S4S - S.W.E.A.T. for Science

Die Fragestellung nach einem effektiven, zugleich aber angemessenen Training ist in den unterschiedlichsten Bereichen von großer Relevanz. Sowohl im Leistungssport als auch für Hobbysportler ist die Steigerung der persönlichen Leistung häufig von Interesse. Ebenso kann der Reha-Sport insbesondere bei Herz-Kreislauf-Patienten eine Verbesserung der Fitness zum Ziel haben. Unabhängig vom konkreten Anwendungsfall ist es jedoch wichtig, eine durch das Training hervorgerufene Überlastung zu vermeiden, zeitgleich jedoch eine Leistungssteigerung zu erzielen.

Das Projekt S.W.E.A.T. for Science – Specific Workout, Efficient Assisted Training befasst sich mit der Modellierung von Trainingsplänen und der Vorhersage der individuellen Leistungsfähigkeit. Ziel des Projekts ist es zunächst, automatisiert individuelle Trainingspläne zu erstellen, bei denen auf möglichst effiziente Weise und ohne Überanstrengung trainiert wird. Zusätzlich werden diese Trainingspläne im Anschluss mit der Steuerung motorisierter Fahrräder kombiniert, sodass diese als Unterstützung dienen können. Dadurch wird es möglich, mit dem Fahrrad auf beliebiger Strecke unabhängig von der Steigung, eventuellem Gegenwind oder anderen das Training erschwerenden Faktoren zu trainieren, und trotzdem eine Überlastung zu vermeiden. Anhand der Leistungsvorhersagen und des auf die einzelne Person individuell angepassten Trainingsplans soll die Motor-Unterstützung gezielt einsetzen, wenn die Beanspruchung zu groß zu werden droht.

Speziell befasst sich das Projekt mit der Leistungssteigerung im Bereich des Ausdauertrainings beim Laufen und Fahrradfahren. Ein erster Aspekt besteht nun darin, die Möglichkeiten der Trainingsmodellierung zu untersuchen. Hierzu wurden bereits unterschiedliche Modelle – sowohl aus der sportwissenschaftlichen Literatur, als auch eigene – miteinander verglichen und auf Basis der Herzfrequenz Vorhersagen bei gegebenem Belastungsprofil getroffen. Mit Techniken des maschinellen Lernens sowie Methoden der Signalverarbeitung ist es bereits möglich, automatisierte Trainingspläne zu erstellen, die im weiteren Projektverlauf zur gezielten Steuerung der Motorenleistung verwendet werden sollen. Ein weiteres Ziel ist es, zusätzlich zur automatisierten und individuellen Lastunterstützung ein ebenso individuelles Motivationskonzept zu entwickeln, welches sich adaptiv auf den jeweiligen Nutzer einstellt und sie oder ihn bei der Erreichung der persönlichen Trainingsziele überlastungsfrei unterstützt.