Atmung und Puls im Blick 05.11.2013, 14:17 Uhr

T-Shirt liefert Körper- und Trainingsdaten in Echtzeit

Geht der Puls in den roten Bereich, wenn’s den Berg hoch geht? Bei welchem Tempo schlägt das Herz im grünen Bereich? Hält der Feuerwehrmann noch durch? Heute nutzen Sportler und Rettungskräfte oft Brustgurte, um Körperdaten zu erfassen. Schon ab dem nächsten Jahr könnte dazu ein T-Shirt mit Sensoren genügen.

Fitness-Shirt für einen Feuerwehrmann: Fraunhofer-Forscher haben ein T-Shirt entwickelt, das Körperdaten messen und in Echtzeit übermitteln kann. Das T-Shirt erlaubt Sportlern ein effektives Training und Rettungskräften eine Überwachung der Körperfunktionen auch in schwierigen Situationen. Das Shirt soll im nächsten Jahr auf den Markt kommen.

Fitness-Shirt für einen Feuerwehrmann: Fraunhofer-Forscher haben ein T-Shirt entwickelt, das Körperdaten messen und in Echtzeit übermitteln kann. Das T-Shirt erlaubt Sportlern ein effektives Training und Rettungskräften eine Überwachung der Körperfunktionen auch in schwierigen Situationen. Das Shirt soll im nächsten Jahr auf den Markt kommen.

Foto: Fraunhofer ISS

Auf den ersten Blick ist es ein Shirt aus einem Funktionsstoff. Doch diesen Stoff haben nicht etwa Adidas, Nike, Trigema oder Puma geliefert. Das Stöffchen kommt aus den Labors des Fraunhofer-Instituts für Integrierte Schaltungen (IIS) in Erlangen. Nächstes Jahr soll das Fitness-Shirt der Fraunhofer-Ingenieure in den Handel kommen und nicht nur Sportlern wertvolle Trainingsdaten liefern. Auch Menschen mit Einschränkungen können das Shirt nutzen, um sich beim Training  nicht zu überfordern.

Das Fitness-Shirt ist ein kleines Hightech-Gerät. Der Stoff ist durchsetzt mit leitfähigen Elektroden, die sämtliche Herzaktivitäten des Trägers messen. Ein elastisches Band, in Brustkorbhöhe in das Shirt eingearbeitet, kontrolliert die Atmung. Das Band erfasst die Bewegungen des Brustkorbs. Dazu kommt eine mit Druckknöpfen angebrachte Elektronikeinheit, die sämtliche Daten digitalisiert und mit Hilfe von Algorithmen Kennwerte für Puls, Atmung und Herzschlag errechnet.

Daten werden am Smartphone oder PC ausgewertet

Alle Daten können an ein Smartphone oder einen Computer per Funkverbindung weitergeleitet werden, wo der Sportler seine Daten speichern und auswerten kann. Die Daten sind eine gute Grundlage, um Leistungsfähigkeit, Stress und Spannung einschätzen und angepasste Trainingspläne entwerfen zu können.

Sportler selbst erkennen nicht immer, ob sie sich optimal bewegen. Oftmals überschätzen sie sich und trainieren zu hart oder aber sie unterfordern sich. Falsch ausgeübt kann Sport sogar krank machen.

Fitness-Shirt für die Medizinbranche

Neben Leistungs- und Amateursportlern können insbesondere Reha-Patienten und Senioren vom Fitness-Shirt profitieren. Das Textil übernimmt während der körperlichen Bewegung die Aufgabe des „Fitnessbegleiters“, indem es ständig Rückmeldungen zu den Körpersignalen gibt. Der Träger weiß immer genau, ob er sich optimal bewegt oder möglicherweise noch einen Zahn zulegen kann.

„Ist der Puls beispielsweise hoch, während die Atemfrequenz und die Bewegungsaktivität niedrig sind, könnte dies ein Hinweis auf mögliche Herzprobleme sein“, erklärt der Ingenieur Christian Hofmann vom Fraunhofer Institut IIS.

Sportler und Rettungskräfte erhalten detaillierte Daten

Für Hochleistungssportler sind die detaillierten Informationen sehr hilfreich. Spezielle in das Shirt integrierte Beschleunigungssensoren erfassen die Bewegung und werten die Daten aus. Zusätzlich bietet das Shirt trotz der eingearbeiteten Technik einen hohen Tragekomfort, versprechen die Forscher.

Das Mentorbike ist ein Pedelec, dass mit Sensoren ausgestattet ist und Trainingsdaten direkt an ein Smartphone oder Computer schickt.

Das Mentorbike ist ein Pedelec, dass mit Sensoren ausgestattet ist und Trainingsdaten direkt an ein Smartphone oder Computer schickt.

Foto: Mentorbike

Doch das T-Shirt lässt sich auch für andere Einsätze nutzen. So kann das T-Shirt Herz- und Atemfunktionen von Einsatzkräften etwa bei Bekämpfung eines Brandes kontinuierlich überwachen und die Messwerte per Funk an eine Leitstelle übertragen. Auf diese Weise können die Einsatzkräfte ihre Kollegen in kritischen Situationen frühzeitig warnen und ihnen bei Gefahr rechtzeitig zur Hilfe eilen. Dabei hat das Shirt den Vorteil, dass Feuerwehrleute das Textil einfach unter der Schutzkleidung tragen können und einsatzbereit sind, ohne dass sie eigens Geräte anlegen müssen.

Kombination mit dem Mentorbike liefert noch mehr Informationen

Das Fitness-Shirt hat auch bereits die Entwickler eines neuen Trainingsgerätes, nämlich eines Fahrrades mit Sensoren, inspiriert. Das sogenannte Mentorbike wurde auf der Fahrradmesse Eurobike im August mit dem Eurobike-Award ausgezeichnet und liefert in Kombination mit dem Fitness-Shirt noch mehr Daten.

Bei dem Mentorbike handelt es sich um ein Pedelec, das mit einem Smartphone und einer Plattform im Internet kombiniert wird. Das Fahrrad ist mit Sensoren ausgestattet und erfasst beispielsweise Trittfrequenz, Tempo und Kraftaufwand und kombiniert diese Informationen mit den Daten, die das Fitness-Shirt liefert. Fahrradsensoren und Shirt werden kabellos mit einem Smartphone am Lenker verbunden, dass mittels App alle Informationen verarbeitet und mit einem Trainingsprogramm kombinieren kann.

Das Fitness-Shirt des Fraunhofer Institutes ISS in Erlangen ist mit Sensoren und Fäden durchzogen. Es misst zum Beispiel Puls und Atemfrequenz.

Das Fitness-Shirt des Fraunhofer Institutes ISS in Erlangen ist mit Sensoren und Fäden durchzogen. Es misst zum Beispiel Puls und Atemfrequenz.

Foto: Fraunhofer ISS

Das Trainingsprogramm im Smartphone verarbeitet alle Daten zu Puls, Atmung, Geschwindigkeit und Leistung und kann die sportlichen Aktivitäten individuell steuern. So kann bei einer Überlastung des Sportlers der Elektromotor des Pedelecs hinzugeschaltet werden. „Übersteigt der Puls beispielsweise einen Maximalwert von 150, wird der Fahrer durch den Motor unterstützt und somit entlastet“, erklärt der Ingenieur Markus Gratzfeld von der Firma BitifEye. „Sinkt der Puls unter einen Wert von 80 Schlägen pro Minute, wird der Elektromotor gedrosselt und die Tretlast wieder erhöht. Die Motorleistung passt sich also automatisch an die Fitness der Radfahrer an.“

Entwickelt wurde das Mentorbike vom Elektromotorhersteller Benchmark Drives, dem Messtechnik-Spezialisten BitifEye Digital Test Solutions sowie dem IT-Entwickler Interactive Software Solutions. Unterstützt wurden die Entwickler durch das Deutsche Forschungszentrum für künstliche Intelligenz sowie durch das Zentrum für Gesundheit der Deutschen Sporthochschule Köln. Finanziell unterstützt wurde die Entwicklung vom Bundesforschungsministerium.

Vorgestellt werden das Fitness-Shirt und das Mentorbike auf der Fachmesse Medica 2013 vom 20. bis 23. November 2013 in Düsseldorf auf dem Gemeinschaftsstand des Fraunhofer-Instituts F05 in Halle 10.

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