Bildgebendes Verfahren zur Optimierung des Schwimmer-Trainings
Das Team "USA Swimming" setzt auf Laser und Hochgeschwindigkeitskameras, um den Stil der Athleten zu verbessern.
Ungefähr zur gleichen Zeit, als die Bademodenfirma Speedo bei der NASA anklopfte, um sich von den dortigen Wissenschaftlern bei der Arbeit am inzwischen legendären Schwimmanzug "LZR Racer" helfen zu lassen (mit dem bis heute über ein Dutzend Weltrekorde fielen), begann ein Forscher in New York die Arbeit an einem anderen Ansatz, die Sportler schneller zu machen. Tim Wei, Maschinenbau- und Raumfahrtingenieur am Rensselaer Polytechnic Institute, erweiterte eine Methode aus dem Bereich der Strömungsmechanik, um damit Bewegungen von Schwimmern zu messen. Die Technik macht es erstmals möglich, genau zu untersuchen, wie ein Athlet sich im Wasser verhält, berichtet das Technologiemagazin Technology Review in seiner Online-Ausgabe. Trainer Sean Hutchison, der zwei Athleten des US-Olympiateams coacht, sagt, dass er Weis Einblicke als Basis für Schwimmstilveränderungen verwenden konnte, die er im Training vor den Pekinger Spielen vornahm.
Wei nutzt eine Messtechnik namens "Particle Image Velocimetry" (PIV), ein optisches Verfahren zur Bestimmung von Geschwindigkeitsfeldern in der Strömungsmechanik. Es wird normalerweise unter anderem zur Messung der Bewegungen kleiner Partikel um Flugzeuge herum verwendet. Bei Flussexperimenten an Modellen geben Forscher üblicherweise mit Silber überzogene Kugeln ins Wasser und bestrahlen sie dann mit einem Laser. Eine digitale Hochgeschwindigkeitskamera nimmt dann die Bewegungen der Kugeln auf, wie sie sich stromabwärts über das zu untersuchende Objekt bewegen. "Das auf einen großen Maßstab zu übertragen, ist allerdings schwer", sagt Biologe Frank Fish, der die Bewegungen von Meeressäugern an der West Chester University erforscht und mit Wei an Delphinstudien arbeitete. "Schwimmer mit Lasern zu beschießen und sie in ein Becken voller Kügelchen abzulassen, geht im Namen der Wissenschaft dann wohl etwas zu weit."
Wei entwickelte deshalb eine andere Lösung: Statt Glaskugeln filterte er Luft aus einer Taucherflasche durch einen porösen Schlauch. So entstehen Bläschen mit einem Durchmesser von einem Zehntel Millimeter. Ein Athlet schwimmt durch diese Blasenschicht, die vom Beckenboden aufsteigt. Eine Kamera nimmt ihren Fluss um den Körper des Schwimmers auf. Die Ergebnisse gaben Trainer Hutchison Hinweise, wo es Optimierungsbedarf gab. "Er nahm diese Daten dann und veränderte den Grätschenschlag aller Elite-Athleten", sagt Wei, der inzwischen mit dem Sportverband USA Swimming zusammenarbeitet. Bei einer Disziplin, bei dem Zehntelsekunden entscheidend sein können, war das enorm wichtig. Laut Hutchison konnte die Top-Athletin Ariana Kukors so mehrere Sekunden bei einem Brustwettkampf gewinnen.
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(bsc)
