time muzikale biofeedback.

Ondanks decennia aan onderzoek, zijn de prevalentiecijfers voor overbelasting kwetsuren aan het onderste lidmaat ten gevolge van frequent (hard)lopen nog steeds zeer hoog. Een prominente risicofactor die aanleiding geeft tot loop gerelateerde blessures is het lopen met een verhoogde schokbelasting.

In labosetting is men er reeds in geslaagd om lopers te hertrainen richting een verlaagde schokbelasting, maar tot op heden blijkt er geen wearable technologie voorhanden waarvan is aangetoond dat het de loper stuurt naar een lagere schokbelasting en dus de kans op dergelijke kwetsuren kan reduceren.

Om die reden ontwikkelt een multidisciplinair team onder leiding van Prof Dirk De Clercq een technologie die bruikbaar is tijdens zowel het lopen op een loopband als op buiten gelegen routes. De loper gaat hierbij zijn/haar looptechniek aanpassen die hij/zij toelaat te lopen met een lagere schokbelasting en dus met een lager risico op het oplopen van een loop gerelateerde blessure.

 

De componenten van de ontwikkelde technologie bestaan uit:

1/ een sensor module die de impact op het scheenbeen met hoge betrouwbaarheid en validiteit kan registreren,

2/ een applicatie die de piek schokken real-time detecteert en op basis daarvan via muziek en geluid feedback geeft aan de loper, en

3/ een lokalisatie systeem (UWB) die de snelheid van de loper (ook indoor) voldoende correct kan detecteren.

 

 

In de loop van het Nano4Sports project is de groep erin geslaagd om in kaart te brengen welke lopers ‘at risk’ zijn op basis van de hoge impact schokken waarmee zij lopen. Hierop gebaseerd kan men met behulp van de technologie gepersonaliseerde real-time feedback voorzien door middel van muziek en geluid die zowel motiverend kan inwerken op de persoon, alsook de loper aanpassingen kan laten maken die leiden tot een significante schokreductie.

Gezien het loopritme ook de impact kan beïnvloeden, wordt het muziekritme (beats per minuut) ook gesynchroniseerd met de stapfrequentie van de loper. Op die manier exploreert de loper zelf de manier van aanpassen van zijn/haar loopstijl, resulterend in lagere impact belasting. Daarbij ageert dus de loper en reageert de muziek.

Bijzonder in dit systeem is tevens dat men aan dezelfde loopsnelheid – mits zelfgekozen aanpassingen in de loopstijl – toch met een significant lagere impact kan (hard)lopen, en dit is uniek. Dat dit als zeer waardevol wordt beschouwd werd recent erkend door een 1e plaats op het American Society of Biomechanics congres.

De verdere ontwikkelingen focussen zich nu op het beter kunnen bevestigen van de sensor op het scheenbeen (via oa. textiel), op het draadloos maken van de verbinding tussen de sensor en de applicatie (via de laatste generatie Bluetooth chips), het verder verfijnen van het systeem richting een smartphone applicatie en op het opbouwen van de verdere sportwetenschappelijke evidentie die nodig is om het preventief effect op het ontstaan van loopblessures van dit systeem aan te tonen.

 

 

Share on FacebookShare on LinkedInTweet about this on TwitterShare on Google+Email this to someone

Projectresultaten imec Nederland

Algemeen

Via volgende link kan u een filmpje bekijken van de samenwerking tussen imec Nederland en Fontys.

 

Sensor ontwikkeling

Chill+

Voor nano4sports is er een polsband (de Chill+) ontwikkeld die naast hartslag en activiteit ook temperatuur en stress kan meten. Met deze band kunnen nu metingen worden gedaan niet alleen tijdens maar vooral ook na het sporten. De data uit deze band kan dan laten zien hoe het stressniveau van de sporter zich na het sporten ontwikkeld. Tevens kan het verloop van de hartslag worden gemeten, om te kijken of deze weer naar een normaal niveau terug keert.

 

Nano4Sports borstband

De ontwikkeling van de borstband die ECG kan meten is belangrijk voor een preciezere beoordeling van de hartslag van de sporter. De band laat toe om naar het ruwe signaal te kijken gedurende de gehele training. Hij maakt gebruik van droge elektrodes om het signaal te meten en kan net als een standaard borstband van bijvoorbeeld Polar met een band om de borst worden gedragen. Met de data die uit de band komt kan er in meer detail naar het signaal worden gekeken en bijvoorbeeld naast alleen hartslag ook hartslagvariabiliteit worden gemeten.

 

Onderzoek

Blessurepreventie hardlopen

Voor recreatieve hardlopers is het belangrijk om blessurevrij te blijven. Zonder blessures blijven de lopers gemotiveerd en zullen ze in beweging blijven. Op dit moment zijn mobiele applicaties en bijbehorende sensoren vooral gericht op het verbeteren van prestatie en de feedback is niet gepersonaliseerd. Imec Nederland is in samenwerking met Fontys een onderzoek gestart om een sensor gebaseerd systeem te ontwikkelen dat op individueel niveau blessures kan voorkomen.

In deze studie hebben wij recreatieve lopers uitgerust met 15 bewegingssensoren op onder- en bovenlichaam, drukzolen en een ECG-pleister van Imec. Het loopprotocol op de loopband, bestond uit een warming-up (10min), 5 min eigen cadans en snelheid, 4x2min variërende cadans en gelijke snelheid. Met de ruwe data van deze metingen hebben wij verschillende keypoints berekend (zie foto). Uit voorgaand onderzoek vanuit de Fontys is gebleken dat deze keypoints belangrijk zijn voor blessurepreventie.

Ons volgende doel is om deze keypoints met minder sensoren te kunnen bepalen, in een ongecontroleerde setting. Vervolgens zullen we hier feedback over kunnen geven aan de loper.

Share on FacebookShare on LinkedInTweet about this on TwitterShare on Google+Email this to someone