Trajanje projekta: od 6.9.2012 do 5.3.2013

Vodja projekta: Prof. dr. Mojca Doupona Topič
 

Vsebina projekta povezuje različna znanstvena področja in jih zaokroža v skupno obravnavo kinezioloških problemov skozi prizmo naravoslovja, računalništva, tehnike, prava in poslovnih ved. Cilj projekta je usmerjen v razvoj podpornih tehnologij v kineziologiji in športnemu treniranju z uporabnostjo v gospodarstvu.

Motorična vadba temelji na ponavljanju enakih gibov s ciljem izboljšati natančnost, ponovljivost, hitrost in koordinacijo gibanja. Pri skoraj optimalnih izvedbah gibov pa so razlike lahko že tako neznatne, da jih človek težko zazna in ovrednoti. Natančnost človeških gibov in zaznav je namreč omejena z ločljivostjo človekovega senzorno-motoričnega sistema. Sodobne tehnologije omogočajo uporabo različnih senzornih sistemov za merjenje gibanja in pretvorbo poljubnih senzornih signalov v večmodalno povratno informacijo za povečanje učinkovitosti delovanja. Vadba z uporom je razširjen način pridobivanja mišične moči. Naprave za vadbo, ki so danes v uporabi v vadbenih centrih, v večini primerov delujejo na pasivnih principih mehanskega upora.    

Ogromen napredek v minituarizaciji in integraciji senzorskih sistemov je omogočil uporabo inercialnih merilnih sistemov v aplikacijah, kjer do sedaj to ni bilo mogoče ali pa ekonomsko upravičeno. Zaznavanje orientacije, položaja ali gibanja je neposredno povezano s športnimi aktivnostmi posameznika ali skupine. Pri tem je pomembno poznavanje uporabe slikovnih in video tehnologij, temelječih na računalniškem vidu, ki omogočajo avtomatsko pridobivanje kvantitativne informacije (meritev) iz digitalnih slik in videa, ki je zelo uporabno pri pridobivanju informacij o gibanju igralcev med športnimi tekmami.   

Tehnologija športa – v ne-odtujenem pogledu – služi kot podaljšek telesa, s katerim se odprejo nove doživljajske kapacitete telesnosti in s tem novi športi. Ob tem pa ne smemo zanemariti dejstva, da z vsakim napredkom poženemo v tek tudi nekaj, za kar nismo vedeli in nima nujno zgolj pozitivnih učinkov. Pri uporabi podpornih tehnologij je pomembno, da se njihovi uporabniki zavedajo na eni strani civilne in kazenske odgovornosti, po drugi strani pa, da poznajo tudi elemente za sklepanje pogodb ter poslovne odličnosti.   

OPERACIJA:

Javni razpis delno financira Evropska unija, in sicer iz Evropskega socialnega sklada. Javni razpis se izvaja v okviru Operativnega programa razvoja človeških virov za obdobje 2007-2013, 3. razvojne prioritete: Razvoj človeških virov in vseživljenjskega učenja; prednostne usmeritve 3.3: Kakovost, konkurenčnost in odzivnost visokega šolstva.

Skupna okvirna višina nepovratnih sredstev, ki jo bo ministrstvo namenilo v letih 2011, 2012 in 2013 za sofinanciranje aktivnosti vključevanja zunanjih strokovnjakov v pedagoški proces v letih 2011, 2012 in 2013, je do največ 1.785.462,00 EUR, in sicer:

• 1.517.642,70 EUR – namenska sredstva EU – Evropski socialni sklad (85 %);
• 267.819,30 EUR – slovenska udeležba (15 %).
   

KONTAKTNA OSEBA ZA INFORMACIJE O IZVEDBI PROJEKTA:

prof. dr. Mojca Doupona Topič

Tel: (+386-1) 5207-839
 

Signali in senzorski sistemi - zaznavanje orientacije, položaja in gibanja 

Teoretični del: Teoretični del bo posvečen metodologiji zajemanja in obdelave signalov. Razložen bo splošen koncept senzorskih sistemov in prikazana bo pot signala od senzorja na opazovancu do končne informacije, ki jo želi imeti uporabnik. Predstavljene bodo različne družine senzorjev za zaznavanje gibanja (pospeškometri in žiroskopi) ter osnove zajemanja in obdelave podatkov s primeri iz prakse. Demonstrirana bodo potrebna znanja ter predstavljene izkušnje, ki so potrebne za uspešno uporabo inercialnih senzorskih sistemov v praksi. Predstavljen bo koncept in zgradba komercialnega senzorskega sistema za zaznavanje orientacije in gibanja v realnem času.

Praktični del: Pri praktičnem delu bodo slušatelji korak po koraku spoznavali razne kinematične meritve z moderno senzorsko opremo. Prikazana bosta dva principa kinematičnih meritev: 1) izvajanje meritev in obdelava podatkov v realnem času in 2) izvajanje meritev s shranjevanjem podatkov in njihovo kasnejšo obdelavo na osebnem računalniku.

Nekatere možnosti Izboljšanja učinkovitosti vadbe

Teoretični del: Teoretični del se prične s prikazom biomehanske razlike med pasivnim in aktivnim razgibavanjem. Sledi razlaga delovanja haptičnih sistemov. Nadaljuje se z dotikom robotskega haptičnega vmesnika s človekom. Prikazani bodo mehanizmi vpliva na človeka, zato da bi razumeli pomen in dodano vrednost robotskih pristopov, ki pri drugih dosedanjih napravah niso bili izkoriščeni. Predstavljeni bodo trenutni raziskovalni in nekateri komercialni sistemi. Sledi navezava haptike s področjem navidezne resničnosti v rehabilitaciji in treningu. 

Praktični del: Principi večmodalne povratne informacije bodo praktično demonstrirani, udeleženci bodo imeli možnost uporabljati navidezna večmodalna okolja s povratno informacijo. Na voljo bo cela paleta pozicijsko in haptično vodenih robotov, kjer bo mogoče preizkusiti principe predstavljene v predavanju v povezavi z navidezno resničnostjo.  

Med visokotehnološkimi napravami za trening sta predvidena, da bosta na voljo prototip za kolesarjenje in prototip za veslanje. Možno bo merjenje relevantnih kinematičnih in statičnih spremenljivk, kot tudi uporaba spremljajočih biomehanskih modelov za izračun vrednosti, ki jih direktno ni mogoče izmeriti. Delovanje električne stimulacije bo demonstrirano na različnih mišičnih skupinah na nogi ali roki človeka. Vsak posameznik bo lahko preizkusil vpliv električnih parametrov na odziv mišice.

Modeliranje in simulacije biomehanike gibanja pri človeku

Teoretični del: Človekov lokomotorni aparat je kompleksen sistem, ki zahteva usklajeno delovanje in vodenje redundantnega števila mišic pri izvajanju različnih oblik gibanja kot so hoja, tek, skok, ki večinoma zadevajo spodnje ekstremitete ter met in odboj, ki sta v domeni zgornjih ekstremitet. Cilj tega modula je slušateljem podati osnovne biomehanske principe gibanja, ki zadevajo spodnje in zgornje ekstremitete ter upoštevajo biomehanske in anatomske značilnosti mišično-kitnih struktur. Z uporabo poenostavljenih biomehanskih modelov hoje, teka , navpičnega skoka in gibanja zgornje ekstremitete bomo razložili človekovo strategijo vodenja mišično-kitnih struktur. 

Praktični del: Za vse primere gibanj, ki jih bomo obravnavali v teoretičnem delu, bomo pripravili ustrezne računalniške biomehanske modele, s katerimi bodo slušatelji lahko praktično preizkusili svoje razumevanje različnih kinezioloških vidikov. Slušatelji bodo lahko v razvitem računalniškem simulacijskem okolju spreminjali različne parametre tako želenega gibanja kot tudi različno distribucijo potrebnih mišičnih sil, ki želeno gibanje poganja.

Raziskovalne metode v biomehaniki in fiziologiji športa

Teoretični del: Obravnavane bodo meritve kinematike s pomočjo radarja, ki deluje na principu Dopplerjevega efekta, meritve kinematike gibanja človeka s pomočjo Inercialne obleke MVN, ki deluje na principu pospeškometrov, goniometrov in merilcev magnetnega polja in meritve kinematike na terenu s pomočjo visoko-natančnega in visoko-frekvenčnega globalnega satelitskega navigacijskega sistema, ki deluje v načinu kinematike v realnem času (RTK) ter njegova primerjava z običajnim GPS sprejemnikom. Teoretičen del se bo zaključil z uporabo kinematike v športu s pomočjo optičnih merilnih sistemov, kjer se uporabljajo aktivni in pasivni markerji.

Praktični del: Slušatelji bodo deležni praktičnih primerov iz različnih gibalnih nalog. Še posebej pa se bo obravnaval primer teka na smučeh, ki predstavlja zanimivo aplikacijo gibalnih nalog, kjer gre za pestro različico različnih tekaških tehnik v odvisnosti od biomehanskih in fizioloških potreb. Ob tem pa je še posebej pomembno, da gre za gibanje, kjer imajo tako roke kot noge zelo velik vpliv na efektivnost gibanja. 

Računalniški vid v športu

Teoretični del: V okviru tega sklopa bodo udeleženci spoznali osnove delovanja in uporabe slikovnih in video tehnologij, temelječih na računalniškem vidu, ki omogočajo avtomatsko pridobivanje kvantitativne informacije (meritev) iz digitalnih slik in videa, s poudarkom na pridobivanju informacij o gibanju igralcev med tekmami. Predstavljeni bo najnovejših dosežkov znanosti na področju analize gibanja z metodami računalniškega vida. 

Praktični del: Prikazano bo programsko orodje za analizo gibanja med tekmami, ki deluje na osnovi računalniškega vida. Sledilo bo amostojno delo študentov s programom za analizo gibanja pod nadzorom učitelja. Samostojna kalibracija izbranih posnetkov, sledenje (pridobivanje kvantitativnih podatkov), anotiranje (pridobivanje kvalitativnih podatkov). Prenos podatkov v splošno namenska programska orodja. 

Polimerne tehnologije v športu

Teoretični del: V okviru teoretičnega dela bomo udeležencem predstavili osnovne značilnosti polimernih materialov, njihovo strukturo in značilnosti časovno-odvisnega vedenja, ki so pomembne pri njhovi uporabi v športu. Natančno bo analiziran vpliv temperature in vlage na časovno-odvisne mehanske lastnosti in trajnost športnih rekvizitov in druge opreme, ki je izdelana iz polimernih materialov in njihovih kompozitov. Analizirali bomo uporabo vrvi v različnih športnih disciplinah, kot je npr. plezanje, padalstvo, jadranje itd. Posebna pozornost bo posvečena vedenju vrvi pri dinamičnih obremenitvah, ki so jim vrvi izpostavljene v primeru padca plezalca. Udeleženci se bodo seznanili tudi z eksperimentalnimi metodami merjenja sil in deformacij, metodologijo zajema in diskretizacije signalov, ter statističnimi metodami analize in vrednotenja izmerjenih vrednosti. 

Praktični del: V okviru praktičnega dela bodo udeleženci samostojno izvajali eksperimente na specialno izdelanem merilnem sitemu, ki simulira udarne obremenitve vrvi, podobne tistim, ki se pojavijo pri realnem plezanju. V simuliranem okolju bodo sistematično analizirali vedenje plezalnih vrvi, ki so izpostavljene različnim obremenitvenim pogojem in analizirali varnost plezalca v teh situacijah. V laboratorijskem okolju bomo poskušali simulirati tudi razmere, ki so značilne za alpinistične odprave. V nadaljevanju bo  predstavljen razvoj oziroma trend materialov, ki se uporabljajo v industriji športnih oblačil.

Pravni, poslovni in etični vidiki podpornih tehnologij v kineziologiji

Teoretični del: Tehnologija športa – v ne-odtujenem pogledu – služi kot podaljšek telesa, s katerim se odprejo nove doživljajske kapacitete telesnosti in s tem novi športi. Ob tem pa ne smemo zanemariti dejstva, da z vsakim napredkom poženemo v tek tudi nekaj, za kar nismo vedeli in najverjetneje nima zgolj pozitivnih učinkov. 

Teoretični del predavanja služi etični, pravni in poslovni orientaciji na področju tehnologije športa. 

Praktični del: bo služil obravnavi aktualnih tem in dilem ter študijam primera s področja sklepanja pogodb, trženja blagovnih športnih znamk ter kazenske in civilne odgovornosti.