«Пловцы видят движения своих рук. Они также чувствуют, как вода скользит по их рукам, и чувствуют, как быстро они движутся вперед.
Однако большинство пловцов не очень осознают один важный фактор: как поток воды на их телах меняется », — говорит доктор Томас Херманн из Cluster of Excellence Cognitive Interaction Technology (CITEC). Исследователь звука работает над преобразованием данных в звуки, которые могут быть полезны слушателю.
Это называется ультразвуковой обработкой — процессом, при котором значения измеренных данных систематически преобразуются в слышимые звуки и шумы. «В этом проекте мы используем давление от водных потоков в качестве источника данных», — говорит Херманн, возглавляющий исследовательскую группу CITEC Ambient Intelligence. «Мы преобразуем в звук изменение давления водных потоков во время плавания — в реальном времени. Мы воспроизводим звуки для пловцов через наушники, чтобы они могли корректировать свои движения в зависимости от того, что они слышат», — объясняет Германн.В рамках этого исследовательского проекта по ультразвуковой обработке плавания доктор Германн работает вместе с доктором Бодо Унгерехтсом с факультета психологии и спортивных наук.
Как биомеханик, доктор Унгерехтс занимается тем, как люди управляют своими движениями, особенно плаванием. «Если пловец регистрирует, как изменяется давление потока, слушая его, он может лучше судить, например, о том, как он может производить больше тяги при аналогичных затратах энергии. Это дает пловцу более обширное восприятие своих движений в воде», — говорит доктор .Ungerechts. Исследователь даже испытал систему на себе. «Я был удивлен, насколько хорошо звучание и эффекты потока воды, которые я чувствовал сам, соответствовали друг другу», — говорит он.
Система интуитивно понятна и проста в использовании. «Вы сразу же начинаете играть со звуками, чтобы услышать, например, какой тональный эффект дает раздвигание пальцев или изменение положения руки», — говорит Унгерехтс. Новая система должна открыть новые возможности для тренировок спортсменов. «Используя эту систему, пловцы развивают гармонию — своего рода мелодию.
Если пловец очень быстро преодолевает круг, он может использовать запись мелодии, чтобы мысленно переосмыслить и проследить успешное выполнение этого круга. тренировки также могут помочь спортсменам успешно выступать на соревнованиях ». К этому Томас Германн добавляет: «Ухо прекрасно воспринимает ритм и его изменения. Таким образом, пловцы могут найти свой собственный ритм и использовать его, чтобы ориентироваться в воде».
Эта система включает две перчатки с тонкими концами трубок, которые служат датчиками давления и фиксируются между пальцами. Пловец носит эти перчатки во время тренировки. Трубки связаны с измерительным прибором, который в настоящее время подключается к пловцу с помощью лески во время плавания.
Измерительный прибор передает данные о давлении потока воды на ноутбук. Специальное программное обеспечение затем обрабатывает данные ультразвуком, что означает, что оно превращает информацию в звук. «Например, во время повторяющихся движений руками система может слышать повышение и понижение давления потока в виде увеличения или уменьшения тональной высоты звука», — говорит Томас Херманн.
При необходимости также можно активировать другие настройки, которые озвучивают такие функции, как симметрия или устойчивость.Звуки передаются пловцу в реальном времени через наушники. Когда пловец изменяет движение, он слышит вживую, как это меняет и звук.
С обработкой ультразвуком давления водного потока пловец теперь может практиковать ползание вперед таким образом, чтобы, например, обе руки вытесняли водные массы с одинаковой формой потока воды — для этого пловец просто должен убедиться, что он генерирует одинаковый звуковой образец с каждой рукой. Поскольку тренер также слышит звуки через динамики, он может основывать инструкции, которые он дает пловцу, не только на наблюдаемых им движениях, но также на звуках, производимых пловцом, и их ритме (например, «Двигайте руками так, чтобы тональный шаг увеличивается быстрее »).
В рамках этого проекта ультразвуковой обработки Томас Херманн и Бодо Унгерехтс работают с Даниэлем Чезарини, доктором философии, исследователем из отдела информационной инженерии Пизанского университета в Италии. Доктор Чезарини разработал измерительное устройство, которое анализирует данные о давлении водного потока.На практическом семинаре, проведенном в сентябре 2015 года, профессиональные пловцы протестировали систему и подтвердили, что она действительно помогает им оптимизировать технику плавания. Из 10 участвовавших пловцов трое квалифицируются на международные соревнования, а одна из пловцов в этом году участвует в Паралимпийских играх в Рио-де-Жанейро, Бразилия.
Семинар финансировался Кластером технологий когнитивного взаимодействия (CITEC). В дополнение к этому, команды по плаванию в PSV Eindhoven (Philips Sports Union Eindhoven) в Нидерландах тестировали новую систему в течение двух месяцев, используя ее в рамках своих технических тренировок.
Плавательный клуб ПСВ участвует в высшей лиге по плаванию в Нидерландах.«Пловцам выгодно получать немедленную обратную связь о своей форме плавания», — говорит Томас Херманн. «Люди учатся быстрее, когда получают прямую обратную связь, потому что они могут сразу же проверить, как обратная связь — в данном случае звук — меняется, когда они пробуют что-то новое».
Исследователи хотят продолжить разработку своего текущего прототипа. «Мы планируем разработать носимую систему, которую пользователь сможет использовать независимо, без посторонней помощи», — говорит Томас Херманн. В дополнение к этому, новый метод ультразвуковой обработки планируется включить в долгосрочные программы тренировок в сотрудничестве с плавательными клубами.«Улучшение техники плавания с помощью слушания» (research_tv): http://www.uni-bielefeld.de/youtube/research_tv_sonifikation"