Projectresultaten Fontys Hogescholen

Ontwikkelingen

Hardlopen en muziek zijn voor veel recreatieve lopers onlosmakelijk met elkaar verbonden; lekker met oortjes in en je eigen specifieke playlist aan. Dat is niet zo vreemd, want neurologische onderzoeken tonen aan dat (ritmisch) bewegen, emotie en muziekbeleving sterk aan elkaar gerelateerd zijn in ons brein. Daarnaast is aangetoond dat muziek de manier van lopen kan beïnvloeden. Onze hypothese is dat het mogelijk moet kunnen zijn om door het kiezen van de juiste (persoonlijke) muzikale parameters een hardloper onbewust te verleiden om beter, met minder blessures, te lopen.

 

Bij Fontys Hogeschool ICT zijn we deze uitdaging aangegaan vanuit een interesse in nieuwe vormen van interactie tussen mens en technologie alsook machine learning technieken. Er is een meet-, analyse- en sonificatie-platform ontwikkeld waar verschillende commercieel verkrijgbare smart wearables aangesloten en uitgelezen kunnen worden op een smartphone. Deze data kan real-time (en uiteraard achteraf) op een server geanalyseerd worden. De resultaten van de analyse kunnen direct gebruikt worden in het aanpassen van de muziek die de hardloper hoort.

 

Met dit platform worden nu verschillende experimenten uitgevoerd. Zo proberen we met deep learning (Convolutional Neural Networks) op de sensordata de looptechniek van lopers in kaart te brengen, vergelijkbaar met systemen die mensen proberen te herkennen aan hun looppatroon. Op deze kaart kunnen we later de invloed van muziek en de kwaliteit van lopen aangeven, zodat we uiteindelijk lopers kunnen sturen met muziek.

 

Parallel hieraan onderzoeken we de directe invloed van verschillende muziekparameters op de looptechniek gemeten met de smart sensors. Zo experimenteren we met verschillende ritmevormen en variëren we de virtuele audiobron in de 3D ruimte. Ook is een link gelegd met Spotify, dat een groot aantal muzikale parameters vrijgeeft over hun muziekaanbod. We kunnen dus mensen laten lopen op hun eigen playlist en tegelijkertijd de invloed van de onderliggende parameters op hun looptechniek onderzoeken.

 

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.

Bij de Marathon Eindhoven 2018 hebben we vervolgens met een eenvoudiger set-up bestaande uit een tweetal sensoren de hardlooptechniek gemeten. De set-up in deze iteratie bestond uit sensoren van het Byteflies systeem die op beide schoenen werd bevestigd. Tijdens het lopen van het 10 kilometer event werden op deze wijze 10 hardlopers gevolgd en is er gekeken naar de cadans en de symmetrie hierin. Deze beide variabelen hebben we goed kunnen meten met het Byteflies systeem. De lopers in dit onderzoek lieten een gelijke variatie in de cadans zien gedurende het hardloop event. Tegelijkertijd gingen ze wel meer symmetrisch lopen, dus met minder variatie tussen links en rechts. Ondanks een lagere snelheid liepen de lopers met een hogere cadans.

In de ontwikkeling van feedback gericht op de houding bij hardlopen hebben we een tweetal prototypes ontwikkeld en onderzoek gedaan naar het acute effect op de hardlooptechniek. Deze prototypes waren gericht op externe focus feedback en autonomie. In dit onderzoek kwam naar voren dat hardlopers auditieve feedback prefereren boven visuele feedback aangeboden via een smartphone. Het geven van autonomie verbeterde de motivatie van hardlopers. Er werden zeer kleine acute effecten op de hardlooptechniek zelf gevonden.

 

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

Voor de toekomst gaan we ons richten op de langere termijn effecten van gepersonaliseerde feedback op zowel de looptechniek als de motivatie van hardlopers.

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