Til hovedinnhold

Ski-eliten kvesser teknikken med sensorer på kroppen

Norsk langrennssport går vitenskapelig til verks for å analysere hvordan våre gullhåp utnytter kreftene sine når de går på ski. Sensorbasert forskning skal gi løperne verdifulle treningstips og hjelpe dem med å finne det helt perfekte skipar.
F.v.: Svein Ivar Moen, Haakan Nordbäck og Peter Blom i Madshus diskuterer egenskapene til et skisett som er laget for våt snø og varmt vær. Bildet er tatt under en skitest på Natrudstilen i fjor vår. Foto: Stefano Zatta.
F.v.: Svein Ivar Moen, Haakan Nordbäck og Peter Blom i Madshus diskuterer egenskapene til et skisett som er laget for våt snø og varmt vær. Bildet er tatt under en skitest på Natrudstilen i fjor vår. Foto: Stefano Zatta.

Derfor har noen av våre aller beste skiløpere og en gjeng supermosjonister trent med forskere i hælene i vinter.

Resultatene har gitt både idrettsforskerne og skiprodusenten Madshus ny innsikt i løpernes teknikk og skienes egenskaper:

Thomas Söderberg og Ole Martin Storlien.  Söderberg har tidligere jobbet som service mann på det norske skiskytterlandslaget. Nå har han en egen servicebedrift for sliping av ski i Sverige, samtidig som han jobber litt som konsulent for Madshus. Storlien er servicemann for Madshus i World Cup langrenn. Han er for tiden i Sør-Korea for å støtte våre løpere der borte.

Thomas Söderberg og Ole Martin Storlien i løypa på Sjusjøen. Söderberg har tidligere jobbet som servicemann på det norske skiskytterlandslaget. Storlien er servicemann for Madshus i World Cup langrenn. Han er for tiden i Sør-Korea for å støtte våre løpere der borte. Foto: Stefano Zatta.

– Det å gi utøverne tilbakemeldinger om hvor og hvorfor de vinner og taper tid er helt sentralt. Dette gir ofte aha-opplevelser for utøverne som de ikke har tenkt over, og legger føringer for prioriteringer i videre trening, sier  Øyvind Sandbakk på NTNU. Han er professor ved NTNUs Senter for Toppidrettsforskning, dedikert skiløper og leder for FOU i Olympiatoppen.

Lab i løypa

Utviklinga av sensorsystemet som nå er festet tett på skiløpernes kropper er det SINTEF som står bak. Nylig ble forskningen publisert sammen med samarbeidspartnerne ved NTNU i det vitenskapelige tidsskriftet Sports Engineering.

Utvikling av sensorer og systemer som kan kommunisere med omverdenen en av hovedaktivitetene i laboratoriene til SINTEF Digital. Her jobbes det med å gjøre dem både fintfølende, nøyaktige, trådløse og små – med å gjøre dem hardføre, og med å gjøre dem i stand til å kommunisere med omverden. For å nevne noe.

Sensormålingene fra vinterens treningsøkter på Sjusjøen er verdifulle data som både idretts-NTNU-professoren og skiprodusenten nå holder tett til brystet. De kan nemlig bli en liten gullgruve. Ferdig analysert skal målingene gi ny kunnskap om løpernes teknikk og sammenhengen mellom den og skienes egenskaper. Og forhåpentligvis sørge for at langrennsløperne til Madshus aldri noen sinne kan klage på dårlige ski.

Hekta på kroppen

Forsker og fysiker Trine M. Seeberg har fra før ledet utviklingen av en rekke sensorløsninger som har menneskekroppen som «nedslagsfelt». Her har det blitt utviklet sensorer som kan måle pasientens blodtrykk kontinuerlig, og som overvåker helsa til personer som har fysisk krevende jobber, som for eksempel røykdykkere og brannmenn.

Vil du vite mer om denne forskningen? Les:

Men denne gangen er det altså kroppene og bevegelsene til norske eliteutøvere som skal få hjelp og støtte til å yte maksimalt. I tillegg skal dataene gi Madshus verdifull info om skienes egenskaper, noe som kan bli svært nyttig når nye ski skal produseres.

Det unike med sensorsystemet, er at det kobler signalene fra flere sensormoduler som  magnetometer, gyroskop og akselerometer – i sann tid. Det gjør at alle bevegelser monitoreres nøyaktig og uten forsinkelser. Festet på kroppen og skiene til utøveren gir  dette et bilde av løperens skiteknikk ned til minste detalj –  takket være den svært nøyaktige tidssynkroniseringen.

– Den detaljerte loggingen av løpernes treningsøkter viser hvor mye de staker, hvor mye de går diagonalt – med andre ord de kan avslører hvilken delteknikk løperen er best på og se frekvensen på både arm- og beinbevegelser. Og ikke minst antall teknikkbytter sett i forbindelse med løypa det er trent i. Alt kombinert med løpernes hastighet, forklarer SINTEF-forskeren.

– Nå kan vi faktisk se hva det er som går igjen når løperne vinner de og hva som skjer under en sprint.

Men samtidig tenker forskeren å bruke teknologien i et annet prosjekt som går på helse, nemlig rehabilitering av for eksempel MS-pasienter.

– Nå får vi svært nøyaktige data på alt som skjer av bevegelse. Det kan utnyttes til mer presis veiledning når pasienter for eksempel skal trene seg friskere – eller til såkalt gamification, der folk kan trene med sensorer på kroppen og få tilbakemeldinger og motivasjon, sier Trine. Målet er å få henta inn mest mulig data, med færrest mulig sensorer.

Motsetningenes mystikk

Datasettet gir også skiprodusent Madshus verdifull kunnskap i jobben med å utvikle skiproduksjonen. For det er fremdeles sånn at det å velge et skipar er omhyllet av en slags mystikk. Det bestemmes av preferanser, erfaring og ikke minst magefølelse. Det er ingen eksakt vitenskap.

– Fordi skivalg er så følelsesstyrt ønsker vi altså å finne en metode som gir oss konkrete måleparameter. Vi mener at det enorme datasettet som nå genereres av feltforsøkene på Sjusjøen vil gjøre det mulig å koble ytelsen i skiene mot produksjonen av dem, sier utviklingssjef Bjørn Ivar Austrem i Madshus, som selv har en fortid som konkurransealpinist.

I tillegg har Austrem vært med på flere teknologiske prosjekter i samarbeid med SINTEF, blant annet med å ta i bruk RFID-teknologi som overvåker tilblivelsen av hver enkelt ski. Det gjør at skiene kommer med en nøyaktig spesifisering av skiens egenskaper – noe som igjen letter skivalget for kunden.

Vil du vite mer om RFID kan du lese denne artikkelen:

Magefølelsen får vitenskapelig konkurranse: I samarbeid med Senter for Toppidrettsforskning ved NTNU, forskere i SINTEF og vil Madshus bruke ny sensorteknologi til å komme videre med individuell skitilpassing for både eliteutøvere og skimosjonister. Her testes ulike ski på Sjusjøen i februar 2018. Foto: Stefano Zatta

 

For den unividde leser: En ski er ikke bare en ski. Den skal ha mange egenskaper og i tillegg deformeres den når vi bruker den. Det gjelder altså å eie et par ski som passer til både egen vekt, og den skiteknikken man benytter. Målet er som kjent å ha en ski som gir mest mulig gli – men også best mulig feste når det er nødvendig.

Ved hjelp av RFID-teknologien får hver ski utdelt et slags fingeravtrykk som sier noe om skiparets egenskaper.

Men for de aller beste løperne kan det være nyttig å ha enda mer hjelp fra skien enn et slikt «fingeravtrykk». Fordi samspillet mellom den enkelte løpers skiteknikk og skienes egenskaper også har så stor betydning, springer altså Madshusteamet rundt på Sjusjøen med seks ulike sensorer festet til brystkasse, armer og bein, og en minidatamaskin i hoftebeltet.

Om prosjektet:

Prosjekttittel: Unike skiopplevelser basert på intelligente ski og smart fabrikk

Deltakere: SINTEF, NTNU og Madshus.

Finansiering: Forskningsrådet

Prosjektvarighet: 01.04.2015 - 30.09.2018

Prosjektnummer: 245622/O30

Sensorforskningen har nylig fått finansiering til å videreføre arbeidet i det fire årige prosjeket AutoActive i samarbeid med NTNU, Olympiatoppen, UOS og UiO, med mål om å bruke sensorer til å måle menneskelig ytelse i både idrett og helserelaterte sammenhenger. Også dette prosjektet finansieres av Forskningsrådet.

 

Teknologisk og etisk?

Professoren ved Toppidrettssenteret på NTNU, Øyvind Sandbakk, er også tungt involvert i prosjektet. Han har over 10 års erfaring med forskning på toppidrettsutøvere. Nå skal han og kollegene på NTNU bruke kunnskapen i prosjektet til å utvikle metoder som kan måle løpernes framgang.

– Det unike nå er at vi kan måle løpernes teknikk i alle delteknikker utendørs, og vurdere dette opp mot det vi vet om deres fysiologi.

– Dette gir oss verdifull kunnskap, vi kan rett og slett se hvordan riktig valg av ski eller bedre teknikk kan gi løperne bedre resultater, sier professoren.

– Er det ikke litt juks at idretten nå blir så teknologisk?

– Det er jo viktig å holde seg innenfor regelverket og samtidig gjøre etiske betraktninger kontinuerlig på slik utvikling. Jeg mener at det gjør at vi klarer å navigere riktig i jakta på bedre prestasjoner, svarer Sandbakk.

– Hvordan skal dere bruke resultatene i praksis?

– Nå får vi veldig nøyaktige data som gjør det mulig å se ørsmå forskjeller i løpenes prestasjoner. Dersom vi ser at utøveren taper tid i et bestemt type terreng, eller en bestemt delteknikk, vil vi prioritere å trene på det som er det svake punkt i neste periode, svarer idrettsprofessoren.

Bærer prosjektet resultater, kan altså våre norske langrennsløpere konkurrere med både superski og superteknikk om kun kort tid. Herved er alle konkurrenter advart. 

Publisert 15. februar 2018
av Christina Benjaminsen for Gemini.no
Seniorforsker/dr.gradsstipendiat