Smarte Sohle

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Laufen Sie richtig oder noch falsch? Diese etwas merkwürdige Frage ist selbst für Hobbyläufer von Bedeutung, denn viele von uns joggen vor sich hin, ohne eine adäquate Technik anzuwenden. Das führt zu Leistungseinbußen und schlimmstenfalls Verletzungen an Füßen oder Beinen – und dem Rücken und dem restlichen Bewegungsapparat ist es ebenfalls nicht zuträglich.

Der virtuelle Sportarzt im Schuh

Für eine adäquate Einstufung des persönlichen Laufstils soll man künftig kein Lauflabor samt sportärztlicher Betreuung mehr brauchen, sondern allein eine Spezialsohle mit Sensoren, die man in seine Laufschuhe einlegt. Das ist zumindest die Idee eines Forscherteams aus den Vereinigten Staaten. Die sogenannte SportSole wurde am Stevens Institute of Technology in New Jersey entwickelt und soll "jeden Schuh sofort zum Ganganalyselabor" machen können.

Das System dient in einem ersten Schritt vor allem der Diagnose von Menschen mit Gehstörungen und Verletzungen am Bewegungsapparat. Da die Sohle wie erwähnt problemlos in bestehendes Schuhwerk eingeschoben werden kann, ist es möglich, das Tracking rund um die Uhr auch zuhause durchzuführen – ein signifikanter Vorteil gegenüber Analysen im Labor, bei denen der Patient häufig unnatürlicher läuft. Später soll das Verfahren auch bei Athleten zum Einsatz kommen, um deren Lauftechnik zu verbessern oder besagte Verletzungen zu vermeiden.

Unterwegs und nicht im Labor

Das Tracking kann außerdem in Echtzeit erfolgen – kamerabasierte Laufanalysen und schweres sportmedizinisches Gerät sind nicht mehr notwendig, da Daten direkt am Fuß gesammelt werden. Die smarte Sohle arbeitet dazu mit einem Array aus Beschleunigungssensoren, Gyroskopen für die Lagemessung sowie Kraftsensoren, um die Gewichtsverteilung auf dem Fuß zu messen.

Bis zu 500 Datenpunkte pro Sekunde fallen dabei an, die von einem KI-Algorithmus ausgewertet und eingeordnet werden. Smarte Pedometer oder andere tragbare Gangmesser erfassen vielleicht ein Fünftel der Informationen, so Damiano Zanotto, Direktor des Wearable Robotic Systems Lab, der das Projekt leitet. Bei so vielen Messwerten fällt allerdings auch ein hohes Sensorrauschen an. Der KI-Algorithmus der Stevens-Forscher kann dieses herausrechnen und erkennt, welche Informationen wichtig sind und welche verworfen werden können. Die Ganganalyse ist sowohl beim Gehen als auch beim Laufen möglich. Sie kann selbst bei Kindern eingesetzt werden, wie Vergleichsdaten zeigten.

Günstige Technik

Die von Zanotto und Co. verwendeten Sensoren sind vergleichsweise günstig. High-End-Sensoren, die von anderen Sportforschern verwendet werden, weil sie weniger Störsignale erfassen, können bis zum Zehnfachen von dem kosten, was das Stevens-Team aufwendete. So sind die Daten reiner, aber der Aufwand ist eben groß.

Die Stevens-Forscher setzen lieber auf Software, die Bestandsdaten filtert. Denn nur mit preiswerter Hardware lässt sich die SportSole auch zu einem Produkt skalieren. Man erreiche bereits gleichwertige oder sogar bessere Genauigkeitswerte, so Zanotto.

(bsc)