Brustgurte, Pulsuhren, Fitness-Apps oder Schrittzähler. Technische Unterstützung gibt es für jeden, der sich bewegen und in Form bringen will. In der Regel werden dabei allerdings lediglich Puls und Strecke mit den individuellen Personendaten der Sportler korreliert. Eine kontinuierliche EKG-Kurve lässt sich ebenso wenig ableiten wie eine detaillierte Bewegungsanalyse. Auch der Komfort bleibt meist auf der Strecke. Mit dem FitnessSHIRT des Fraunhofer IIS dürfte sich das jetzt ändern. Bereits im Herbst will ein Start-up mit einem marktreifen Produkt durchstarten.

Wachstumsraten von über zehn Prozent. Dem Markt für Hightech-Textilien sagen Experten eine zukunftsträchtige Entwicklung voraus. Und das aus gutem Grund, denn die schlauen Stoffe haben viele Gesichter. Bei der Altenpflege registrieren Teppiche mit Drucksensoren, wenn der Bewohner stürzt und alarmieren Hilfskräfte. In Häuserfassaden sorgen textile Funktionsmembranen für optimale Wärmedämmung. Auch in der Automobilbranche sollen die smarten Stoffe künftig dabei helfen, Fahrzeuge leichter zu machen, Cabrios vor Diebstählen zu schützen und über Lichtapplikationen für ein angenehmes Ambiente zu sorgen. »Grundlegend zukunftsweisend ist aber mit Sicherheit der Bereich intelligenter Kleidung, die im Fitness oder Gesundheitsbereich eingesetzt wird«, erklärt Matthias Struck, Gruppenleiter am Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS. Und zwar sowohl in Hinsicht auf die gesellschaftliche Bedeutung als auch auf die zu erwartende Marktentwicklung.

Nicht ohne Grund haben beim Fraunhofer IIS deshalb Forschungen am »FitnessSHIRT« Priorität. Das Grundprinzip ist dabei vergleichsweise einfach: Ein Sporttextil erfasst über eingearbeitete, leitfähige Gewebebereiche die elektrische Aktivität des Herzmuskels. Die abgeleiteten Signale werden aufbereitet, algorithmisch ausgewertet und verwertet. Die ermittelten Daten können dann zur Motivationssteigung von Freizeitsportlern, der individuellen Anpassung des Trainingsplans bei Spitzensportlern oder der Gesundheitsvorsorge durch Langzeit-»Beobachtung« genutzt werden. Für Senioren oder Reha-Patienten eignet sich der »Fitnessbegleiter«, eine weitere Sensorikentwicklung des Fraunhofer IIS: Dabei sind Sensoren zur Erfassung und Auswertung von Bewegungen in eine Jacke eingearbeitet, so dass der Nutzer bei Gymnastikübungen Rückmeldung zu seinen Übungen erhält und diese verbessern kann. Von der Sensorjacke werden die Daten drahtlos an ein Smartphone oder PDA zur weiteren Anzeige übertragen. Wird zusätzlich auch das FitnessSHIRT eingesetzt, können auch die Vitaldaten überwacht werden.

Die Hardware des Shirts ist dabei quasi unsichtbar und ›unspürbar‹: Die textilen Elektroden sind in den Trikotstoff eingearbeitet. Der Stoff sollte eng anliegen. Dies allerdings ist im Sport ohnehin sinnvoll, um die Atmungsaktivität der Kleidung optimal zu nutzen. Ein elastisches Band um den Oberkörper nimmt die Bewegungen des Brustkorbs beim Atmen auf. Und eine abnehmbare, mit Druckknöpfen befestigte Elektronikeinheit digitalisiert die Rohdaten und berechnet anhand von Algorithmen Kennwerte wie Puls oder Atemfrequenz. Die Daten werden dann per Funk an ein Smartphone oder wahlweise an einen PC übertragen, der sie speichert und weiter auswertet. Diese Parameter bilden dann die Grundlage, um Vitalfunktionen wie Stress, Leistungsfähigkeit, Anspannung oder Entspannung zu beurteilen und ein Sport-Programm zu entwickeln, mit dem die Fitness-Werte kontinuierlich und ohne Überlastung verbessert werden können.

Für Sportler hat das Shirt zwei entscheidende Vorteile: »Zum einen trägt es sich deutlich komfortabler als beispielsweise ein Brustgurt. Und zum anderen liefern die integrierten Sensoren detailliertere Informationen«, sagt Struck. Denn neben Modulen zur Erfassung von Puls und Atmung sind auch Beschleunigungssensoren integriert, die den Gang oder Lauf des Anwenders erfassen und eine genaue Auswertung der Bewegungen ermöglichen. »Ist der Puls beispielsweise hoch, während die Atemfrequenz und die Bewegungsaktivität niedrig sind, könnte dies ein Hinweis auf mögliche Herzprobleme sein«, erklärt Struck.

Mittlerweile hat die Entwicklung des FitnessSHIRT ihre Marktreife erreicht. Auch ein Investor ist bereits gefunden. Die ambiotex GmbH, ein Start-up, will ein entsprechendes Shirt ab Oktober in den Handel bringen.  Die Forscher am IIS aber werden das Projekt ihrerseits weiterverfolgen, um weitere Grundlagen für die Marktreife von weiteren Sensoren, zugehörigen Apps und anderen Auswertungstools zu entwickeln. (aku)

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