Der virtuelle Trainer von Morgen

Mensch-Maschine-Interaktion für computergestütztes Bewegungslernen

Prof. Dr. Mario Botsch, Technische Fakultät
„Mit unserer virtuellen Trainingsumgebung ICSpace geben wir Sportlern und Reha-Patienten die Chance, Bewegungsabläufe einzuüben und zu verbessern, ohne dass permanent ein Trainer anwesend sein muss.“
Herausforderung

Der Zugang zu qualitativ hochwertigen, individuellen Sport- und Trainingsprogrammen ist eine der wichtigsten Voraussetzungen dafür, dass unsere Gesellschaft aktiv und gesund bleibt. Dies gilt insbesondere vor dem Hintergrund des demografischen Wandels. Der Schlüssel für Selbstständigkeit im Alter oder bei gesundheitlichen Beeinträchtigungen ist der Erhalt der Mobilität. In Zukunft können technologische Lösungen dazu beitragen, indem sie ältere oder hilfsbedürftige Menschen intuitiv bei ihrem Training unterstützen. Aber auch junge Menschen profitieren, wenn bestehenden Angeboten fehlende Zeit oder eine schlechte Erreichbarkeit entgegenstehen.

Lösung

Am Exzellenzcluster CITEC der Universität Bielefeld werden mit dem intelligenten Trainingssystem ICSpace Lösungen für den Alltag erforscht. Dabei ermöglicht ein virtueller Fitnessraum, motorische Handlungen und Bewegungsabläufe computergestützt einzuüben und zu verbessern. Das System analysiert die Bewegungsausführung und gibt ein individuelles Feedback– mit akustischen und optischen Trainingshinweisen. Ein virtueller Trainer gibt dem System ein Gesicht und unterstützt das Training mit individuellem Feedback in Echtzeit. Dabei greift er auf das aktuelle Wissen der Trainingswissenschaft zurück. Neben Sportlern und Hochleistungssportlern soll das System zukünftig auch Patienten in der Rehabilitation unterstützen und ältere Menschen motivieren können, sich zu bewegen.

Realisierung

Das ICSpace ist ein Raum mit Projektionswänden, die eine virtuelle Umgebung erzeugen. Die Nutzer tragen eine Stereo-Brille ähnlich wie im 3D-Kino und sind mit reflektierenden Markern ausgestattet, die von Infrarotkameras verfolgt werden. So kann das System die Bewegungen erfassen und ein virtuelles Spiegelbild des Nutzers zeigen. Im ersten Schritt kann sich der Nutzer eine Übung von einer zweiten Figur im Spiegel vormachen lassen. Durch das Nachahmen der Bewegung wird der richtige Bewegungsablauf erlernt. Fehler in der Bewegung werden direkt am eigenen Spiegelbild durch eine farbliche Hervorhebung von Körperteilen angezeigt. Dies geschieht zum Beispiel, wenn der Nutzer bei einer Kniebeuge den Nacken zu weit beugt. Zudem spricht der virtuelle Sporttrainer den Nutzer direkt an, um Bewegungsabläufe während der Übung zu korrigieren.

Ergebnis

Durch das Trainingssystem ICSpace können Menschen leichter dabei unterstützt werden, Sportbewegungen und motorische Handlungen einzuüben. Das System passt sich dabei flexibel an das Verhalten des Nutzers an, der virtuelle Trainer gibt persönliches Feedback. Perspektivisch soll die Technologie auch zuhause auf dem Smart-TV eingesetzt werden. So wären Sportler dank des virtuellen Trainers räumlich und zeitlich flexibler. Ältere Menschen könnten ohne fremde Hilfe in gewohnter Umgebung an ihrer Beweglichkeit arbeiten. Und auch der therapeutische Einsatz ist möglich. Um Reha-Patienten zu aktivieren, sich alltägliche Bewegungsabläufe wieder anzueignen und so das Pflegepersonal zu entlasten.

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