Der Trägheit auf der Spur
Drahtloses Messsystem erfasst Bewegungsabläufe
Ein ausgefeiltes und doch einfach zu bedienendes drahtloses System zur Messung von Bewegung soll in Reha-Anwendungen oder beim Sport helfen, Bewegungsabläufe zu erfassen und zu analysieren.
Hersteller benutzen häufig Drehraten- oder Gyrosensoren (erfassen die Drehwinkeländerung pro Zeiteinheit bezüglich einer Referenzachse), Beschleunigungssensoren (messen die Geschwindigkeitsänderung pro Zeiteinheit in einer Raumachsrichtung) und ähnliche Bewegungssensoren in Digitalkameras und anderen elektronischen Geräten. Um solche Sensoren effektiv nutzen zu können, sind jedoch anspruchsvolle Berechnungen sowie eine sehr spezielle Kenntnis der Applikation nötig.
Aus diesem Grund haben viele Hersteller bisher vom Einsatz hochgenauer Sensoren in Bereichen wie Sport oder Rehabilitation abgesehen - trotz möglicher Vorteile solcher Bauteile. Bei dem jetzt von Epson vorgestellten »M-Tracer« (Abkürzung für »Motion Tracer«) handelt es sich um ein eigenständiges System, das eine sehr genaue und stabile Einheit zur Trägheitsmessung (Inertial Measurement Unit, IMU) mit einer analytischen 3D-Analysesoftware kombiniert, welche die von der IMU aufgenommenen kinetischen Bewegungsdaten auswertet.
Im Detail besteht die IMU aus drei Drehratensensoren und drei Beschleunigungssensoren, die jeweils senkrecht zueinander montiert sind. Solche Sensoreinheiten kommen in erster Linie zum Einsatz, um das Verhalten beweglicher Objekte zu messen und zu kontrollieren. Als Basis für das Design sehr genauer, stabiler und kompakter IMU-Produkte nutzt Epson die proprietären, im Haus entwickelten »QMEMS«-Quarz-Drehratensensoren.
An einem Menschen angebracht, kann die Technik dessen Bewegungsabläufe beim Sport oder anderen Aktivitäten messen und analysieren. Zudem eignet sie sich laut Hersteller auch, um Bewegungen im industriellen Bereich zu messen und auszuwerten. Epson plant die Auslieferung der ersten Muster Anfang 2012. »Wir entwickeln das drahtlose Bewegungsmesssystem M-Tracer, damit ein breites Kundenspektrum die Vorteile solcher Sensoren nutzen kann,« sagt Ryuhei Miyagawa, stellvertretender Geschäftsführer von Epsons Microdevices Operations Division.
»Bewegungsmesssysteme können im Sporttraining eingesetzt werden, um zum Beispiel zuverlässige Daten aufzunehmen, quantitative Analysen durchzuführen und um physikalische Größen und auffällige Bewegungsmuster zu erfassen. Athleten können ihre Bewegungseffizienz steigern, indem sie die intuitive Visualisierung ihrer Haltung, ihres Bewegungsablaufes und anderer Faktoren beobachten.«
Epson entwickelt den M-Tracer und seine Anwendungen in Zusammenarbeit mit »Associate Professor« Yuji Ohgi und »Project Associate Professor« Ken Ota des Keio-Forschungsinstituts am »Shonan-Fujisawa Campus« (SFC), einem japanischen Labor für Forschung auf dem Gebiet der Sportbiomechanik.
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