Technische Universität München

Technologische Innovationen im Spitzensport

Prof. Dr. Martin Lames Chair for Performance Analysis and Sport Informatics Faculty for Sports and Health Science TU München, Germany

Technische Universität München

Programm •  Die Natur sportlicher Erfolge •  Über technologische Innovationen •  Beispiele

Prof. Dr. Martin Lames

BFH Kick-off

Bern, 8. Juni 2015

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Programm •  Die Natur sportlicher Erfolge –  Fortschritt oder Stagnation? –  Zwei Bedingungen für Erfolg im Spitzensport

•  Über technologische Innovationen •  Beispiele

Prof. Dr. Martin Lames

BFH Kick-off

Bern, 8. Juni 2015

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Fortschritt 1

Johnny Weissmüller 58,6 sec 1922

Mark Spitz 51,22 sec 1972

Prof. Dr. Martin Lames

Jim Montgomery 49,99 sec 1976

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Pieter vd Hoogenband 47,84 sec 2000

César Cielo Filho 46,91 sec 2009

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Fortschritt 2

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Fortschritt 3

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Stagnation

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Entwicklung der Konkurrenzsituation

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Programm •  Die Natur sportlicher Erfolge –  Fortschritt oder Stagnation? –  Zwei Bedingungen für Erfolg im Spitzensport

•  Über technologische Innovationen •  Beispiele

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Zwei Bedingungen für Erfolg im Spitzensport •  Ein optimales Trainingssystem installieren!

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•  Einen Vorsprung durch eine Innovation sichern!

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Das optimale Trainingssystem •  Nationale Sportfördersysteme müssen optimale Bedingungen schaffen! •  Viele Aspekte, z.B. –  –  –  – 

Talente Trainer Einrichtungen Bildungs- und berufliche Unterstützung

•  ... und dies auf jeder Alters- und Karrierestufe!

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Optimale Trainingssysteme •  Die gute Nachricht: Dies ist im Prinzip jeder Nation möglich! •  Die schlechte Nachricht: Dies ist im Prinzip jeder Nation möglich! •  These: Bei sportpolitischer Entschlossenheit und Verfügbarkeit von Ressourcen kann man die Schaffung eines optimalen Trainingssystems als „Hausaufgabe“ betrachten, die im Prinzip von vielen Nationen gelöst werden kann

•  Folgerung: Ein optimales Trainingssystem ist eine notwendige, aber keine hinreichende Bedingung für sportlichen Erfolg!

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Vorsprung durch Innovation schaffen •  Innovation: Leistungsrelevanter und wirksamer Fortschritt im Trainingssystem, über den die Konkurrenz nicht (im gleichen Maß) verfügt

•  Problem: Sobald die Innovation auf dem Markt ist, steht sie jeder Nation offen, Vorsprung ist nur vorübergehend

•  Folgerung: Ein nationales Spitzensportfördersystem muss für einen kontinuierlichen Strom von Innovationen sorgen!

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Bern, 8. Juni 2015

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Innovationsfelder im Spitzensport In Zukunft sind wesentliche Innovationen für den Spitzensport in drei Bereichen zu erwarten, die man unter „Technologische Innovationen“ subsummieren kann 1.  Informationstechnische Innovationen 2.  Sensortechnische Innovationen 3.  Materialtechnische Innovationen

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Programm •  Die Natur sportlicher Erfolge •  Über technologische Innovationen •  Beispiele

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Programm •  Die Natur sportlicher Erfolge •  Über technologische Innovationen –  Bedeutung –  Lebenszyklus –  Konsequenzen

•  Beispiele

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Bern, 8. Juni 2015

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Quellen technologischer Innovationen •  Nur teilweise aus Sportwissenschaft und für den Spitzensport, meist aus anderen Wissenschaften für andere Anwender •  Beispiele: –  GPS-Tracking: Militär, Schifffahrt, Autoindustrie –  Digitales Video: Freizeitelektronik –  Breath-to-breath Atemgasanalyse: Physiologie

•  These: Der Motor für die Entwicklung technologischer Innovationen im Sport ist der allgemeine technologische Fortschritt!

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Der technologische Fortschritt •  Besteht aus permanent ablaufenden Unterprozessen, z.B.: –  Miniaturisierung (Kameras) –  Rechenleistung (Moore’s law) –  Kostenreduktion (Mikroprozessoren)

•  Konsequenzen für den Sport: 1.  Von ökonomischen Interessen angetrieben wird dieser Motor auf unabsehbare Zeit Innovationen liefern 2.  Es werden immer weitere und neue Innovationen entstehen, die potenziell für den Spitzensport von Interesse sind

•  These: Die Erschliessung technologischer Innovationen wird in Zukunft eine immer bedeutendere Fähigkeit für nationale Spitzensportfördersysteme darstellen!

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Programm •  Die Natur sportlicher Erfolge •  Über technologische Innovationen –  Bedeutung –  Lebenszyklus –  Konsequenzen

•  Beispiele

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Bern, 8. Juni 2015

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Lebenszyklus von Innovationen im Sport Innovation Bewertung aus Sicht Sport

Pilotstudie Routineservice Praktischer Einsatz

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Wege zu Innovationen im Sport 1.  Top Down

2.  Bottom-Up

Innovation in Basiswissenschaft

Bedarf / Problem in Praxis

Erkennen und Erschließen des Potenzials

Sichten und Erkennen geeigneter Innovationen

Innovation in Sportpraxis

Verbesserung in der Sportpraxis

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Bern, 8. Juni 2015

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Programm •  Die Natur sportlicher Erfolge •  Über technologische Innovationen –  Bedeutung –  Lebenszyklus –  Konsequenzen

•  Beispiele

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Metaphorische Darstellung Sportinnovationssystem

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Eigenschaften eines Sportinnovationssystems •  Kommunikationssystem: –  Mehrere Subsysteme involviert –  Schnittstellen und Gesamtüberblick

•  Organisationssystem: –  Subsysteme haben je Spektrum an Kompetenzen –  Kommunikation ist zu organisieren

•  Spezielle Anforderungen: –  Sowohl top-down als auch bottom-up Innovationen ermöglichen –  Unterschiedlichste Stakeholders integrieren

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Programm •  Die Natur sportlicher Erfolge •  Über technologische Innovationen •  Beispiele

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Programm •  Die Natur sportlicher Erfolge •  Über technologische Innovationen •  Beispiele 1. 

Sensorbasierte Sprintdiagnostik 2.  IT-unterstützte Wettkampfdiagnostik im Beach-Volleyball

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Bern, 8. Juni 2015

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Einordnung des Projekts •  Top-down Innovation –  Sportwissenschaftler erkennt Potenzial einer Technologie

•  Übertrag aus anderer Sportart –  Radarbasierte Positionserfassung im Fußball (REDFIR) –  Idee: Sensoren an Rücken und Schuhe von Läufer schnallen

•  Innovationspotenzial –  State-of-the-art: Zwischenzeiten via Lichtschranken, mittlere Schrittlängen, -frequenzen –  Potenzial: Kontinuierliche Erfassung von Schrittlängen, -frequenzen und Laufgeschwindigkeit (=Verbesserung) –  Erfassung von Bodenkontaktzeiten und weiteren Diagnostikmerkmalen (=„Revolution!“)

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Pilotstudie •  16 Sprinter (9w, 7m) von regionalem Stützpunkt •  Jeder absolvierte zwei 100m Sprints

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Speed back sensor 12

Geschwindigkeit in x-Richtung in m/s

11 10 9 8 7 6 5 4 Aubry Hirschmann

3 2

0

10

20

Prof. Dr. Martin Lames

30

40 50 60 x-Position in m

70

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80

90

100

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Speed Back + Left Foot 20 Rücken Linker Fuß

Geschwindigkeit in x-Richtung in m/s

18 16 14 12 10 8 6 4 2 0

0

10

20

Prof. Dr. Martin Lames

30

40 50 60 x-Position in m

70

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80

90

100

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Continuous stride length

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Continuous stride frequency

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Projektstand •  Pilotprojekt absolviert •  Veröffentlichungen •  Weiterentwicklungen unterwegs –  Algorithmik –  Sensorik –  Mobiles System

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Programm •  Die Natur sportlicher Erfolge •  Über technologische Innovationen •  Beispiele 1.  2. 

Sensorbasierte Sprintdiagnostik IT-unterstützte Wettkampfdiagnostik im Beach-Volleyball

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Einordnung des Projekts •  Bottom-up Innovation –  Aktiver/Trainer hat Ideen und fragt nach Umsetzung

•  Verbesserung existierender Spielanalysesysteme •  Sportartspezifik einbauen bzgl.: –  Ergonomie –  Datenerfassung –  Datenauswertung

•  Entwicklungsphase: –  Routine-Einsatz mit deutschen Nationalmannschaften –  Z.Zt. anwendergetriebene, punktuelle Verbesserungsprojekte

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Teilprojekt 1 •  9-Tupel von Positionen und Zeiten als Modell eines Ballwechsels im Beach-Volleyball

D: Approach (t2)

H: Dig (t4) F: E: Block (t3) Takeoff (t3) G: Dig (t3)

B:Reception (t1) C: Setting (t2)

A:Serve (t0) Defense

Sideout

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Teilprojekt 2 •  Zweistufige (Echtzeit und Nachbearbeitung am Video), ergonomische Datenerfassung

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Teilprojekt 3 •  Differenziertes Auswertungstool zur Unterstützung der „Qualitativen Spielbeobachtung“ –  Spezialauswertungen: Spielzugklassifikationen, Spielzugsymbolsprache, regelbasierte Erfassung von Konstrukten

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Teilprojekt 4 •  Automatisierte Erfassung der 9-Tupel mit Hilfe von Bilderkennungstechnologien

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Schlussbetrachtung

Brink/Rekermann (GER), Goldmedaille London 2012

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