Sensoren bewahren Läufer vor Verletzungen
Wissenschaftler aus Harvard wollen tragbare Geräte mit zusätzlichen Sensordaten aufrüsten
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Läuferin: Forscher wollen Verletzungsrisiko reduzieren (Foto: roxanawilliams1920, pixabay.com) |
Cambridge (pte012/23.10.2025/12:30)
Profi- und Freizeitsportler profitieren laut Forschern der Ingenieurschule der Harvard University (SEAS) künftig von Sensordaten, die von ihren Smartwatches und anderen tragbaren Geräten erhoben werden. Zentral geht es um die Kraft, die auf den Körper beim Aufprall und Abstoßen der Füße wirkt.
Das ist den Wissenschaftlern zufolge ausschlaggebend für die Verletzungsgefahr und damit die wichtigste Information. Bisher messen die Tracker lediglich die Geschwindigkeit, registrieren die Herzfrequenz, den Blutdruck, den Laufweg und vieles mehr.
Sensoren bereits erhältlich
Dabei können bereits im Handel erhältliche Sensoren, die an den Beinen befestigt werden, diese Kräfte messen, sagen Biomechanik-Experten. Diese Erkenntnisse ebnen den Weg für Geräte, die diese Daten in Echtzeit an die Nutzer übermitteln, so SEAS-Experte Conor Walsh.
"Tragbare Sensoren können in Kombination mit maschinellem Lernen die auf den Körper eines Läufers einwirkenden Kräfte genau abschätzen, nicht nur im Labor, sondern auch in der realen Welt", sagt Lauren Baker, die kürzlich in Walshs Labor promoviert hat und selbst Läuferin ist.
Die Studie basiert auf den Grundlagenarbeiten von Daniel Lieberman, Biowissenschaftler der Harvard University, der das Laufen im Kontext der menschlichen Evolution erforscht und seit Langem mit dem Walsh-Labor zusammenarbeitet.
15 Läufer im Labor vermessen
Liebermans Team hat den Zusammenhang zwischen Überstrecken - wenn der Fuß weit vor seinen Hüften und Knien aufsetzt - und den daraus resultierenden Bremskräften ermittelt. Das brachte das Team auf die Idee zu untersuchen, ob sich mit den gleichen Sensoren auch andere Kräfte erfassen lassen.
Um das zu prüfen, erfassten die Forscher im Harvard Motion Capture Lab die Bodenreaktionskräfte von 15 Läufern. Das Labor verfügt über ein Kamerasystem, das die Laufbewegungen präzise aufzeichnet, ein Laufband mit kraftempfindlichen Platten unter Bändern sowie eine Minilaufbahn mit in den Boden eingelassenen kraftempfindlichen Platten.
Gelenkbelastung berechenbar
Jeder Läufer trug außerdem Sensoren, die Beschleunigungen messen und normalerweise in Telefonen, Uhren und Gaming-Anwendungen zu finden sind. Diese erfassen Bewegungsdaten, können jedoch keine Kräfte direkt messen. Hier kommt maschinelles Lernen ins Spiel.
Mit den Kräftedaten ist dann ein maschinelles Lernmodell gefüttert worden, um die Antriebskräfte beim Gehen von Menschen nach einem Schlaganfall zu messen. Das jetzt für das schnelle Laufen optimierte Modell rechnete die Rohdaten der Sensoren in Kräfte um, die auf die Gelenke einwirken.
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