DE102012019859B4 - System und Verfahren zur mobilen Datenverarbeitung sowie Voreinstellung der Trainingsgeräte im Fitnessbereich und bei der medizinischen Rehabitation - Google Patents

System und Verfahren zur mobilen Datenverarbeitung sowie Voreinstellung der Trainingsgeräte im Fitnessbereich und bei der medizinischen Rehabitation Download PDF

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Abstract

System zur mobilen Datenerfassung, -übertragung und -auswertung sowie Voreinstellungen der Trainingsbaugruppen in Vorbereitung und/oder nach dem Fitnesstraining oder einer medizinischen Rehabilitation, bei dem die in das System eingebundenen Trainingsgeräte durch Voreinstellbaugruppen eingestellt und die Übungsbewegungen der Trainierenden durch funktechnische Sensoreinheiten erfasst, mobilfunktechnisch übertragen und angezeigt werden, dadurch gekennzeichnet, dass in das mobile System eine mobile Computereinrichtung eingebunden ist, die zumindest dazu dient, a) zwecks paralleler Erfassung der Übungsbewegungen der Trainierenden und der Bewegungen der Trainingsgeräte (2) durch Erfassung der Werte von den Trainierenden und den Trainingsgeräten (2) zugeordneten Sensoreinheiten (3) und anschließend erfolgender softwaregestützter Auswertung der Werte sowie b) zwecks den jeweiligen ermittelten Auswertungsergebnissen die Einstellungen der Geräteparameter an vorgegebene Werte einstellende mit den Voreinstellbaugruppen (4) der Trainingsgeräte (2), eine wechselseitige funktechnische Datenkommunikation durchführt und mittels dieser die dafür erforderlichen funktechnischen Steuerungen der Voreinstellbaugruppen (4) vornimmt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein System zur mobilen Datenverarbeitung, insbesondere zur mobilen Datenerfassung, -übertragung und -auswertung, während und/oder in Vorbereitung des Fitnesstrainings oder der medizinischen Rehabilitation. Weiterhin umfasst das System auch die Steuerung der Voreinstellung der Geräteparameter auf der Grundlage der Auswertungsergebnisse. Bekannt sind Verfahren zur Erfassung, Auswertung und Anzeige von Trainingsdaten an Fitnessgeräten mit denen der zeitliche und quantitative Verlauf der während des Trainingsvorganges erfassten Daten ausgewertet und auf einem Datenträger abgespeichert wird. So wird ein derartiges Verfahren und eine zur Durchführung des Verfahrens dienende Einrichtung in der DE 10 2004 058 563 A1 beschrieben. Nach diesem Verfahren wird die Ermittlung des zeitlichen Ablaufes der Trainingsübungen, die dabei von den Gewichtsplatten des Trainingsgerätes zurückgelegte Wegstrecke, die Bewegungsrichtung und die Geschwindigkeit des Hebevorganges durch eine berührungslose Erfassung und Auswertung von durch Sensoren erzeugten Signalen vorgenommen. Die Sensoren sind dabei als Sende- und/oder Reflexionsbaugruppen ausgebildet, die an den Gewichtsplatten angeordnet sind. Neben der Datenverarbeitung wird zudem die hervorgerufene Bewegungsenergie der Gewichtsplatten in elektrische Energie umgewandelt und gespeichert. Nachteilig an dieser Lösung ist jedoch die fehlende dreidimensionale Erfassung der Bewegungsabläufe während der körperlichen Übungen und die Eingrenzung des Anwendungsgebietes der Lösung auf die erforderliche physische Verbindung der Einrichtung mit den Gewichtsplatten der Trainingsgeräte. Weiterhin bekannt ist nach der DE 10 2008 018 167 A1 ein System und Verfahren zur Förderung der Fitness und zur medizinischen Rehabilitation, das wenigstens ein Trainingsgerät mit wenigstens einem Aktor aufweist. Der Aktor ist derart ausgebildet, dass er das Trainingsgerät für den Trainierenden automatisiert voreinstellt. Dazu werden mittels einer Vorrichtung, vorzugsweise einem Bodyscanner die Körpermaße und/oder Körpergeometrie-Daten des Trainierenden automatisiert erfasst. Das Trainingsgerät und die Vorrichtung zur Erfassung von Körpermaßen und/oder Körpergeometrie-Daten sind vorzugsweise mit einem Server in einem lokalen Netzwerk integriert. Der Server ermittelt ausgehend von den Körpermaßen und/oder Körpergeometrie-Daten des Trainierenden die vorzunehmenden Voreinstellungen für das Trainingsgerät und steuert dieses entsprechend an. Alternativ können die erfassten Körpermaße und/oder Körpergeometrie-Daten auf einem Datenträger, vorzugsweise einer Chipkarte des Trainierenden gespeichert werden. Der Trainierende führt die Chipkarte mit sich und gibt diese an dem jeweiligen Trainingsgerät in einen entsprechenden Datenträgerleser ein, woraufhin sich das Trainingsgerät auf die personenbezogenen Einstellungen einstellt. Bei einer weiteren Ausführungsform kommt ein RFID-Tag zur Anwendung mit dem sich der Trainierende an dem Trainingsgerät identifiziert. Mittels eines am Trainingsgerät angebrachten RFID-Reader werden die für den Trainierenden vorzunehmenden Voreinstellungen vom Server abgerufen. Nachteilig an diesem System und an dem zum Betreiben des Systems dienenden Verfahren ist die fehlende Erfassung der bei den Trainingsübungen tatsächlich durchgeführten Körperbewegungen des Trainierenden sowie eine Einbeziehung der Daten über die durchgeführten Körperbewegungen in die Auswertung und Speicherung. Eine Einflussnahme der Daten über die Resultate der durchgeführten Trainingsübungen beziehungsweise Körperbewegungen auf die Voreinstellungen der Parameter der zukünftigen Übungen ist nicht vorgesehen. Eine adaptive Anpassung an die aktuellen physischen Gegebenheiten des Trainierenden anhand der Trainingsergebnisse ist nicht möglich. Ebenso besteht bei diesem System keine mobile Kontrollmöglichkeit für den Trainierenden über seine aktuellen Trainingsergebnisse und er erhält auch keine auf der Grundlage der Auswertungen ergebenden Hinweise für den weiteren zukünftigen optimalen Trainingsablauf. Weiterhin bekannt ist nach der US 2012/0 094 649 A1 ein System und ein zum Betreiben des Systems dienendes Verfahren zur Anzeige der physischen Aktivitäten eines Trainierenden. Bei diesem System werden die Bewegungen des Trainierenden mittels eines Sensors erfasst und drahtlos einem mobilen Empfangsgerät, z. B. einem Handy, in Echtzeit übertragen. Gleichfalls besteht zwischen dem mobilen Empfangsgerät und einer Datenbank eines Servers eine weitere Funkverbindung. Die von den Sensoren und die vom Server übertragenen Daten werden miteinander verglichen und auf dem Display des mobilen Empfangsgerätes zur Anzeige gebracht. Die vergleichende Anzeige zwischen den erfassten Daten und den entsprechend dem Trainingsprogramm zu erreichenden Daten soll dabei zur Motivation des Trainierenden dienen. Nachteilig ist an dieser Lösung, dass keine Einflussnahme der tatsächlich durchgeführten Bewegungen des Trainierenden auf eine angepasste Voreinstellung der Trainingsgeräte für weitere Bewegungsübungen erfolgt.
  • Aufgabe der Erfindung besteht deshalb in der Schaffung eines Systems und eines Verfahrens zur mobilen Datenerfassung, -übertragung und -auswertung sowie Voreinstellung der Trainingsgeräte, das universell zur Kontroll- und Auswertemöglichkeit des Trainierenden über seine durchgeführten Trainingsabläufe, zu Auswertungen im Fitnessbereich und/oder bei der medizinischen Rehabilitation wahlweise in Verbindung mit den Trainingsgeräten oder in lösbarer Verbindung mit den Trainierenden eingesetzt werden kann. Gelöst wird die Aufgabe mittels des Systems entsprechend den beschreibenden Merkmalen nach Patentanspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Systems werden durch die Merkmale der Patentansprüche 2 bis 7 beschrieben. Das zum Betreiben des Systems geschaffene Verfahren wird durch die beschreibenden Merkmale des Patentanspruchs 8 wiedergegeben. Weiterbildungen des Verfahrens beschreiben die kennzeichnenden Merkmale der Patentansprüche 9 und 10.
  • Insbesondere dienen das System und das dafür zur Anwendung kommende Verfahren einer individuellen mobilen Datenerfassung und -übertragung sowie Anzeige hinsichtlich der durchgeführten körperlichen Übungen und/oder der körperlichen Abläufe bei der Rehabilitation sowie den dabei vorgegebenen Bedingungen (z. B. Belastung, Übungsanzahl). Weiterhin dient das System zur mobilen Anzeige und Auswertung der erfassten Trainingsdaten. Bei Anwendung des Systems werden die vom Trainierenden durchgeführten körperlichen Trainingsabläufe vom Trainierenden mobil erfasst, ausgewertet und angezeigt. Dazu werden nach erfolgter Auswertung der erreichten Trainingsdaten diese mit dem vorgegebenen Trainingsprogramm verglichen und in angepasste Voreinstelldaten der Trainingsgeräte für die weiteren Trainingsübungen umgerechnet. Diese können beispielsweise in der Veränderung der einzustellenden Belastungen für die Trainingsübungen und der Veränderung der Anzahl an durchzuführenden Übungen bestehen.
  • Die Anbringung der Sensoreinheiten kann optional an den Trainingsgeräten oder an den Trainierenden selbst erfolgen. Bei der körperlichen Verbindung der Sensoreinheiten mit dem jeweils Trainierenden besteht die Möglichkeit die durchgeführten gymnastischen und rehabilitierenden Übungen unabhängig von der jeweils zur Anwendung kommenden Trainingsbaugruppe dreidimensional zu erfassen.
  • Bei den nach dem Stand der Technik bisher zur Abspeicherung der Daten eingesetzten Datenträgern, wie beispielsweise Chipkarten, werden Auswertungen durch datenverarbeitende Baugruppen vorgenommen, die mit den Trainingsbaugruppen in Verbindung stehen. Eine Auswertung oder Beeinflussung der gespeicherten Daten nach der erfolgten Abspeicherung oder eine unmittelbare optische Anzeige der vorhandenen Daten oder der Auswertungsergebnisse ist nicht möglich. Um die Daten der Chipkarten mit den Trainingsbaugruppen datentechnisch in Verbindung bringen zu können, sind Lesegeräte erforderlich, die wiederum von der jeweiligen Form und dem technischen Aufbau der Chipkarten abhängig sind. Diese würden einheitlich aufgebaute Lesegeräte erfordern, die unabhängig vom Typ des Trainingsgerätes anwendbar sind.
  • Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigen
  • 1: die schematische Gesamtansicht des erfindungsgemäßen Systems und
  • 2: den schematischen Aufbau der Sensoreinheit für die Anwendung innerhalb des Systems.
  • Innerhalb der in 1 dargestellten Gesamtansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems wird als mobile Computereinrichtung zur Auslösung der funktechnischen Übertragung und des Empfangs der Daten ein Smartphone 1 eingesetzt, das mit einer Einrichtung zur Herstellung einer NFC-Verbindung (Near Field Communication) ausgestattet ist. Derartige NFC-Geräte können mit anderen NFC-Geräten kommunizieren, mit bereits verfügbaren kontaktlosen Lesegeräten in Verbindung treten, als wären sie kontaktlose Smart Cards, und können auch RFID-Tags lesen. Möglich für andere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Systems ist darüber hinaus auch der Einsatz anderer Funkstandards wie beispielsweise RFID oder Bluetooth. Insbesondere kommen diese Funkstandards bei der Anwendung des Systems für größere Abstände zwischen der mobilen Computereinrichtung und den anderen Baugruppen zum Einsatz.
  • Über das Smartphone 1 erfolgt die Erfassung der von den Sensoreinheiten 3 funktechnisch übertragenen dreidimensionalen Bewegungsdaten sowie deren Auswertung und die Ergebnisanzeige. Weiterhin werden von dem Smartphone 1 die auf diesen Auswertungen basierenden funktechnischen Steuersignale für die Voreinstellungen der Geräteparameter der zur Anwendung kommenden Trainingsgeräte 2 an die Voreinstellbaugruppen 4 übertragen. Als weitere Funktion wird die Vornahme erforderlicher Bezahlvorgänge für beanspruchte Dienstleistungen und Käufe in Gestalt einer Smartcard innerhalb bestehender Bezahlsysteme 6 ermöglicht. Weiterhin besteht die Möglichkeit zur Nutzung des Smartphones 1 als codierte Baugruppe 5, um codierte Schlüsselfunktionen für den Verschluss von Umkleide- und Aufbewahrungseinrichtungen durchführen zu können. Desweiteren besteht auch die Möglichkeit der Nutzung des Smartphones 1 als Speicher- und Anzeigemedium für die Anzeige des geographischen Standortes des gewählten Parkplatzes und der Umkleideeinrichtung. Durch diesen universellen Einsatz des Smartphone 1 erhält der Trainierende mittels seines ohnehin vorhandenen Smartphones, Handys, iPad oder Notebooks die Möglichkeit, alle für einen mobilen Einsatz erforderlichen Kontroll- und Steuerfunktionen seiner Trainings- bzw. Rehabilitationsabläufe durchführen zu können. Der auf die mobile Computereinrichtung bezogene Teil des Gesamtablaufes des erfindungsgemäßen Systems wird softwaregestützt durch die Anwendung einer dafür entwickelten ”App” gesteuert.
  • Mit der Darstellung der 2 wird der schematische Aufbau der Sensoreinheit 3 wiedergegeben. Bei einer hergestellten physischen Verbindung der Sensoreinheit 3 mit dem Trainingsgerät 2 erfasst der Beschleunigungssensor 7 (Accelerator) die momentanen dreidimensionalen Bewegungen der Baugruppen des Trainingsgerätes 2 während der Übungen und leitet die erfassten Signalwerte an den Schreib-/Lesespeicher 8 (RAM). Der RFID-Baustein 9 leitet die gespeicherten Werte funktechnisch mittels der NFC-Verbindung an das Smartphone 1. Ausgelöst wird der zeitliche Beginn und das Ende der Erfassungsvorgänge nach der vorgenommenen Übertragung eines funktechnischen Abfragesignales durch das Smartphone 1. Die Steuerung des Beschleunigungssensors 7, des Schreib-/Lesespeichers 8 und des RFID-Bausteins 9 erfolgt durch den Mikroprozessor 10. Da bei dieser Ausführungsform die Bewegungsabläufe der Baugruppen des Trainingsgerätes 2 erfasst werden und auf den körperlichen Bewegungsablauf des Übenden nur indirekt geschlossen wird, eignet sich diese bevorzugt für den Fitnessbereich.
  • Um die Bewegungs- und Belastungsabläufe der Trainierenden, insbesondere der Rehabilitierenden, unmittelbar erfassen zu können, werden die Sensoreinheiten 3 lösbar mit dem Körper der Person verbunden. Diese Verbindung wird beispielsweise in Gestalt von gürtel- oder schnallenförmigen Mitteln hergestellt. Parallel zu diesen Erfassungen werden die Baugruppen der Trainingsgeräte 2 ebenfalls mit Sensoreinheiten 3 verbunden und deren Daten erfasst. Durch einen Vergleich der vom Trainierenden erfassten Daten mit denen der von den Trainingsgeräten erfassten Daten können durch softwaregestützte Auswertungen Neueinstellungen der Geräteparameter ermittelt und eingestellt werden. Neben dieser Ausführungsform sind vom erfindungsgemäßen System auch die Anordnungen der Sensoreinheiten 3 ausschließlich am Trainierenden bzw. Rehabilitierenden ohne Anwendung von Trainingsgeräten 2 mit erfasst.

Claims (8)

  1. System zur mobilen Datenerfassung, -übertragung und -auswertung sowie Voreinstellungen der Trainingsbaugruppen in Vorbereitung und/oder nach dem Fitnesstraining oder einer medizinischen Rehabilitation, bei dem die in das System eingebundenen Trainingsgeräte durch Voreinstellbaugruppen eingestellt und die Übungsbewegungen der Trainierenden durch funktechnische Sensoreinheiten erfasst, mobilfunktechnisch übertragen und angezeigt werden, dadurch gekennzeichnet, dass in das mobile System eine mobile Computereinrichtung eingebunden ist, die zumindest dazu dient, a) zwecks paralleler Erfassung der Übungsbewegungen der Trainierenden und der Bewegungen der Trainingsgeräte (2) durch Erfassung der Werte von den Trainierenden und den Trainingsgeräten (2) zugeordneten Sensoreinheiten (3) und anschließend erfolgender softwaregestützter Auswertung der Werte sowie b) zwecks den jeweiligen ermittelten Auswertungsergebnissen die Einstellungen der Geräteparameter an vorgegebene Werte einstellende mit den Voreinstellbaugruppen (4) der Trainingsgeräte (2), eine wechselseitige funktechnische Datenkommunikation durchführt und mittels dieser die dafür erforderlichen funktechnischen Steuerungen der Voreinstellbaugruppen (4) vornimmt.
  2. System nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem jeweiligen Trainingsgerät (2) mindestens eine die Bewegungen des Trainingsgerätes (2) während der Übungen des Trainierenden erfassende und funktechnisch abfragbare Sensoreinheit (3) zugeordnet ist, und die mit dem Trainierenden verbundenen Sensoreinheiten (3) sowie die mit den Trainingsgeräten (2) verbundenen Sensoreinheiten (3) mit der zur Herstellung einer funktechnischen Datenverbindung dienenden mobilen Computereinrichtung in Verbindung stehen, die wiederum funktechnisch steuernd mit den Voreinstellbaugruppen (4) der Trainingsgeräte (2) verbunden ist.
  3. System nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die funktechnisch übertragenen Daten der Sensoreinheiten (3) von der mobilen Computereinrichtung vergleichsweise ausgewertet, angezeigt und zur Voreinstellung der Trainingsgeräte (2) verwendet werden.
  4. System nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Speicherung der voreinzustellenden Gerätedaten nach funktechnischer Übertragung von peripheren Voreinstellbaugruppen (4) innerhalb der mobilen Computereinrichtung erfolgt und die Daten zur Voreinstellung der Trainingsgeräte (2) mittels funktechnischer Übertragung an die Voreinstellbaugruppen (4) durchgeführt wird.
  5. System nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mobile Computereinrichtung weiterhin als eine zur funktechnischen Datenübertragung versehene kombinierte Smartcard-, Datenverarbeitungs-, Code- und Voreinstelleinheit ausgebildet ist. die a) für Bezahlvorgänge in Funktion einer Smartcard mit den Baugruppen von Bezahlsystemen im wechselseitigen Datenaustausch, b) zwecks Öffnung und Verschließung von Umkleide- und Aufbewahrungseinrichtungen mittels codierter Funkverbindung mit den Verschlusseinrichtungen im wechselseitigen Datenaustausch sowie c) zwecks Positionsspeicherung und Navigation des Ortes der gewählten Aufbewahrungseinrichtung und/oder des Parkplatzes als Navigationseinrichtung dient.
  6. Verfahren zum Betreiben des Systems zur mobilen Datenerfassung, -übertragung und -auswertung sowie Voreinstellungen der Trainingsbaugruppen in Vorbereitung und/oder nach dem Fitnesstraining oder einer medizinischen Rehabilitation nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch einem wechselseitigen funktechnischen Datenaustausch zwischen einer mobilen Computereinrichtung und zumindest den Sensoreinheiten (3) der Trainierenden und der Trainingsbaugruppen deren Daten parallel erfasst, vergleichsweise ausgewertet und zur funktionalen Steuerung der Voreinstellbaugruppen (4) in Steuersignale gewandelt werden.
  7. Verfahren nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass a) die Übungsbewegungen der Trainingsgeräte (2) und des Trainierenden von jeweils mindestens einer diesen zugeordneten funktechnisch abfragbaren Sensoreinheit (3) erfasst und funktechnisch an eine mobile Computereinrichtung übertragen sowie ausgewertet werden, b) durch die mobile Computereinrichtung nach der vorgenommenen Verarbeitung der erfassten Daten Steuersignale zur Geräteeinstellung erzeugt und diese funktechnisch an die Voreinstellbaugruppen (4) zwecks Änderung der Einstellungen der Trainingsgeräte (2) übertragen werden und c) die mobile Computereinrichtung zur funktechnischen Datenübertragung und -verarbeitung in funktionalen Verbindungen mit weiteren Baugruppen, insbesondere mit Baugruppen von Bezahlsystemen, Verschlusseinrichtungen und Ortungseinrichtungen stehen.
  8. Verfahren nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mobile funktechnische Datenübertragung, Datenverarbeitung und Datensteuerung aller Baugruppen des Systems mittels einer die mobile Computereinrichtung steuernden anwendungsbezogenen Software (App) durchgeführt wird.
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