Wearables für den Einsatz im Leistungssport Sinn oder …€¦ · Biohackables Augmentables...
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Wearables für den Einsatz im Leistungssport – Sinn oder Unsinn
Yvonne Kilian, M.Sc. Exercise Science and Coaching (Wiss. Mit) Institut für Trainingswissenschaft und Sportinformatik, Deutsche Sporthochschule Köln Das Deutsche Forschungszentrum für Leistungssport Köln
http://vandrico.com/wearables
Einsatzbereiche
1. Geräte 2. Messtechnik 3. Studie Wearables 4. Praktische Erfahrung 5. Ausblick
Biohackables Augmentables Enchantables
Swallowables Wearables Surroundables
Gerätekategorien
Hardware
Im Herum Am
1. Geräte 2. Messtechnik 3. Studie Wearables 4. Praktische Erfahrung 5. Ausblick
Kopf: 64 Geräte
Hals: 13 Geräte
Torso: 21 Geräte Brust: 11 Geräte
Schulter: 3 Geräte
Hüfte: 8 Geräte Arme: 8 Geräte
Handgelenk: 136 Geräte
Hand: 5 Geräte
Beine: 9 Geräte
Füße: 9 Geräte
Wo werden die Geräte getragen?
1. Geräte 2. Messtechnik 3. Studie Wearables 4. Praktische Erfahrung 5. Ausblick
Schritte: Beschl./ Bewegung
Strecke: 2x Integrierte Schritte
Schlaf: Beschl. /Bewegung
EE: Kalkuliert aus Schritten
• 3D Beschleunigungssensor
• Misst Beschleunigung/Orientierung
• 1x Integrieren Geschwindigkeit
• 2x Integrieren Weg
• GPS Netz aus ca. 30 Satelliten
• 4 Satelliten benötigt für genaue Position
• Messfrequenz 6-10 Hz
• Genauigkeit ca. 2-15 m
1. Geräte 2. Messtechnik 3. Studie Wearables 4. Praktische Erfahrung 5. Ausblick
Wie messen die Geräte?
Herzfrequenz
O2 Sättigung
Schritte
Schlaf
EE
Strecke
• Optischer Pulsmesser
• LED Licht scheint durch Haut
• Optischer Sensor prüft zurück kommendes Licht
• Blut absorbiert mehr Licht Schwankungen der
Lichtstärke können in Herzfrequenz übersetzt
werden
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Apps
Gewichtsverlauf
1. Geräte 2. Messtechnik 3. Studie Wearables 4. Praktische Erfahrung 5. Ausblick
Praxis Trainingsdokumentation
Ruheherzfrequenz Trainingsherzfrequenz
Körpergewicht Schlafdauer
Erschöpfung vor/nach Training Gesundheitszustand
Preis
Komplexität der Geräte
15 € 50 € 70 € 110 € 120 € 130 € 150 € 150 € 250 € 450 € 950 €
Xiaomi MiBand
Beurer AS 80
Polar Loop Garmin Vivofit
Withings Puls OX
Fitbit Charge
Garmin Vivosmart
Fitbit Charge HR
Garmin Vivoactive
Garmin Forerunner
920XT
Sensewear Bodymedia
3D Beschl. 3D Beschl. 3D Beschl. 3D Beschl. 3D Beschl. 3D Beschl. 3D Beschl. 3D Beschl. 3D Beschl. GPS
3D Beschl. GPS
3D Beschl.
HF opt. HF opt. Höhe Optischer HF
Höhe HF opt.
Höhe Optischer HF
HF opt.
Höhe HF opt.
Temperatur
EE (HF basiert)
EE (HF basiert)
EE (HF basiert)
EE (HF basiert)
EE (HF basiert)
1. Geräte 2. Messtechnik 3. Studie Wearables 4. Praktische Erfahrung 5. Ausblick
Gerätespektrum
,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
1
34
67
10
0
13
3
16
6
19
9
23
2
26
5
29
8
33
1
36
4
Methodik
Alter [Jahre]
Größe [m]
Gewicht [kg]
Körperfett [%]
♂ (n=5) 26,6 ± 3,6 1,85 ± 3,9 82,9 ± 6,8 11,4 ± 2,7
♀ (n=5) 24,8 ± 2,6 1,69 ± 7,2 61,2 ± 3,5 18,6 ± 6,3
1,2
m/s
2,8
m/s 2,0
m/s
3,6
m/s
11 Fitnesstracker: Validitätskriterium
• Energieumsatz Indirekte Kalorimetrie
• Schritte Optogate
• Distanz Laufband
5‘
5‘ 10‘
5‘
1. Geräte 2. Messtechnik 3. Studie Wearables 4. Praktische Erfahrung 5. Ausblick
2,8 m/s Schritte (Optogate) Distanz (Laufband) Energieumsatz (Spiro)
∆ [Anzahl] (%) ∆ [m] (%) ∆ [kcal] (%)
Gerät 1 +9 1,1 +112 13,3 12 20,8
Gerät 2 -15 1,8 -408 48,4 -22 34,4
Gerät 3 -110 13,6 - - -11 17,7
Gerät 4 -16 1,9 +153 18,2 0 2,1
Gerät 5 -17 2,1 -78 9,3 6 11,5
Gerät 6 -3 0,4 +117 13,9 11 19,2
Gerät 7 - - 0 0,1 -15 23,3
Gerät 8 -44 5,5 - - - -
Gerät 9 +10 1,3 -50 5,9 -6 8,2
Gerät 10 -86 10,3 -216 25,6 -24 39,0
Gerät 11 -1 0,2 -83 9,8 12 22,4
1. Geräte 2. Messtechnik 3. Studie Wearables 4. Praktische Erfahrung 5. Ausblick
Ergebnisse
Intervall Schritte (Optogate) Distanz (Laufband) Energieumsatz (Spiro)
∆ [Anzahl] (%) ∆ [m] (%) ∆ [kcal] (%)
Gerät 1 +5 0,4 +210 18,6 +3 2,0
Gerät 2 -216 18,6 -571 50,6 -45 46,3
Gerät 3 +106 8,4 - - -9 9,2
Gerät 4 -179 15,0 -9 0,8 -42 45,2
Gerät 5 -10 0,8 -125 11,1 +3 5,0
Gerät 6 +7 0,6 +191 16,9 -3 3,2
Gerät 7 - - +78 6,9 -15 17,7
Gerät 8 -122 10,3 - - - -
Gerät 9 +6 0,5 -147 13 -20 23,3
Gerät 10 -148 12,2 -283 25,1 -46 47,6
Gerät 11 -5 0,4 -144 12,8 +22 23,0
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Ergebnisse
• Schritte: 0,2-18,6 % Abweichung zum „Goldstandard“ Optogate
• Strecke: 0,1-50,6 % Abweichung zum „Goldstandard“ Laufband
• Energieumsatz: 2-47 % Abweichung zum „Goldstandard“ Indirekte Kalorimetrie
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Fazit Wearables Studie
• 9 jugendliche Radsportler (13-17 Jahre)
• 2 Wochen Trainingslager an der Cote d‘Azur
• Aufzeichnung von Schlaf & Herzfrequenz mit Fitnesstrackern
Einsatz von Wearables im Trainingslager
1. Geräte 2. Messtechnik 3. Studie Wearables 4. Praktische Erfahrung 5. Ausblick
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74
Sch
lafe
ffiz
ien
z [
%]
Schlafeffizienz Trainingslager
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Ferienbeginn Ferienende
Schlaf- Monitoring:
• Schlafanalyse in Labor meist teuer und aufwendig
• Feldmessungen in letzter Zeit enorm angestiegen
• unter anderem auch mit Fitnesstrackern
• ABER Fitnessstracker überschätzen Schlafeffizienz und
Gesamt-Schlafzeit
(Montgomery-Downs, 2012)
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Ru
he
pu
ls [
bp
m]
Ruheherzfrequenz Trainingslager
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Ferienbeginn Ferienende
Praxiserfahrung (Eltern & Kinder)
„… Ich halte die konstante Überwachung der Herzfrequenz für die Anpassung des Trainings
auch bei Jugendlichen für sinnvoll. Infekte und
Regenerationsstatus können schnell erkannt werden und der Trainingsplan dementsprechend
angepasst werden…“
„…Die Überwachung vom Ruhepuls und
Schlafverhalten ist nützlich und liefert wertvolle
Informationen…“
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Analog Digital Einfache
Funktionen Multifunktion,
nicht verbunden
Multifunktion, manchmal verbunden
Smart/ Analog, Immer
verbunden Brave new world
1511 1972 1975 1990er 2000er 2015
Peter Henlin‘s Taschenuhr
Uhr mit Taschenrechern
(Hewlett Packard & Hamilton) 1. Digitale LED Uhr
(Hamilton/Pulsar)
Multifunktionsuhren (z.B. Casio)
Erste Handys (z.B. Nokia)
Fitnesstracker, Smartwatches, Smartphones
Google Glasses, iWatch
Zukunft???
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