Liikuntateknologiset

innovaatiot

Tuomas Kari Copyright Tuomas Kari. 2014. Käyttö ilman lupaa kielletty.

Kuka

Tuomas Kari

Jyväskylän Yliopisto

Tohtorikoulutettava

Väitöskirjan aiheena Digitaaliset liikuntapelit -

Exergames (2015)

Oma tausta: Suunnistaja

Luennon teemat

1. Liikuntateknologia tänään

• Liikuntateknologia

• Tuotteet, ohjelmistot & palvelut

• Käyttötarkoitus lajin mukaan

– Case: Suunnistus

2. Urheilijan liikuntateknologian käyttö

• Case: Liikuntateknologia urheilijan päivässä

1. Liikuntateknologia tänään

Liikuntateknologia tänään

Osa jokapäiväistä elämää yhä useammalle

• Ammattilaiset + amatöörit + “tavikset”

Hyödyntää biomekaanista ja fysiologista tietoa

ihmisen toiminnasta ja elintoiminnoista

Kattaa laajan alueen eri ratkaisuja

• Urheiluvälineet, -ohjelmistot, -vaatteet, -kengät,

-ravinteet, -nettipalvelut jne…

• Tämän luennon focus: digitaaliset tuotteet,

ohjelmistot ja palvelut, joilla voidaan mitata,

tallentaa ja analysoida urheiluun liittyvää dataa

Liikuntateknologia

Käytetään esim.:

• Fyysisen harjoituksen ja siihen liittyvien

tekijöiden mittaamiseen ja ymmärtämiseen

• Mittaamaan fyysistä kuntoa ja siinä tapahtuvia

muutoksia

• Paikkatiedon tallentamiseen (reitti, matka,

nopeus, korkeus… GPS)

• Datan tallentamiseen ja analysointiin

(elektroniset harjoituspäiväkirjat)

• Harjoitusten jakamiseen (urheiluun liittyvät

sosiaaliset palvelut ja yhteisöt - WWW)

Liikuntateknologia

Käytetään myös esim.:

– Urheilutapahtumien järjestämiseen

• Kilpailun seurattavuuden parantaminen

• Tapahtuman koon kasvattaminen

• Ajan otto ja tulospalvelu

• Urheilijoiden turvallisuuden parantaminen

• Osana lajia

• jne…

Liikuntateknologia

Tavoitteena auttaa ja tukea käyttäjää

Luo eri arvoa ja mahdollisuuksia eri käyttäjille

Toimii edistäjänä kehittymiselle…

…mutta ei korvaajana

– Motivaatio ja itse harjoitus ovat avainasiat

– Vai voiko? (abdoer ja muut TV-shop tuotteet)

• Mitä mieltä olette?

Liikuntateknologiamarkkinat

Kasvaneet nopeasti viimeisten vuosien aikana

Kasvavat nopeasti tällä hetkellä

Kasvun odotetaan jatkuvan nopeana myös

tulevaisuudessa

Ihmiset käyttävät yhä enemmän rahaa

liikuntaan liittyviin tuotteisiin ja palveluihin

– Suomalaiset aikuiset: (Liikuntatutkimus, 2010)

• 2006: 427€ /vuosi 33% 2010: 570€ /vuosi

• Mediaani: 200€ / henkilö / vuosi

• Yksityisen sektorin palvelut suurin kasvun tekijä

Tuotteet

Sykemittarit ja urheilutietokoneet

GPS

Voima- ja kadenssimittarit

Askelmittarit, kiihtyvyysanturit & footpodit

Aktiivisuusmittarit

Kinematiikka ja biomekaniikka

Visuaaliset suorituksen tallentajat (Kamerat)

Puettavat sensorit ja elektroniset tekstiilit

Ohjelmistot + digitaaliset palvelut

Pelit, jne…

Sykemittarit

Kaikkein yleisin (askelmittarin jälkeen)

Käytetään mittaamaan, tallentamaan ja

analysoimaan sykkeeseen liittyvää dataa

• Eri tallennusvälit (5sec, 1sec, R-R)

• Reaaliajassa sekä harjoituksen jälkeen

Modernit sykemittarit ovat urheilutietokoneita,

joilla voi mitata myös monia muita asioita

– Puhekielessä on varsin yleistä, että

urheilutietokoneista puhutaan sykemittareina

Urheilutietokoneet

Yhdistävät eri teknologisia ratkaisuja samassa

laitteessa

• Sykkeen mittaus

• Aikatoiminnot

• Harjoitustoiminnot

• Korkeuden ja ilmanpaineen mittaaminen

• GPS sensorit

Voi myös sisältää ja hyödyntää ulkoisia

laitteita

• Kiihtyvyysanturit, footpodit, GPS,

voima- ja kadenssimittarit, jne…

Urheilutietokoneet

Voidaan mitata ja esittää esim.:

• Minimi-, maksimi- & keskisyke, sykevälivaihtelu

• Energian kulutus

• Harjoitusvaikutus (training effect)

• EPOC

• Korkeus, nousu, lasku, lämpötila, ilmanpaine

• Nopeus, vauhti, matka, suunta, reitti, sijainti

GPS sensorit

Peruskäytön lisäksi paljon erilaista käyttöä

– Mahdollistaa esim.:

• Eri urheilijoiden suoritusten vertailu

• Lajispesifien tekijöiden mittaaminen/tutkiminen

• Joukkuelajeissa pelaajien liikkumisen ja

taktisten muutosten vaikutusten seuraaminen

• Suorituksen jälkeisen analysoinnin auttaminen

Kolmen tyyppisiä GPS-sensoreita

• Erillinen yksikkö, joka kommunikoi laitteen

kanssa

• Yksinäinen yksikkö (a.k.a. logger – ei näyttöä)

• Laitteeseen upotettu

Voima- ja kadenssimittarit

Voimamittareita käytetään yleisimmin

pyöräilyssä

• Mittaamaan urheilijan tuottamaa voimaa (watti)

• Erittäin tarkka suorituksen aikaisen

rasituskuorman ja energiankulutuksen mittari

Kadenssimittarit (Kadenssilla tarkoitetaan eri asioita eri lajeissa)

• Pyöräily: pyörittämisnopeus (kertaa /minuutti)

• Juoksu: askelia per minuutti

Askelmittarit & footpodit

Perustuvat kiihtyvyysanturi teknologiaan

Pieniä laitteita, jotka on yleensä kiinnitetty

jalkaan

Voidaan käyttää esim. mittaamaan:

• Nopeus, vauhti, matka, kadenssi, askelpituus

Vertailu GPS:ään:

• Hyödyt: toimii sisätiloissa, kadenssi ja

askelpituus

• Haitat: vain juoksuun/kävelyyn, ei tallenna

sijaintitietoa

Aktiivisuusmittarit

Toiminta perustuu yleensä

kiihtyvyysantureihin

Mittaa 24/7 (kunhan laite ranteessa tms.)

Antaa erilaisia tietoja (arvioita), mm.:

– Aktiivisuus, askeleet, energiankulutus, unimäärä

Aktiivisuusmuistutukset

”Trendituote”

Kinematiikka & biomekaniikka

Erilaisia ratkaisuja mittaamaan:

• Liikkumista ja liikkumisen mekaniikkaa

• Lihas-hermo-järjestelmän toimintaa

• Eri jäsenten ja kehonosien liikkumisen

mittaamiseen

• Kehonkoostumus

Tavoitteena auttaa urheilijaa ja valmentajaa:

• Halutun liikkeen optimaalisen suoritustavan

löytäminen

• Loukkaantumisten välttäminen

Visuaaliset suorituksen tallentajat

Esimerkki tuotteesta, jota ei (välttämättä) ole

suunniteltu urheilun ehdoilla, mutta jota hyödynnetään

laajasti valmennuksen tukena

Mahdollistaa visuaalisen ja muun datan rinnakkaisen

esittämisen analyysivaiheessa

Tallennuksen kaksi näkökulmaa

– Sisäinen

• Kamera on kiinnitetty urheilijaan

• Suorituksen esittäminen “urheilijan silmien kautta”

– Ulkoinen

• Kamera erillään urheilijasta/joukkueesta

• Esittää urheilijan liikkumisen ja toiminnan

Puettavat sensorit ja elektroniset

tekstiilit

Sykemittari kaikkein yleisin

Upotettu urheiluvälineeseen (mailat, pallot jne…)

Biomekaaniset sensorit, jotka voidaan pukea

– Upotettuna tekstiileihin

• Helppoja ja “mukavia” pitää päällä myös

pidemmissä ja intensiivisimmissä suorituksissa

• Voidaan mitata kehon lämpötilaa, hikoilua,

veren happitasoa, kinemaattista toimintaa,

EMG(-housut), liikkumista, lihasten toimintaa

jne…

Ohjelmistot

Elektroniset harjoituspäiväkirjat / logit

• Yksittäisen harjoituksen sekä pidempiaikaisen

harjoitteluun liittyvien tekijöiden analysointiin

• Pitää automaattisesti kirjaa eri tekijöistä, ja

summaa esim. tunnit, kilometrit, harjoituskerrat

ja paljon muita tietoja

• Arvioi urheilijan yksittäisen harjoituksen

vaikutusta ja kokonaisharjoitusrasituksen tilaa

Analysointi-ohjelmistot

• Lajispesifejä niin yksilö- kuin joukkuelajeissa

• Yksittäisen suorituksen analysointi (Quickroute)

• Simulaatiot

Digitaaliset valmentajat

Mukana joissain elektronisissa

harjoituspäiväkirjoissa, palveluissa & laitteissa

Antaa harjoitusohjelmia käyttäjälle perustuen:

• Käyttäjän ominaisuuksiin ja kuntotasoon

• Käyttäjän suorittamiin harjoituksiin

• Käyttäjän sen hetkiseen rasitustilaan

Voivat dynaamisesti muuttaa

harjoitusohjelmaa urheilijan tekemien

suoritusten ja rasitustilan mukaan

Luottaisitko sinä digitaaliseen valmentajaan?

Pelit

Digitaaliset liikuntapelit (exergames)

• Konsolipelit (PS move, Wii Fit, Xbox Kinect)

• Mobiilit liikuntapelit (TrezrHunt, Zombies, Run!)

• Yhdistetyt

• Pelejä vai fyysistä aktiivisuutta - vai molempia?

– Mitä mieltä olette?

Digital Game Based Learning (DGBL)

• Joitain pelejä voidaan hyödyntää lajispesifien

kognitiivisten taitojen oppimiseen (esim.

Suunnistussimulaattori)

– Pelaatko sinä (huvi vai hyöty)?

Palvelut

Sosiaaliset urheiluyhteisöt ja –palvelut

• WWW-pohjaiset HPK:t ja logit (yleensä ilmaisia)

• Voidaan jakaa harjoituksen tuottamaa dataa

• Tavoitteena luoda yhteisöllisyyttä ja saada

mahdollisimman paljon käyttäjiä

Virtuaalivalmentajat

• Kuten digitaaliset valmentajat, mutta toimivat

online-ympäristössä TAI mobiilisovelluksia, jotka

opastavat harjoituksen läpi (reittiohjeet, antavat

ohjeita vauhdinjakoon, jne…)

-Kuinka moni teistä käyttää jotain vastaavaa?

Eri lajeissa eri käyttötarkoituksia

LT:lla on erilaisia rooleja eri lajeissa, esim.:

• Osa lajia (mailat, pyörä)

• Suorituksen parantaminen (tekniset uimapuvut)

• Loukkaantumisten vähentäminen ja turvallisuuden

parantaminen (kypärät, airbagit)

• Urheilijoiden seuraaminen (GPS)

• Urheilijan fysiologisen datan mittaaminen

• Helpottaa yleisöä kilpailun seuraamisessa

Lajikohtaisia ratkaisuja

– Esimerkkejä:

• Voimamittarit pyöräilyssä

• Sensorit eri urheiluvälineille (esim. golfmailat)

• Lajikohtaiset analysointiohjelmistot

Eri lajeissa eri käyttötarkoituksia

Lajikohtaisia syitä käytölle

Sama teknologia – eri laji – eri käyttötarkoitus

– GPS esimerkiksi:

• Suunnistus: kilpailijan (tai itsensä) seuraaminen ja

paikkatiedon reaaliaikainen näyttö yleisölle tai

tallentaminen omaan käyttöön

• Hiihto: paikkatiedon esittäminen reaaliajassa

• Ralli: autojen seuraaminen turvallisuussyistä

• Kuumailmapalloilu: suorituksen arviointi ja pisteiden

antaminen tulosten muodostaminen

- Keksittekö muita esimerkkejä?

Eri lajeissa eri käyttötarkoituksia

Case: Suunnistus (vaikea analysoida ilman liikuntateknologiaa)

• Elektroninen leimaus

• GPS & urheilutietokoneet

• Automated map reading detection (AMRD)

• Visuaaliset suorituksen tallentajat

• Ohjelmistot (esim. Quickroute)

• Pelit

• Yleisön näkökulma – kuinka liikuntateknologia

edesauttaa kilpailun seuraamista (video)

2. Urheilijan

liikuntateknologian käyttö

Urheilijan liikuntateknologian

käyttö

“Kaikki käyttävät” – kärkikäyttäjiä

Ei riitä, että mittaa ja kerää dataa – sitä pitää

analysoida

Ei riitä, että analysoi – pitää tehdä

toimenpiteitä analyysien pohjalta!

Palautteella oleellinen rooli kehittymisessä

Useimmiten urheilijat käyttävät laitteita datan

keräämiseen ja ohjelmistoja sen

analysoimiseen

Mutta myös harjoituksen aikana

Urheilijan liikuntateknologian

käyttö

Auttaa asettamaan oikeat harjoitustavoitteet

Auttaa vahvuuksien, heikkouksien, fyysisten

ominaisuuksien, nykyisen kunnon, liikkumisen

ja kehonkoostumuksen kartoittamisessa

Tuottaa paljon muuta arvokasta dataa

harjoittelun tueksi

Parantaa harjoittelun laatua, vähentää

riskiä loukkaantua

Parantaa suoritustasoa

Parempi urheilija

Urheilijan liikuntateknologian

käyttö

Auttaa myös valmentajia monilla tavoin – sekä yksilö

että joukkuelajeissa edesauttaa yksilöiden ja

joukkueiden valmentamista paremmin

Voidaan käyttää myös kilpailuissa relevantimpaa

dataa

Urheilijoiden käyttämien laitteiden tulee olla:

• Pieniä ja mukavia pitää päällä (ei-häiritseviä)

• Kestäviä (urheilijat kaatuilevat, törmäilevät toisiinsa ja

hikoilevat. Vaativat olosuhteet: vesi, kosteus, lumi,

kuumuus, kylmyys, jne…

• Luotettavaa (data on validia ja oikeaa)

Suunnistajan liikuntateknologian

käyttö

Useimmin käytetyt laitteet:

– Urheilutietokone

• Syke

• GPS-data (matka, vauhti, paikkatieto)

– Harjoituspäiväkirja (elektroninen)

• Pidempiaikainen tallennus

• Analysointi

– Reittianalyysiohjelmisto

– Pääkamera

Syke

Perustoiminnot

– Sykkeenmittaus

– Aika ja väliajat

– Korkeus

– Matka ja vauhti

– Palautumistesti (ortostaasi)

– Kuntotesti (VO2-max teoreettinen)

– Harjoitusten tallennus hpk:hon

GPS

Perustoiminnot

– Matka, nopeus ja vauhti

– Reitti & paikkatieto

– GPS-tiedosto ja tallennus

– GPS-käyrän analysointi

• QuickRoute

• RouteGadget (suom. Reittihärveli)

Sähköinen HPK

Perustoiminnot:

– Harjoitusten tallennus hpk:hon

– Sykekäyrien analysointi

– Harjoittelun seuranta (aika, teho, matka, lajit, jne..)

– Harjoittelun suunnittelu

– Testitulosten seuranta

– ym.

Reittianalyysiohjelmisto

Quickroute

– Suunnistuskartta + GPS-reitti päällekkäin

– GPS-reitin muokkaus/kalibrointi

– GPS-reitin ja kartan tallennus

– Väliajat ja vauhti

– Vauhti eri maastonosissa

– Kuljettu matka vs. suora matka

– Virheet (hidastaminen, pysähtyminen)

Pääkamera

Pääkameran käyttö suunnistaessa

– Kartanluku

– Ympäristön havainnointi

Havaintoesitys:

https://www.youtube.com/watch?v=DZdrIIXbz

x8&feature=youtube_gdata_player

Suunnistajan leiripäivä

teknologian näkökulmasta

Klo 7: herätys ja palautumistesti sykemittarilla tai

muulla laitteella + aamulenkki (syke) toimenpiteitä?

Klo 10: suunnistusharjoitus, sykemittari ja GPS (+

kypäräkamera) harjoituksessa mukana

Iltapäivä: harjoituksen analysointi

reittianalyysiohjelmalla ja HPK:n avulla (+ video)

Klo 19: (yö)suunnistusharjoitus (sama juttu kuin

aamupäivällä)

Ilta: harjoituksen analysointi (kuten päivällä)

Nukkumaan: yö-sykkeiden tallennus (harvemmin)

kiitos