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"Dynamicus" hilft Eiskunstläufern auf die Sprünge

Der TV-Tipp: 3sat berichtet am 11. November 2005 um 18.30 Uhr in seinem Wissenschaftsjournal "nano" über die Forschung am An-Institut für Mechatronik

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Bild 1: Mit der Videokamera zeichnen die Chemnitzer Wissenschaftler die Bewegungen der Sportler auf. Bild 2: Täuschend echt werden die Eiskunstläufer in der virtuellen Welt an Hochleistungsrechnern nachempfunden. Bild 3: Mit Hilfe des Simulationssystems "DYNAMICUS" wertet Thomas Härtel, Mitarbeiter des Instituts für Mechatronik an der TU Chemnitz, die Stärken und Schwächen der Kufenkünstler aus. Fotos: TU Chemnitz/Uwe Meinhold

Dass deutsche Eiskunstläufer wie Stefan Lindemann immer besser auf ihre Wettkämpfe vorbereitet werden und so vor allem sprungsicher sind, daran haben auch Mechatroniker eines An-Institutes der Technischen Universität Chemnitz einen wichtigen Anteil. Abseits der Eisfläche sind die Wissenschaftler des Instituts für Mechatronik (IfM) in enger Zusammenarbeit mit dem Institut für Angewandte Trainingswissenschaft Leipzig (IAT) an Hochleistungsrechnern im Einsatz, um die Sportler auf ihre Stärken und Schwächen hin zu prüfen. Vor allem ihre Sprungleistungen werden dabei unter die Lupe genommen. Dafür steht den Chemnitzer Forschern ein virtuelles Menschmodell zur Verfügung, das am hiesigen Institut entwickelt wurde und im Bereich des Hochleistungssports schon häufiger zum Einsatz gekommen ist. „Einfach gesagt, wir lassen die Kufenkünstler in unserer virtuellen Computerwelt noch einmal entstehen“, erläutert der IfM-Mitarbeiter Thomas Härtel, der die Entwicklung des Simulations-Tools leitet. „Nach eingehender Analyse des Sprungverhaltens sind dann die Trainingswissenschaftler in der Lage, den Sportlern und ihren Trainern genau aufzuzeigen, was noch verbessert werden muss, damit der Drei- oder Vierfachsprung sicher gestanden wird.“

Um dies leisten zu können, müssen auch die Wissenschaftler in die Trainingshalle. Per Videokamera verfolgen sie den Sportler von der Bande aus bei seiner Fahrt übers Eis. Anhand dieses Materials werden dann später im Labor wichtige Körperpunkte festgelegt – auf Armen, Beinen, Gelenken etc. – und erwecken damit das eigens entwickelte Menschmodell „DYNAMICUS“ zum Leben. Zuerst ist es nur eine Vielzahl von Linien, die den Bewegungsverlauf wiedergibt. Das grafische Wirrwarr fügt das Programm jedoch zu einer täuschend echten Gesamtsimulation zusammen, bei der jeder Gelenkwinkel und alle denkbaren Raumkoordinaten berücksichtigt werden. Von einer übersichtlichen Bedienoberfläche aus lässt sich die animierte Figur vorwärts und rückwärts durch alle Bewegungsstadien verfolgen, Tabellen und Kurven geben eine ausführliche biomechanische Auswertung über die Sprunghöhe, den Gesamtdrehimpuls oder die Bewegung aller einzelnen Körperteile. Nicht der kleinste Patzer bleibt so unentdeckt.

Doch damit sind die Grenzen des Chemnitzer DYNAMICUS-Systems nicht ausgereizt. Indem es alle gesammelten Daten auswertet und dabei auch auf ein Referenzsystem zurückgreift, bildet es eine wichtige Grundlage für Handlungsempfehlungen, die IAT-Trainingswissenschaftler den Athleten zur Verfügung stellen. Wichtige Referenzwerte liefert dabei eine Sprungdatenbank, in der sowohl eigene Sprünge als auch die Leistungen der Konkurrenten gespeichert sind. „Auf diese Weise kann genau verglichen werden, ob sich die Sprungtechnik gegenüber früheren Versuchen verbessert hat beziehungsweise woran es noch fehlt, um zur Weltspitze aufzuschließen“, so Thomas Härtel vom IfM. Eiskunstläufer Stefan Lindemann ist auch dank der wissenschaftlichen Arbeit der Sprung in die Weltspitze bereits gelungen. Grund genug für den TV-Sender 3sat am 11. November 2005 um 18.30 Uhr in seinem Wissenschaftsjournal "nano" über diese Kooperation zwischen Sport und Wissenschaft zu berichten.

Weitere Informationen erteilen Dipl.-Ing. Thomas Härtel, Mitarbeiter des Instituts für Mechatronik an der TU Chemnitz, Telefon (03 71) 5 31 - 46 72, E-Mail t.haertel@ifm.tu-chemnitz.de und Dr. Karin Knoll, Mitarbeiterin des Instituts für Angewandte Trainingswissenschaft Leipzig, Telefon (0341) 49 45 160, E-Mail ka.knoll@iat.uni-leipzig.de .

Das IfM im Internet: http://www.tu-chemnitz.de/ifm

Das IAT im Internet: http://www.sport-iat.de

Mario Steinebach
11.11.2005

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