Gezocht: meetapparatuur die schaatsers écht kan bijhouden

In de zoektocht naar de ideale schaatsslag, ontwikkelde promovenda Eline van der Kruk van de TU Delft dynamische computermodellen en schaatsen die de slag live kunnen meten. Dit moet leiden tot real-time visuele feedback tijdens trainingen. Vooralsnog meten de sensoren echter niet precies genoeg.

"Hoewel schaatsen al eeuwen bestaat, is nog steeds niet bepaald wat nou de optimale schaatstechniek is", zegt Van der Kruk. "Schaatsen is een beweging met veel parameters en bovendien lijken er verschillende optimale technieken te bestaan voor verschillende schaatsers. Dat leidt er toe dat trainers lang op zoek zijn naar de ideale individuele techniek voor een individuele schaatser."

Van der Kruk werkte in het onderzoek samen met langebaanschaatsers en shorttrackers. "We wilden eerst de onderlinge verbanden van de parameters binnen een schaatsslag bepalen door het meten en modelleren van de schaatsbeweging. Hiertoe hebben we een 3D-biomechanisch model van een schaatser ontwikkeld en zijn er nieuwe geïnstrumenteerde meetschaatsen ontwikkeld, die de afzetkrachten van de schaatser nauwkeurig kunnen meten."

klap Deze aan de TU Delft ontwikkelde geïnstrumenteerde klapschaatsen meten de afzetkrachten van de schaatsers in twee richtingen. Schaatsers plaatsen de brug met sensoren tussen hun eigen schaatsschoenen en ijzers. De data worden direct doorgestuurd naar een telefoon, tablet of smart glass, zodat er real-time kan worden teruggekoppeld.

Wachten op nieuwe sensoren

Het nauwkeurig meten van aspecten van de schaatsbeweging blijkt erg lastig. Van der Kruk: "De problemen doken op toen we met grote nauwkeurigheid (<20mm) over de gehele baan de positie en snelheid in 3D van het massazwaartepunt van de schaatser en iedere schaats wilden bepalen. Hiervoor zijn we een zoektocht aangegaan waarbij we uiteindelijk een volume van 50 meter hebben gemeten. Dit is lang niet genoeg om permanent nauwkeurige metingen op de 400-meterbaan te doen. Op dit moment is het wachten dus eigenlijk op nieuwe technologische ontwikkelingen op sensorgebied. Pas dan kunnen we de schaatsslag die de computer vindt aan schaatsers leren via real-time feedback in een bril."

"Tegelijk leverde hetgeen we wel hebben kunnen meten een bijzondere dataset op waarmee we ons computermodel konden valideren en konden bepalen welke nauwkeurigheden we zoeken in meetinstrumenten om echt iets te kunnen zeggen over de toppers."

boll De schaatsers zijn in het onderzoek volgeplakt met reflecterende bolletjes, die werden ‘gezien’ door de camera’s langs de kant. Op bovenstaand beeld worden de gemeten bolletjes weergegeven in een computeranimatie.

meet

Ze werden ook uitgerust met de meetschaatsen, versnellingsmeters, hardslagmeters, en drukzooltjes in de schoen.

Nieuwe slagen

"Ons model blijkt de schaatsbeweging erg goed te kunnen simuleren. We konden dus op zoek naar de belangrijkste parameter(s) in een slag. Vooral de stuurhoek blijkt van groot belang. Daarnaast kunnen we nu de computer allerlei slagen laten zoeken, en zo speuren naar de ideale schaatsslag voor verschillende schaatsers; denk aan verschillen in massa, beenlengte en kracht van de schaatser. Dus met het model kunnen we al optimalisaties doen die natuurkundig betere, of zelfs nieuwe schaatsslagen vinden. De volgende stap is om de optimalisaties zo aan te passen dat er alleen voor de schaatser realistische slagen gevonden worden."

Shorttrack

De kennis is ook verspreid naar de shorttrack-discipline. Zo is er in samenwerking met de KNSB, bondscoach Jeroen Otter en de Haagse Hogeschool, een draadloze geïnstrumenteerde schaats ontwikkeld die ook voor het shorttrack-schaatsen de afzetkrachten meet.

shortMet de shorttrack meetschaats zijn vier verschillende slagen te onderscheiden in het shorttrack schaatsen.