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Institution

  • Name: Professur Sportgeräte und -materialien
  • Address: Boltzmannstraße 15, 85748 Garching
  • Project Proposal Date: 2019-02-19 17:01:27

Abstract:

Die genaue Erfassung von kinetischen und kinematischen Größen der menschlichen Bewegung stellt eine große Herausforderung im Sport dar. Die Erfassung ist jedoch einerseits wichtig um das Verständnis dieser Bewegungen zu verbessern und andererseits um Sicherheitsausrüstungen mit ausreichend hochwertigen Sensordaten versorgen zu können. Im Bereich des alpinen Skifahrens soll künftig durch adaptive Sicherheitskomponenten das Unfallrisiko reduziert werden. Zur Auslösung von beispielsweise adaptiven Skibindungen ist dabei eine Beurteilung der auftretenden Kräfte und der Bewegung notwendig. Zur Erfassung dieser Größen oder verwandten Größen wurden an der Professur verschiedene Sensorsystem entwickelt. Meist ist jedoch die direkte Messung der gewünschten Variable nicht möglich und es muss auf eine korrelierende Messgrößen zurückgegriffen werden. Dies erfordert anschließend ein Modellierung des Systems um Zusammenhänge zuverlässig bestimmen zu können. Beispiel: Für die Untersuchung der auftretenden Kräfte beim Skifahren wurden verschiedene Prototypen zur Druckmessung im (Ski-)Schuh gefertigt. Diese Sensoren zeigen ein komplexes Sensorverhalten. Um trotz dieser Komplexität Aussagen über auftretende Kräfte und Bewegungszustände treffen zu können, sollen LSTM-Netzwerke zur Bestimmung der Kraft- und Momentenverläufe sowie zur HAR (human activity recognition) eingesetzt werden. Ein erfolgreiches Modell ermöglicht uns die Bestimmung der aktuellen Fahrtsituation des Skifahrers, sowie die am Skischuh wirkenden Kräfte und Momente. Dies ermöglicht eine Bestimmung der Verletzungswahrscheinlichkeit und erlaubt somit ein rechtzeitiges Eingreifen durch ein mechatronische Sicherheitsbindung. Des weiteren werden Mensch-Mehrkörpersimulationen durchgeführt um die Zusammenhänge extern auftretender Kräfte und Lasten im menschlichen Körper (Muskelkräfte, Lasten auf Gelenkstrukturen) zu bestimmen.