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April 2022

GPS-TECHNOLOGIE IM PROFISPORT

Die Technologie des Global Positioning System wird seit einiger Zeit im Profisport eingesetzt, sowohl beim Training als auch bei Wettkämpfen. Durch den Einsatz von EPTS-Geräten (Electronic Performance and Tracking System) können die Mannschaften die Bewegungen der Spieler auf dem Spielfeld verfolgen und große Mengen an Daten über ihre Leistung sammeln, z. B. ihre Laufgeschwindigkeit, die zurückgelegte Strecke, ihre Position auf dem Spielfeld, ihre Herzfrequenz und ihre Körperleistung.

Diese “tragbaren” Geräte und die von ihnen gesammelten Daten sind vielseitig einsetzbar, vor allem zur Vorbeugung von Verletzungen. Indem sie die Sprints und die zurückgelegte Strecke eines Spielers verfolgen, können die Trainer feststellen, ob der Spieler für das nächste Spiel fit ist oder eine Pause gebrauchen könnte. Laut Taylor von iSportAnalysis (2017) haben Studien gezeigt, dass Athleten, die mehr trainieren als im Durchschnitt der Saison, zu mehr Verletzungen neigen. Eine Erhöhung der Trainings- und Spielintensität ohne angemessene Erholung kann zu einem Anstieg der Verletzungsrate führen. Trainer können nun Verletzungen von Spielern vorhersagen und verhindern, indem sie diese Muster anhand der GPS-Metriken überwachen und die richtigen Entscheidungen treffen, indem sie wissen, ob ihre Spieler zu viel trainieren, ob sie eine Pause brauchen oder ob sie in Topform sind.

GPS wird jedoch nicht nur eingesetzt, um die Gesundheit und Fitness eines Spielers zu überwachen. Der Wert der mit diesen EPTS-Geräten gesammelten Daten geht darüber hinaus. Diese Daten können auch die Position eines Spielers auf dem Spielfeld abbilden, um die am häufigsten bespielten Plätze zu ermitteln und Aufschluss darüber zu geben, wie gut die verschiedenen Bereiche genutzt wurden. Dies kann dann eine wertvolle Informationsquelle für die Anpassung des Trainings und der Entwicklung bestimmter Spieler an ihre physischen und taktischen Bedürfnisse sein.

Die Art der von den GPS-Trackern erfassten Daten kann je nach Anbieter und den Bedürfnissen des Teams, das die Daten nutzt, stark variieren. Wie in den meisten Bereichen der Leistungsanalyse müssen die von GPS erfassten Daten im Kontext der Sportart, des Sportlers oder der Situation angemessen genutzt und analysiert werden. Ein isolierter Datenpunkt kann, wenn überhaupt, nur sehr wenig Aufschluss über das tatsächliche Geschehen geben. Aus diesem Grund müssen bei der Verwendung von GPS-Messdaten mehrere Variablen kombiniert werden, um ein vollständiges Bild zu erhalten. So können beispielsweise zwei Sportler die gleiche Strecke mit der gleichen Durchschnittsgeschwindigkeit laufen, aber ein Blick auf die Herzfrequenz oder die Geschwindigkeitsintervalle kann einen genaueren Einblick in ihre Fitness und die Höhe der Belastung geben, die jeder Körper auf sich nimmt, um dieses Ergebnis zu erzielen. Die am häufigsten erfassten Datenpunkte sind:

Zurückgelegte Gesamtstrecke

Durchschnittliche Laufgeschwindigkeit

Gesamtlaufstrecke (hohes Tempo)

Gesamte Sprintdistanz (Sprinten bei voller Geschwindigkeit)

Durchschnittliche Beschleunigungszeit

Durchschnittliche Verzögerungszeit

Herzfrequenz (zur Ermittlung des Arbeitstempos des Sportlers)

Positionierung auf dem Spielfeld

Zeit des Spiels mit hoher Intensität

Zeit des Spiels mit niedriger Intensität

In der Vergangenheit war die Anschaffung dieser Technologie für die meisten Teams, selbst auf professioneller Ebene, unerschwinglich. Mit dem technologischen Fortschritt werden diese Geräte jedoch immer preiswerter, so dass immer mehr Mannschaften sie für ihre Trainingseinheiten und die Entwicklung ihrer Spieler einsetzen können. Einige Vereine der unteren Ligen leihen sich die Technologie sogar von den Anbietern aus und nutzen die gesammelten Daten kostenlos für Forschung und Entwicklung zur Verbesserung ihrer Produkte.

Diese tragbaren Geräte werden in der Regel am Oberkörper der Athleten angebracht. Sie bestehen aus verschiedenen Sensoren, die verschiedene Arten von Metriken erfassen und die Speicherung und Übertragung der Daten an einen gemeinsamen Datenspeicher ermöglichen. Laut SimpliFaster (2017) gibt es vier Arten von Sensoren, die heute in Player Tracking-Geräten verwendet werden: ein Beschleunigungsmesser, ein Gyro, ein Magnetometer und ein GPS-Modul. Jeder Sensor hat eine einzigartige Funktion, die die Rolle der anderen Sensoren ergänzt. So misst beispielsweise ein Beschleunigungsmesser die Veränderungen der wahrgenommenen Kräfte, während ein Kreisel die Daten des Beschleunigungsmessers mithilfe der Erdanziehung in eine bestimmte Richtung umsetzt. In ähnlicher Weise nutzt das Magnetometer das Magnetfeld der Erde, um den Daten des Beschleunigungsmessers ebenfalls eine Richtung zu geben. Darüber hinaus vervollständigt das GPS-Modul die Daten mit Informationen zur Satellitenpositionierung.

Allerdings hat sich kein modernes Ortungsgerät als 100 % genau und zuverlässig erwiesen. Ein Beispiel dafür ist, dass diesen Torso-Geräten wichtige Informationen über den Schwerpunkt jedes Sportlers fehlen können. Außerdem sind die erfassten Daten aufgrund der begrenzten GPS-Genauigkeit heutzutage oft eher Richtwerte als Fakten. Die technologischen Fortschritte werden in den kommenden Jahren zu einer Verbesserung dieser Geräte und ihrer Zuverlässigkeit führen. Nicht nur durch die Verlängerung der Batterielebensdauer oder die Verringerung der Größe der tragbaren Geräte, sondern auch durch die Entwicklung von Sensoren und Datenerfassungstechnologien wird die Zukunft der GPS-Ortung im Sport bestimmt. Beispielsweise werden derzeit Fußsensoren erforscht, die sehr viel genauere Informationen über die Kräfte und die Schwerkraft eines jeden Sportlers liefern können.

Verwendung von GPS-fähigen Mobiltelefonen zur Verfolgung des Reiseverhaltens von Heranwachsenden

Hintergrund

Es gibt nur wenige Instrumente zur direkten Messung des mikrosozialen und physischen Umfelds von Jugendlichen in Situationen, in denen eine teilnehmende Beobachtung nicht praktikabel oder ethisch vertretbar ist. Die Messung dieser Umgebungen ist jedoch wichtig, da sie in erheblichem Maße mit dem Gesundheitsrisiko von Jugendlichen in Verbindung stehen. So findet gesundheitsrelevantes Verhalten wie das Rauchen von Zigaretten häufig an bestimmten Orten statt, an denen das Rauchen relativ heimlich möglich ist.

Ergebnisse

Wir untersuchten die Durchführbarkeit der Verwendung von GPS-fähigen Mobiltelefonen, um das Reiseverhalten von Jugendlichen zu verfolgen und tägliche Tagebuchdaten zu sammeln. Wir nahmen 15 jugendliche Frauen aus einer Klinik auf und baten sie, die Handys eine Woche lang zu tragen. Wir fanden heraus, dass diese Handys die Standorte der Teilnehmerinnen genau und zuverlässig verfolgen und Tagebuchinformationen über das Verhalten der Jugendlichen aufzeichnen können. Die Teilnehmerinnen hatten variable Wege, die über ihre unmittelbare Umgebung hinausgingen, und bestritten, dass die GPS-Ortung ihre Aktivitäten beeinflusste.

Schlussfolgerung

GPS-fähige Mobiltelefone bieten eine praktikable und in vielerlei Hinsicht ideale Möglichkeit zur Überwachung des Standorts und der Bewegungsmuster von Jugendlichen. Darüber hinaus ermöglichen Mobiltelefone eine raum- und zeitspezifische Interaktion, Befragung und Intervention, die sowohl die Forschung als auch die Gesundheitsförderung über den klinischen Rahmen hinaus erheblich erweitern. Zukünftige Studien können GPS-fähige Mobiltelefone einsetzen, um die Umgebung von Jugendlichen besser zu verstehen, wie sie mit gesundheitsgefährdenden Verhaltensweisen zusammenhängt, und vielleicht eingreifen, um das Gesundheitsverhalten zu ändern.

Hintergrund

Riskantes Gesundheitsverhalten trägt erheblich zur Sterblichkeit im Erwachsenenalter bei. Viele dieser Verhaltensweisen werden im Jugendalter entwickelt und sind vermeidbar. Zahlreiche Studien haben gezeigt, dass Risikoverhaltensweisen mit dem Kontext der Nachbarschaft zusammenhängen, doch diese Studien stützen sich ausschließlich auf die Wohnadresse, um den Kontext zu definieren. Dies kann die kontextuelle Exposition falsch beschreiben, da Jugendliche oft mehr als die Hälfte ihrer Zeit außerhalb ihres Zuhauses verbringen. Nur wenige Studien geben an, wo sich die Jugendlichen außerhalb ihres Zuhauses und der Schule aufhalten. Darüber hinaus kann ein Volkszählungsgebiet, eine Blockgruppe oder ein anderes willkürliches geografisches Gebiet, das eine Wohnadresse umgibt, nicht genau charakterisieren, wo eine Person lebt, sich bewegt und mit anderen interagiert. Um Maßnahmen und Interventionen zur Förderung eines gesunden Umfelds zu entwickeln, müssen wir verstehen, wo sich Jugendliche aufhalten.

Mit den Ortungsfunktionen von GPS-Geräten (Global Positioning System) können wir detailliertere Informationen über die Reisen von Jugendlichen sammeln. Darüber hinaus ermöglichen GPS-fähige Geräte wie Mobiltelefone eine Kontaktaufnahme mit den Studienteilnehmern in mehrfacher Hinsicht: Überwachung der Studientreue, Behebung von Problemen mit dem Gerät oder der Datenerfassung und Sammlung zusätzlicher Informationen über gesundheitsgefährdende Verhaltensweisen. Dies ist eine einzigartige Anwendung von GPS-fähigen Mobiltelefonen, die mehrere wichtige Einschränkungen in der Forschung zu kontextbezogenen Gesundheitsfaktoren behebt. In einer Bevölkerung, in der es oft schwierig ist, genaue und zuverlässige Informationen über Verhaltensweisen zu ermitteln, bietet GPS eine zeitnahe, objektive und potenziell akzeptablere Methode zur Bewertung der kontextuellen Belastung.

Die GPS-Technologie wurde in einer Vielzahl von Anwendungen zur Messung von Expositionen oder Aktivitäten eingesetzt. Die GPS-Technologie hat den Umfang von Raum-Zeit-Analysen erheblich erweitert, da sie nicht nur die Aufzeichnung von Ausgangs- und Zielorten von Reisen, sondern auch von zurückgelegten Strecken ermöglicht. Traditionell wurde die GPS-Technologie für Geschäfts- und Freizeitanwendungen eingesetzt: z. B. zur Steuerung von Landmaschinen bei der Ausbringung von Pflanzen und Pestiziden, zum Coaching von Hochleistungssportlern und zum Einsatz von Jägern für den U.S. Forest Service. In jüngerer Zeit hat sich die GPS-Technologie bei der Untersuchung des menschlichen Verhaltens als vielversprechend erwiesen: z. B. bei der Lexington Area Travel Study und der Oklahoma Urban Air Toxics Study. In der Lexington Area Travel Study, die Ende der 1990er Jahre durchgeführt wurde, wurden die Daten von mehr als 200 Autofahrern gesammelt, deren Bewegungen über einen Zeitraum von sechs Tagen aufgezeichnet wurden. Sie demonstrierte die Zuverlässigkeit der GPS-Technologie und die Möglichkeit der Visualisierung und Modellierung in einem 3-D-GIS. Dies führte zur Entdeckung signifikanter Unterschiede im Fahrverhalten je nach Geschlecht und wirtschaftlichem Status der Teilnehmer. Die Daten zu den individuellen Raum-Zeit-Aktivitätsmustern wurden zur Untersuchung und Modellierung von Unterschieden bei der Erreichbarkeit einer Reihe von Einrichtungen wie Parks und Geschäften genutzt, wobei realistische Straßennetzinformationen im GIS verwendet wurden. Dank verbesserter Technologien, die zu kleineren GPS-Geräten führen, erforschen Forscher verschiedene Anwendungen im Bereich der öffentlichen Gesundheit, darunter die Untersuchung der körperlichen Aktivität von Kindern und der Pestizidbelastung von Wanderarbeitern in der Landwirtschaft.