Pametna športna oprema: smuči z vgrajenimi senzorji in asistenčnim sistemom za posredovanje povratne informacije v realnem času

Headnote

Povzetek. V športnem treniranju je vse bolj prisotna uporaba tehničnih sistemov. Objektivno povratno informacijo pri športni aktivnosti lahko pridobimo tudi z vgradnjo senzorjev v športno opremo. Članek podaja rezultate raziskav načrtovanja alpskih smuči z integriranimi senzorji in asistenčnega sistema za pomoč pri učenju tehnike smučanja. Predstavljen je senzorski sistem, s katerim je mogoče natančno izmeriti uravnoteženost in dinamičnost obremenitve smuči. Članek predstavi tudi zasnovo asistenčnega sistema, ki ga bo mogoče uporabiti v pomoč pri učenju tehnike alpskega smučanja.

Ključne besede: pametna športna oprema, alpske smuči, senzorji sile, kinematični senzorji, poudaijena povratna informacija

The use of technical systems is increasingly present in sports coaching. An objective feedback on a sports activity can be obtained by integrating sensors into the sports equipment. The paper presents results of a research for a design of alpine skis with integrated sensors and an assistance system to help learn the skiing technique. A sensor system is presented that accurately measures the balance and dynamics of ski loading, and a design of an assistance system that accelerates learning the technique of alpine skiing is described.

Keywords: smart sport equipment, alpine skis, force sensors, kinematic sensors, augmented feedback.

1 Uvod

Doba pametnih nosljivih naprav se je začela s pametnimi športnimi zapestnicami in urami, v zadnjem času pa se pojavljajo tudi različne vrste pametnih športnih naprav, prilagojenih specifični uporabi. Pametna športna oprema ima poleg osnovne funkcionalnosti vgrajene različne vrste senzorjev za zajem kinetike in kinematike izvajane aktivnosti. V prvi fazi so bili to predvsem pospeškometri, s katerimi lahko zaznavamo mirovanje in vrsto gibanja ter prepoznamo specifične dogodke v gibanju in dovolj točno merimo njihove čase nastopanja. V številnih integriranih vezjih MEMS (Micro-electro-mechanical Systems) so v paru s pospeškometrom vgrajeni tudi žiroskopi, na istih miniaturnih tiskaninah pa so večkrat priključeni tudi magnetometri. Iz izmeņenih vektoņev pospeška, hitrosti rotacij in jakosti magnetnega polja lahko izračunamo preostale povezane fizikalne količine in tudi pridobimo podatek o absolutni orientaciji senzorja. Poleg miniaturnih kinematičnih senzorjev se uporabljajo različni senzorji sile, ki delujejo po načelu spremembe upornosti zaradi mehanskega raztezka, uporabljajo piezoelektrični učinek ali pa lastnost spremembe specifične prevodnosti snovi zaradi mehanske napetosti.

Število športnih pripomočkov, opreme in naprav z vgrajenimi kinematičnimi senzorji in senzorji sile se je v zadnjih letih precej povečalo. Na začetku smo spoznali športne copate z...