Ein neues System in einem virtuellen Raum soll helfen, Sportbewegungen und andere motorische Handlungen einzuüben und zu verbessern: Forscher arbeiten in dem Projekt „IC-Space“ an solch einem virtuellen Trainingsraum.
Eine neue Technologie, die den Menschen intuitiv unterstütz: Daran arbeiten in dem Projekt „IC-Space“ sechs Forschungsgruppen des Exzellenzclusters Kognitive Interaktionstechnologie (CITEC) der Universität Bielefeld. Um zu untersuchen, wie solch eine Unterstützung beim Lernen und Trainieren von Bewegungsabläufen funktionieren kann, haben die Wissenschaftler den Intelligenten Coaching-Raum (Intelligent Coaching Space, IC-Space) entwickelt. Die Forscher nutzen hierfür einen Aufbau mit zwei Projektionswänden (Front und Boden), um eine computergenerierte virtuelle Umgebung zu simulieren.
Testpersonen tragen ähnlich zum 3D-Kino eine Stereo-Brille. Die Besonderheit: Das Bild wird exakt an die Position und Blickrichtung des Nutzers angepasst. So entsteht der Eindruck, sich in einem virtuellen Fitnessraum zu befinden, dessen Trainer direkt vor einem steht. Jede Testperson wird mit reflektierenden Markern ausgestattet, die von Infrarotkameras verfolgt werden. So erfasst das System die Bewegungen der Person.
Betritt diese das System, sieht sie zunächst eine virtuelle Kopie von sich selbst im Spiegel des virtuellen Trainingsraums. „Mit dem virtuellen Spiegelbild können die Benutzerinnen und Benutzer visuell überprüfen, wie sie ihre Bewegungen ausführen“, erklärt Informatiker Prof. Mario Botsch. Er leitet das Projekt zusammen mit dem Informatiker Prof. Stefan Kopp sowie dem Sportwissenschaftler und Kognitionspsychologen Prof. Thomas Schack.
Um das virtuelle Spiegelbild zu erzeugen, wird vorab das Äußere des Benutzers eingescannt und auf die künstliche Figur, den Avatar, übertragen. „Im virtuellen Spiegel sieht sich die Person nicht nur von vorn. Der Spiegel kann auf Wunsch virtuell gedreht werden, um sich auch von der Seite zu sehen und so besser zu erkennen, ob eine Übung richtig durchgeführt wird“, sagt der Computergrafik-Experte Botsch. „Wir können dem Benutzer optische Trainingshinweise geben, etwa indem der Spiegel einzelne Körperteile farblich hervorhebt.“ Wenn eine Benutzerin zum Beispiel während der Kniebeuge ihre Oberschenkel absenkt, erscheinen die Oberschenkel ihres Avatars so lange in einer roten Färbung, bis sie sich in der die korrekten Endposition befinden.
Die Benutzer können sich die Übung auch vormachen lassen. Dann erscheint im Spiegel zusätzlich zum Avatar eine halb-transparente Figur, welche die Übung zusammen mit dem jeweiligen Nutzer ausführt. Zusätzlich verfügt dieser über einen virtuellen Trainer. „Er verkörpert die Trainingskompetenz des Systems und ist mit dem aktuellen Wissen der Trainingswissenschaft ausgestattet“, sagt Kopp.
Künftig soll das neue System nicht nur Kniebeugen beibringen. „Zum geplanten Repertoire gehören auch Gymnastikübungen, Thai-Chi, Yoga oder zum Beispiel der Golfschwung“, sagt Schack.
Das System eignet sich außer für Sportler auch für Patienten in der Rehabilitation. Mario Botsch: „Das System kommt sowohl für Trainings im Hochleistungssport in Frage als auch für therapeutische Ansätze – zum Beispiel bei Bewegungsproblemen aufgrund von Erkrankungen.“
Weitere Informationen: Beitrag zu ICSPACE bei research_tv graphics.uni-bielefeld.de/research/icspace
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