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Virtueller Weltallflug fuer eine starke Wirbelsaeule

09.11.2006
Der "Taurus Necktrainer" ist ein Force-Feedback-System zum Training der Halswirbelsaeulenmuskulatur, das Technologien aus dem Bereich Virtuelle Realitaet einsetzt.

Das weltweit einzigartige System wurde von Dr. Ulrich Bockholt, Wissenschaftler am Fraunhofer-Institut fuer Graphische Datenverarbeitung IGD, und Alexander Rettig in Zusammenarbeit mit Dr. Michael Kramer von der Uniklinik Ulm entwickelt. Die zukunftstraechtige Entwicklung wurde nun beim "Gruenderwettbewerb MultiMedia" des Bundesministeriums fuer Wirtschaft und Technologie ausgezeichnet und mit 25.000 Euro Startkapital belohnt.

Seit Jahren ist der Gesundheits- und Fitnessmarkt auf staendigem Wachstumskurs. Das Wirbelsaeulentraining ist dabei einer der am staerksten wachsenden Bereiche. So sind Geraete zum Training der Lendenwirbelsaeule bereits Standard in den meisten Fitnessstudios. Anders sieht es aus bei Trainingsgeraeten zur Kraeftigung der Halswirbelsaeulenmuskulatur. Hier gibt es nur wenige Geraete am Markt. Das Training erfolgt meist durch professionelle Physiotherapeuten, was sehr personal- und damit kostenintensiv ist. Dabei spielen Trainingssysteme fuer den Halswirbelsaeulenbereich aus medizinischer und gesundheitsoekonomischer Sicht eine genauso grosse Rolle wie das Lendenwirbelsaeulentraining.

Dr. Ulrich Bockholt vom Fraunhofer-Institut fuer Graphische Datenverarbeitung IGD, Dr. Michael Kramer von der Uniklinik Ulm und Alexander Rettig fuellen mit ihrer Entwicklung, dem Taurus Necktrainer, diese Luecke. Ihr Trainingssystem ermoeglicht ein gezieltes, effizientes und selbststaendiges Trainieren der Halswirbelsaeulenmuskulatur.

Der Trainierende wird mit Hilfe eines Datenhelms in eine virtuelle Welt entfuehrt, in der sein Sichtfeld eingeschraenkt ist. So kann der Nutzer die virtuelle Welt nur durch seine Kopfbewegungen, nicht aber durch blosse Augenbewegung, betrachten. Ueber den Datenhelm werden Kraefte auf den Kopf des Benutzers uebertragen. Dabei dosiert der Taurus Necktrainer die Kraefte, die auf den Nutzer uebertragen werden sehr genau. Andererseits misst das System auch die muskulaeren Kraefte, die durch die Kopfbewegung des Nutzers entstehen. "Diese Rueckkopplung ist wichtig, um das Krafttraining richtig zu dosieren und den erzielten Kraftaufbau zu messen. Die Kombination von Virtueller Realitaet, einer wirklich gezielten Einwirkung von Kraeften auf den Kopf des Nutzers und einer Rueckkopplung, die zeigt wie stark die Kraefte sind, die vom Trainierenden ausgehen, ist weltweit einzigartig. Nicht zu vergessen, dass das Eintauchen in die Virtuelle Welt den Nutzern Spass bringt und sie so zum Trainieren ermuntert", erklaert Ulrich Bockholt die Vorteile des Taurus Necktrainers.

Bislang wurden zwei Szenarien entwickelt: Beim Szenario "Virtuelles Weltall" verfolgt der Nutzer mit seinem Blick den Flug der Erde durch das Weltall. Dieser Flug stimuliert Kopfbewegungen in Rotations- und Flexionsrichtungen, die den gesamten physiologischen Bewegungsraum ausnutzen. Beim Szenario "Formel-1-Spiel" soll der Fahrer den Kopf moeglichst gerade halten und die Strasse im Blick behalten, waehrend seitliche Kraefte auf den Helm und damit die Halswirbelsaeulenmuskulatur einwirken.

Eine komparative Studie an der Universitaetsklinik Ulm zeigte die Wirksamkeit des Systems. "Im Vergleich zum herkoemmlichen Training mit dem Theraband durch einen Physiotherapeuten und im Vergleich zum Training ohne ein kontrollierendes Force-Feedback-System konnten wir bei den Probanden, die den Taurus Necktrainer nutzten einen hoeheren Kraftzuwachs, eine staerkere Vergroesserung des Muskelvolumens und eine deutliche Verbesserung der sogenannten dynamischen Propriorezeption, das heisst der Wahrnehmung des eigenen Koerpers und seiner Bewegungen, beobachten", beschreibt Bockholt die Trainingserfolge durch den Taurus Necktrainer.

Bereits drei Patente wurden fuer das System angemeldet. Nun geht es an die Weiterentwicklung vom Prototyp zum Produkt. Ausserdem muss das Geraet noch TUEV-zertifiziert, ein Service- und Sicherheitskonzept erarbeitet sowie eine Vertriebsstruktur aufgebaut werden. "All diese weiterfuehrenden Arbeiten sowie die Vermarktung des Systems werden wir mit unserem neu gegruendeten Unternehmen, der Taurus Necktrainer GmbH, uebernehmen. In etwa einem Jahr werden wir den Taurus Necktrainer dann auf den Markt bringen", so Bockholt. Erste erfolgversprechende Gespraeche mit potenziellen Kunden haben die drei Gruender bereits gefuehrt. In erster Linie interessieren sich grosse Fitness- und Gesundheitszentren dafuer, aber auch Kooperationen mit Herstellern traditioneller Trainingsgeraete sind durchaus denkbar. Fuer die Zukunft koennten sogar Anwendungen fuer das Training der Formel 1 umgesetzt werden.

Dass das System Zukunftspotenzial hat, zeigt auch die Auszeichnung durch das BMWi. "Durch diese Auszeichnung wurde uns nochmals bestaetigt, dass wir auf dem richtigen Weg sind. Ausserdem bieten die 25.000 Euro Startgeld und das Coaching-Programm handfeste Unterstuetzung in der manchmal schwierigen Startphase", freut sich Bockholt.

Weitere Informationen zum Taurus Necktrainer und der Taurus Necktrainer GmbH erhalten Sie bei:

Dr.-Ing. Ulrich Bockholt
Fraunhofer-Institut fuer Graphische Datenverarbeitung
Fraunhoferstrasse 5
64283 Darmstadt
Telefon: 06151/155-277
E-Mail: Ulrich.Bockholt@igd.fraunhofer.de
Kurzprofil INI-GraphicsNet
Das internationale Netzwerk der Graphischen Datenverarbeitung (INI-GraphicsNet) besteht aus dem Fraunhofer-Institut fuer Graphische Datenverarbeitung IGD, dem Zentrum fuer Graphische Datenverarbeitung ZGDV e.V., beide in Darmstadt und Rostock, und dem Fachgebiet Graphisch-Interaktive Systeme (GRIS) der Technischen Universitaet Darmstadt sowie weiteren acht Institutionen in sechs Laendern: dem Centre for Advanced Media Technology (CAMTech), dem Centre for Graphics and Media Technology (CGMT), beide in Singapur, dem Centro de Computação Gráfica (CCG) in Guimarães und Coimbra (Portugal), The IMEDIA Academy und IMEDIA, Inc. in Providence, Rhode Island (USA), den Omaha Graphics and Media Laboratories (OGM Labs) in Nebraska (USA), dem Centre for Visual Interaction and Communication Technologies (VICOMTech) in San Sebastian (Spanien), dem Institute for Graphic Interfaces (IGI) in Seoul (Sued-Korea) und dem Center for Advanced Computer Graphics Technologies (GraphiTech) in Trento (Italien).

Diese Institutionen bilden das weltweit groesste und leistungsfaehigste Forschungs-Netzwerk der Graphischen Datenverarbeitung. Ihre Kernkompetenz ist die Visualisierung und interaktive Verarbeitung von Daten, Informationen und Wissen. Sie erforschen und entwickeln neue Interaktions- und Dialogformen fuer digitale Medien und realisieren innovative Systeme zur Kommunikation und graphisch-interaktiven Kooperation ueber Rechnernetzwerke. Innerhalb des Forschungsverbundes sind an den zehn Standorten ueber 300 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter sowie mehr als 500 wissenschaftliche Hilfskraefte beschaeftigt. Der Etat betrug 2005 ueber 38 Millionen Euro.

Bernad Lukacin | idw
Weitere Informationen:
http://www.igd.fraunhofer.de
http://www.inigraphics.net

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