WO2014043729A1 - Vorrichtung zum trainieren koordinativer fähigkeiten - Google Patents

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WO2014043729A1
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PCT/AT2013/050188
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Ronald Naderer
Paolo Ferrara
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Ferrobotics Compliant Robot Technology Gmbh
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    • A63B71/0619—Displays, user interfaces and indicating devices, specially adapted for sport equipment, e.g. display mounted on treadmills

Definitions

  • the invention relates to a device for training coordinative abilities of individuals, in particular for training coordinative abilities of men or animals using an unstable subsoil.
  • a training device for improving and training the sense of balance is described.
  • a stand board with two mounted on the underside, curved in the form of circular segments runners provided.
  • the standboard can be moved by rolling on the runners in a harmonious, controlled rocking motion.
  • a change in the degree of difficulty is possible after dismounting from the training device, by adjusting the position of the runners, whereby the rocking behavior of the plate is gentler or more abrupt.
  • WO 2007/035976 A2 a device for moving people or other objects is known, which has a resting base surface and a wegte surface has. Between stationary and moving surface active, controllable, mechanical actuators act. Various presettable motion sequences can be actively traversed in several degrees of freedom of movement. The movements can be controlled by a computer. An adjustment of the degree of difficulty is possible by appropriate selection of a program.
  • a level of difficulty can indeed be set in principle, but this must be set by the user and can therefore possibly be selected incorrectly.
  • the level of difficulty is too easy, the training may not be demanding enough and thus boring and too demanding and thus demotivating if the level of difficulty is too difficult.
  • Increases in performance during the training must be actively recognized by the user and the level of difficulty must be adjusted manually by the user.
  • the object underlying the invention is to provide a training device available, which can recognize the individually meaningful level of difficulty and it allows to adapt the degree of difficulty used accordingly.
  • a device for training coordinative abilities is described with at least one movable base plate, at least one stationary base plate, at least two connecting elements, which are variable in height and act between the at least one movable base plate and the at least one stationary base plate, a user interface and a rule element.
  • the device is designed to successively different setpoint Positions of the center of gravity of a user located on the at least one movable base plate to specify, each of the desired positions until the occurrence of a specific event (eg time expired, score reached, stable position reached, target position reached, etc.) is given.
  • the device is furthermore designed to continuously measure or calculate the actual position of the center of gravity of the user located on the movable base plate and to compare each measured actual position with the desired position predetermined at the time of its measurement.
  • activation signals can be generated and the at least two connection elements can be controlled by the activation signals.
  • measurement also means an indirect measurement in which the actual measurement result (the sword point) is calculated from other measured quantities.
  • a method of operating a coordinative training apparatus having at least one movable base, at least one stationary base, at least two connecting members changeable in height and acting between the movable base and the stationary base, a user interface and a user interface Control element described.
  • the method comprises predetermining various successive desired positions of the center of gravity of a user located on the at least one movable base plate, wherein each of the desired positions is predetermined until predetermined events occur (eg time expired, number of points reached, etc.).
  • the method further comprises continuously calculating the actual position of the center of gravity of the user located on the at least one movable stand and comparing each measured actual position with the desired position predetermined at the time of measurement.
  • the method also includes the generation of drive signals, taking into account the measured actual positions and / or the results of the comparisons of actual positions and desired positions and the driving of the at least two connecting elements with the drive signals.
  • FIG. 1 shows, by way of example, the general principle of a device for training coordinative abilities with a movable base plate
  • FIG. 2 shows by way of example the general principle of a device for training coordinative abilities with movable base plate
  • FIG. 3 shows, by way of example, the general principle of a device for training coordinative abilities with a movable base plate
  • FIG. 6 shows a diagram of an example of a training course over a plurality of training units
  • FIG. 7 shows, by way of example, a possible sequence of information processing during operation of a device for training coordinative capabilities with a movable base plate
  • FIG. 8 is a schematic sketch of another example of a device for training coordinative abilities with a movable base plate.
  • FIGS. 1 to 4 show, by way of example, the basic principle of a device for training coordinative skills with a movable base plate.
  • a device is shown simplified in side view.
  • a movable base plate Pi is connected to a fixed base plate P 2 .
  • this connection is implemented by means of two connecting elements 11, 12.
  • the connecting elements 1 1, 12 have in an unloaded ground state of the movable base plate Pi a height Hm, or H 12 i.
  • FIG. 1 shows such an unloaded ground state of the device.
  • the movable base plate Pi In the unloaded ground state, the movable base plate Pi is thus in the example shown in Figure 1 horizontally on the connecting elements 1 1, 12. Such a ground state is useful for most applications, but it is also conceivable that the connecting elements 1 1, 12 in the unloaded ground state have a different height Hm, or H121 and the movable base plate Pi is thus not aligned horizontally. In the example shown, the movable base plate Pi and the fixed base plate P 2 have an identical width B, but this is not absolutely necessary.
  • the connecting elements 1 1, 12 are mounted at an equal distance x from the respective edge of the plates Pi, and P 2 , however, may also have different distances to the respective plate edges.
  • the connecting elements 1 1, 12 are designed such that they are under the action of a force F in their height H can be changed. With a change in the height H of the connecting elements 1 1, 12, the movable base plate moves in the vertical direction. Be both connecting elements 1 1, 12 in their Height H changed differently, or only one of the connecting elements 1 1 or 12 is changed in height, the movable base plate Pi is inclined in each case in the direction of the connecting element 1 1 or 12, which has the lower height H. In the arrangement shown, an inclination of the movable base plate Pi is possible only about a horizontal axis.
  • a force F G caused by the weight of the user acts on the movable base plate Pi.
  • This force FQ thus also acts on the connecting elements 1 1, 12, so that they decrease in their height H.
  • the connecting elements 1 1, 12 formed identically the same force must be exerted on each of the connecting elements 1 1, 12, so that the movable base plate Pi remains under load in its horizontal basic position.
  • the center of gravity S of the user must be at a distance of B / 2 from the edge of the movable base plate Pi, ie in the middle of the movable base plate Pi to the force F G evenly on both connecting elements 1 1, 12 to distribute.
  • the force F G is no longer evenly distributed to the connecting elements 1 1, 12, but it is on one of the connecting elements 1 1 or 12, a greater force is applied than the other.
  • the center of gravity By moving the center of gravity so the movable base plate Pi can thus be inclined by the connecting elements 1 1 and 12 by the different force acting on them in their height H different to be changed.
  • the connecting elements 1 1, 12 may also be designed such that they can actively exert a force on the movable base plate P1 itself.
  • the connecting elements 1 1, 12 are individually controllable, for example, so that the movements are not generated by means of eccentrics of superimposed sinusoidal vibrations.
  • 1 D, 2D or 3D tracks can be specified or generated by a random number generator. It is also possible to generate individual pulses.
  • the connecting element 1 1, 12 force the movable base plate P1, for example, pushed away from the fixed base plate P 2 or be used on the fixed base plate P 2 .
  • the connecting element 1 1 exerts a force F on the movable base plate P1, which acts in the direction of the fixed base plate P 2 .
  • the force Fi thus acts in the direction of the force Fn 2 .
  • the connecting element 12 exerts in the example shown a force F 2 on the movable base plate P1, which acts away from the fixed base plate P 2 .
  • the force F 2 thus counteracts the force F122.
  • the force Fi exerted by the connecting element 1 1 away from the fixed base plate P2, ie opposite to the force F112 and the force F 2 exerted by the connecting element 12 in the direction of the fixed base plate P 2 , ie in the direction of Force F 2 2 acts.
  • a focus shift of the user can be supported. For the user is thus easier to bring his focus S in a specific location.
  • FIG. 5 shows by way of example a block diagram of the basic principle of a control of a device according to the invention for training coordinative abilities with a movable base plate P-.
  • the movable base plate Pi is connected to the connecting elements 1 1, 12 and a control element 4.
  • the control element 4 may, for example, a desired position SPx of
  • the control element 4 can also be connected to a user interface 2, which has, for example, a display unit 3, such as a display or the like, on which the predetermined desired position SPx can be graphically displayed.
  • the display unit 3 may, for example, be correspondingly connected to the user interface 2, but it may also be integrated in the user interface 2, for example.
  • the control element 4 can also send control signals D to the movable base plate Pi to the connecting elements 1 1, 12 to control such that they either interfere with or support the movement of the user. A user who stands on the movable base plate Pi can then try to bring his center of gravity S in the predetermined desired position SPx.
  • the sensor of the movable base plate Pi can be designed to continuously measure the actual position IPy of the center of gravity S of the user located on the movable plate Pi.
  • “measuring” is also understood to mean indirect measuring in which the actual measurement result (the sword point or the "center of pressure") is calculated from other measured quantities.
  • the interference force (F G ) exerted on the connecting elements 11, 12 can be measured in order to calculate therefrom the actual position IPy of the center of gravity S.
  • the center of gravity S can be estimated. But also any other methods which are suitable to determine the center of gravity S are possible here.
  • the respectively measured actual position IPy of the center of gravity S at a measurement time tMy can then be transmitted to the control element 4, for example. From The control element 4 can in turn be sent an information about the measured actual position IPy to the user interface 2.
  • the measured actual positions IPy of the center of gravity S can then also be represented graphically, for example, by means of the display unit 3. In this way, the user can see where his center of gravity S is in each case in comparison to the predetermined desired position SPx and in which direction he has to tilt the movable base plate Pi by shifting his weight to the actual position IPy and desired position Match SPx.
  • a complete registration set position SPx and actual position IPy is borrowed hardly possible in practice, especially when each target position SPx is given only for a short period tsp x order a more or less rapid, Preset movement to specify which the user should follow. For this reason, for example, different distance measures can be used to evaluate a match.
  • the device can have different modes or degrees of difficulty.
  • a first, easy mode for example, the connecting elements 1 1, 12 act predominantly supportive and lead the center of gravity S of the exercising user in the correct desired position SPx.
  • the target positions SPx could also be selected in a light mode such that only slight inclination of the movable plate Pi by the user is required to match the actual position IPy and the target position SPx.
  • the desired position SPx is close to the center of the movable base plate Pi.
  • the movement of the movable plate Pi in a simpler mode may be rather muted and very safe.
  • the connecting elements 11, 12 counteract more and more of the movement of the exercising user and shift their center of gravity S away from the desired position SPx.
  • the fault can be generated randomly, for example.
  • a more or less rapid desired movement of the center of gravity S can be specified, which the user must follow. Such a desired movement could become faster and faster, for example, with increasing difficulty.
  • a very strong inclination of the movable plate Pi may be necessary to match the actual position IPy with the predetermined target position SPx. This can be achieved by further specifying the target position SPx toward the edges of the movable plate Pi.
  • Mode M1 control of the rigidity of the plate -> active balance by the user.
  • Mode M2 active balance by the user -> accidental interference by the plate.
  • Mode M3 active balance by the user -> Disturbance by the plate depending on the position of the center of gravity (COP).
  • Mode M4 exercise program -> active balance by the user, plate becomes
  • Mode M5 Safety mode -> only certain movements of the plate are possible (eg right / left), tilts the plate in other directions (eg forward) Fuse through active countersteering of the plate by means of the connecting elements 1 1, 12th
  • Mode M6 active balance by the user -> active movement program of the plate, continuous measurement of the center of gravity S.
  • the control element 4 may include the results of the measurements of the actual position IPy, for example, in the generation of further target positions SPx (or a whole series of target positions, i.e. a desired trajectory of the center of gravity of the user). Furthermore, it is possible, for example, to control the connecting elements 11, 12, taking into account the results of the measurements of the actual positions IPy. A control can be done for example by means of control signals D, which are provided by the control element 4 available.
  • the current mode corresponds to the current training state of the user. For this purpose, it can be determined, for example, whether the user is at all able to match the actual position IPy with the respective desired position SPx, or how close the user is to the actual position IPy to the respective predefined setpoint position SPx can bring.
  • it is also possible to determine, for example, the time required by the exercising person to bring the actual position IPy and the setpoint position SPx in line or at a specific distance from each other. For this purpose, for example, a repeated measurement of the actual position IPy within a time tsp x , during which a desired position SPx is specified, are performed. As soon as a correspondence of, for example, a first desired position SP1 and an actual position IP1 is determined (SP1 IP1), it is then possible, for example, to specify a next desired position SP2.
  • Position SPx is held almost completely or completely in accordance or how much an actual trajectory of the user's center of gravity deviates from a predetermined target trajectory maximum or average.
  • any falling tendencies of the exercising person can be recognized, for example. For example, it is possible to detect whether a person is often at risk of falling in a particular direction (e.g., forward, back, or sideways). By recognizing such an individual risk tendency, this can be taken into account accordingly in the further course of the training. This makes it possible to specifically train the individual weaknesses of each exercising person.
  • a total points account can be performed. If, after a measurement of the actual position IPy, a (far-reaching) match between desired position SPx and actual position IPy is ascertained, for example, a certain number of points can be added to this total point account. For example, if the desired position SPx and the actual position IPy match, a certain maximum number of points can be added. However, it is also possible, for example, to consider the distance of the measured actual positions IPy from the respectively specified desired position SPx.
  • the actual position IPy and the target position SPx do not coincide, the actual position IPy has, however, been brought at least close to the target position SPx, for example for certain distances of the actual position IPy from the desired position SPx or add a certain number of points to the total point account for the duration of the match.
  • the added score may become ever smaller.
  • points can also be added according to any other criteria.
  • a first mode M1 is initially set, for example, in this mode the user can collect M1 points by matching the actual position IPy exactly or almost with the predefined setpoint position SPx.
  • the points collected by the user (according to the measurable success of the user according to specifiable criteria) can then be added over the course of this training session, for example. This is shown by way of example in the diagram in FIG.
  • the number of completed training units is plotted on the x-axis and the number of total points achieved on the y-axis.
  • the user starts in training session 1.
  • different desired positions SPx eg along a desired trajectory
  • a particular number of points can be achieved in each case, which is added to the total number of points.
  • the user achieves a total score of 200 points in the example shown.
  • the user increases by a certain number of points, and about the seventh training session, a stabilization phase occurs in the example shown. From the seventh to the tenth training session, the user reaches a score of around 500 points each, so it remains relatively constant. Such a stabilization phase following an enhancement phase can often be observed during a training course.
  • Achieving, or holding such a stabilization phase can thus be regarded as an indication, for example, that the user now masters the current mode M1 so well that he can continue training in a second, more difficult mode M2. Due to the increased difficulty in the second mode M2, the user initially only reaches a small number of points per training session, but increases again during training from training session to training session. For example, it is possible to switch over to a next mode again if it is recognized that the user already has a good command of the second mode M2, ie, for example, a stabilization phase has again been achieved.
  • recognizing a stabilization phase is just one possible indication that the current mode may not be demanding enough. Further indications could be, for example, that a user already exceeds a specific number of points at the beginning of a mode or that the actual position IPy is always measured in the immediate vicinity (so-called target circle) of the desired position SPx.
  • the selected mode is possibly too demanding. If, for example, a certain minimum number of points is not reached over a predetermined number of training units or if no increase phase can be recognized over several training units, this can be taken as an indication, for example, that the selected mode is too demanding for the user. Likewise, for example, measured falling tendencies could indicate that the current mode does not correspond to the current training level of the user. In such a case can be switched manually or automatically in a lighter mode. Active recognition by the user as well as manual switching to another suitable mode is not necessary in automatic mode.
  • FIG. 7 shows by way of example a possible sequence of information processing during the operation of the device.
  • a new training session for example, it is determined in which mode the user is training. ren should. If no training session has been completed before, you can start in a simple mode. If training units have already been completed, it is initially possible to determine, for example, based on the criteria mentioned above, whether the last mode should be retained, or whether a lighter or heavier mode should be set. Furthermore, if available, a total score for the new training session can be reset to zero.
  • a desired position SPx, a desired movement or a coordination task are specified.
  • the user then has, for example during a period of time tspx, the possibility of matching the actual position IPy with the desired position SPx, or of following the desired movement as well as possible, or of solving the task set.
  • the actual position IPy of the center of gravity S is continuously measured.
  • Each measured actual position IPy can then be compared with the desired position SPx specified at the time of measurement tMy. Subsequently, an evaluation can be made on the basis of this comparison. If the nominal positions SPx and the measured actual positions IPy agree (almost, within certain tolerance ranges), then for example the total score can be increased. If target positions SPx and actual positions IPy do not match, the total score can, for example, remain unchanged or be reduced.
  • a (net) force F can be exerted by the connecting elements 1 1, 12 on the movable base plate Pi.
  • the force F exerted on the movable base plate Pi can act in the direction (support) or counter (disturbance) of the force F G exerted by the user, although the force F can also be zero, for example.
  • a new setpoint position SPx, setpoint movement or coordination task can be specified and the sequence described above is repeated. Once the end of the training session has been reached, a subsequent training session can be held immediately afterwards or at a later date. starting unit and the procedure described above is repeated by first checking whether the mode should be changed. This results in an integrated closed loop.
  • the connecting elements 1 1, 12 may be formed accordingly.
  • other connecting elements are conceivable which can be changed by the weight of the user in their height H and also can actively exert a force F on the movable base plate Pi.
  • the connecting elements can then be controlled accordingly, for example via the control element 4 by means of control signals D.
  • FIG. 8 shows by way of example a simplified representation of such a device.
  • the movable base plate Pi has a round shape in the example shown.
  • the movable base plate Pi is connected to a fixed base plate P2.
  • the connecting elements 51, 52, 53 are formed in the example shown as bellows cylinder. As already shown above, however, other types of connecting elements may be provided here, which are variable in height and can actively exert a force on the movable base plate Pi.
  • the connecting elements 51, 52, 53 are arranged in the arrangement shown in such a way that they form an equilateral triangle. By such an arrangement, for example, an inclination of the movable base plate Pi about several axes is possible.
  • the arrangement of the connecting elements 51, 52, 53 shown is only an example, any other arrangements are conceivable.
  • the examples described are intended to represent only the basic principle of the device according to the invention.
  • the device can be used not only for training humans, but also, for example, for training animals.
  • various other configurations are possible. Instead of a single movable base plate, for example, several sue stand plates are provided. If the device is to be used, for example, for training horses, one, that is to say four, standing plates can be provided for each hoof. A center of gravity measurement can then take place, for example, via an averaging of the tilt angles of the plates or by means of other suitable methods, and each individual base plate can be activated as described above.
  • the modes M1 to M5 as described for the single movable base plate may be provided.
  • the following modes can also be implemented, for example:
  • Mode M7 Interpolate center of gravity measurement left / right.
  • Mode M8 center of gravity measurement from the tilt angles (forward / backward) of the plates.

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Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Trainieren koordinativer Fähigkeiten beschrieben. Die Vorrichtung weist wenigstens eine bewegliche Standplatte, wenigstens eine ruhende Basisplatte, wenigstens zwei Verbindungselemente, die in ihrer Höhe veränderbar sind und zwischen der wenigstens einen beweglichen Standplatte und der wenigstens einen ruhenden Basisplatte wirken, eine Benutzerschnittstelle und ein Regelelement auf. Die Vorrichtung ist dazu ausgebildet nacheinander verschiedene Soll-Positionen des Schwerpunktes eines auf der wenigstens einen beweglichen Standplatte befindlichen Benutzers vorzugeben, wobei jede der Soll- Positionen für eine bestimmte Zeitdauer vorgegeben wird, und kontinuierlich die Ist-Position des Schwerpunktes der auf der beweglichen Standplatte befindlichen Person zu messen. Die Vorrichtung ist weiter dazu ausgebildet, jede gemessene Ist-Position mit der zum Zeitpunkt ihrer Messung vorgegebenen Soll-Position zu vergleichen, unter Berücksichtigung der gemessenen Ist-Positionen und/oder der Ergebnisse der Vergleiche von Ist-Positionen und Soll-Positionen Ansteuersignale zu generieren und die wenigstens zwei Verbindungselemente mit den Ansteuersignalen anzusteuern.

Description

Vorrichtung zum Trainieren koordinativer Fähigkeiten
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trainieren koordinativer Fähigkeiten von Individuen, insbesondere zum Trainieren koordinativer Fähigkeiten von Men- sehen oder Tieren unter Verwendung eines instabilen Untergrundes.
Es sind verschiedene Vorrichtungen bekannt, welche mittels eines instabilen Untergrundes die koordinativen Fähigkeiten von Personen trainieren. Ein solches Training kann beispielsweise aus sportlichen, pädagogischen oder therapeuti- sehen Zwecken notwendig sein. Aber auch ein rein spielerisches Training ist beispielsweise denkbar. In der Regel wird bei derartigen Vorrichtungen ein auf einer beweglichen Platte stehendes Individuum (d.h. eine Person oder ein Tier) dazu angeregt, so zu balancieren, dass die Platte horizontal bleibt. Die DE 100 04 785 B4 beschreibt beispielsweise ein Trainingsgerät mit einer Plattform, welche um zwei waagerechte, in einer Ebene liegende und senkrecht zueinander stehende Achsen beweglich gelagert ist. Eine auf dem Gerät stehende Person muss eine durch die bewegliche Lagerung erzeugte Instabilität aktiv ausgleichen. Das Bewegungsausmaß, der Bewegungswiderstand und die Trägheit der Plattform können mechanisch, durch Anpassen entsprechender Einrichtungen am Gerät eingestellt werden.
In der AT 41 1 015 B ist ein Trainingsgerät zur Verbesserung und zum Training des Gleichgewichtssinnes beschrieben. Dabei ist ein Standbrett mit zwei auf dessen Unterseite angebrachten, in Form von Kreissegmenten gekrümmten Kufen, vorgesehen. Das Standbrett kann durch Abrollen an den Kufen in eine harmonische, kontrollierte Schaukelbewegung versetzt werden. Eine Veränderung des Schwierigkeitsgrades ist dabei nach dem Absteigen von dem Trainingsgerät, durch Verstellen der Lage der Kufen möglich, wodurch das Wippverhalten der Platte sanfter oder abrupter wird.
Aus der WO 2007/035976 A2 ist eine Vorrichtung zum Bewegen von Menschen oder anderen Objekten bekannt, welche eine ruhende Basisfläche und eine be- wegte Fläche aufweist. Zwischen ruhender und bewegter Fläche wirken dabei aktive, steuerbare, mechanische Stellorgane. Verschiedene voreinstellbare Bewegungsabläufe können in mehreren Freiheitsgraden der Bewegung aktiv durchlaufen werden. Die Bewegungsabläufe können dabei durch einen Computer gesteu- ert werden. Eine Anpassung des Schwierigkeitsgrades ist durch entsprechende Auswahl eines Programms möglich.
Bei den bekannten Trainingsgeräten kann ein Schwierigkeitsgrad zwar grundsätzlich eingestellt werden, jedoch muss dieser vom Nutzer selbst eingestellt werden und kann somit möglicherweise falsch ausgewählt werden. So kann das Training beispielsweise bei einem zu leicht gewählten Schwierigkeitsgrad nicht fordernd genug und somit langweilig und bei einem zu schwer gewählten Schwierigkeitsgrad zu fordernd und somit demotivierend sein. Leistungssteigerungen während dem Training müssen aktiv vom Nutzer erkannt und der Schwierigkeitsgrad vom Nutzer entsprechend manuell angepasst werden. Insbesondere beim Einsatz solcher Trainingsgeräte bei Tieren ist es dabei auch gar nicht möglich, eine Rückmeldung über den Schwierigkeitsgrad zu erhalten.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein Trainingsgerät zur Verfügung zu stellen, welches den individuell sinnvollen Schwierigkeitsgrad erkennen kann und es erlaubt, den verwendeten Schwierigkeitsgrad entsprechend anzupassen.
Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und das Verfahren gemäß Anspruch 13 gelöst. Unterschiedliche, beispielhafte Ausgestaltungen und Verwendungen der Vorrichtung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Es wird eine Vorrichtung zum Trainieren koordinativer Fähigkeiten beschrieben mit wenigstens einer beweglichen Standplatte, wenigstens einer ruhenden Basisplat- te, wenigstens zwei Verbindungselementen, die in ihrer Höhe veränderbar sind und zwischen der wenigstens einen beweglichen Standplatte und der wenigstens einen ruhenden Basisplatte wirken, einer Benutzerschnittstelle und einem Regelelement. Die Vorrichtung ist dazu ausgebildet, nacheinander verschiedene Soll- Positionen des Schwerpunktes eines auf der wenigstens einen beweglichen Standplatte befindlichen Benutzers vorzugeben, wobei jede der Soll-Positionen bis zum Eintritt eines bestimmten Ereignisses (z.B. Zeitdauer abgelaufen, Punktezahl erreicht, stabile Lage erreicht, Soll-Position erreicht, etc.) vorgegeben wird. Die Vorrichtung ist weiterhin dazu ausgebildet kontinuierlich die Ist-Position des Schwerpunktes des auf der beweglichen Standplatte befindlichen Benutzers zu messen oder zu berechnen und jede gemessene Ist-Position mit der zum Zeitpunkt ihrer Messung vorgegebenen Soll-Position zu vergleichen. Unter Berücksichtigung der gemessenen Ist-Positionen und/oder der Ergebnisse der Vergleiche von Ist-Positionen und Soll-Positionen können Ansteuersignale generiert werden und die wenigstens zwei Verbindungselemente mit den Ansteuersignalen angesteuert werden. Unter Messung wird ganz allgemein auch eine indirekte Messung verstanden, bei dem das eigentliche Messergebnis (der Schwertpunkt) aus anderen gemessenen Größen berechnet wird.
Es wird des Weiteren ein Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung zum Trainieren koordinativer Fähigkeiten mit wenigstens einer beweglichen Standplatte, wenigstens einer ruhenden Basisplatte, wenigstens zwei Verbindungselementen, die in ihrer Höhe veränderbar sind und zwischen der beweglichen Standplatte und der ruhenden Basisplatte wirken, einer Benutzerschnittstelle und einem Regelelement beschrieben. Das Verfahren umfasst das Vorgeben verschiedener aufeinander folgender Soll-Positionen des Schwerpunktes eines auf der wenigstens einen beweglichen Standplatte befindlichen Benutzers, wobei jede der Soll-Positionen solange vorgegeben wird, bis vorgegebene Ereignisse eintreten (z.B. Zeitdauer ab- gelaufen, Punktezahl erreicht, etc.). Das Verfahren umfasst weiterhin das kontinuierliche Messen bzw. Berechnen der Ist-Position des Schwerpunktes des auf der wenigstens einen beweglichen Standplatte befindlichen Benutzers und das Vergleichen jeder gemessenen Ist-Position mit der jeweils zum Messzeitpunkt vorgegebenen Soll-Position. Das Verfahren umfasst auch das Generieren von Ansteu- ersignalen, unter Berücksichtigung der gemessenen Ist-Positionen und/oder der Ergebnisse der Vergleiche von Ist-Positionen und Soll-Positionen und das Ansteuern der wenigstens zwei Verbindungselemente mit den Ansteuersignalen. Die folgenden Abbildungen und die weitere Beschreibung sollen helfen, die Erfindung besser zu verstehen. Nähere Details, Varianten und Weiterentwicklungen des Erfindungsgedankens werden anhand der Abbildung erläutert. Die dargestellten Details sind nicht als Einschränkung zu verstehen, vielmehr wird Wert darauf gelegt, das der Erfindung zugrunde liegende Prinzip zu erläutern. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen dabei gleiche oder ähnliche Komponenten mit gleicher bzw. ähnlicher Bedeutung. In den Abbildungen zeigt:
Figur 1 beispielhaft das generelle Prinzip einer Vorrichtung zum Trainieren koordinativer Fähigkeiten mit beweglicher Standplatte;
Figur 2 beispielhaft das generelle Prinzip einer Vorrichtung zum Trainieren koordinativer Fähigkeiten mit beweglicher Standplatte; Figur 3 beispielhaft das generelle Prinzip einer Vorrichtung zum Trainieren koordinativer Fähigkeiten mit beweglicher Standplatte; beispielhaft das generelle Prinzip einer Vorrichtung zum Trainieren koordinativer Fähigkeiten mit beweglicher Standplatte; in einem Blockschaltbild ein Beispiel eines Regelkreises zum Betrei ben einer Vorrichtung zum Trainieren koordinativer Fähigkeiten mit beweglicher Standplatte; Figur 6 in einem Diagramm ein Beispiel für einen Trainingsverlauf über mehrere Trainingseinheiten;
Figur 7 beispielhaft einen möglichen Ablauf der Informationsverarbeitung während des Betriebs einer Vorrichtung zum Trainieren koordinativer Fähigkeiten mit beweglicher Standplatte; und Figur 8 anhand einer schematischen Skizze ein weiteres Beispiel einer Vorrichtung zum Trainieren koordinativer Fähigkeiten mit beweglicher Standplatte. Die Figuren 1 bis 4 zeigen beispielhaft das grundsätzliche Prinzip einer Vorrichtung zum Trainieren koordinativer Fähigkeiten mit beweglicher Standplatte. Hierzu ist eine Vorrichtung in Seitenansicht vereinfacht dargestellt. Eine bewegliche Standplatte Pi ist mit einer festen Basisplatte P2 verbunden. In der dargestellten Ansicht wird diese Verbindung mittels zweier Verbindungselemente 1 1 , 12 imple- mentiert. Es können jedoch auch mehr als zwei Verbindungselemente 1 1 , 12, in unterschiedlichen Anordnungen vorgesehen sein. Die Verbindungselemente 1 1 , 12 weisen in einem unbelasteten Grundzustand der beweglichen Standplatte Pi eine Höhe Hm , bzw. H12i auf. Figur 1 zeigt einen solchen unbelasteten Grundzustand der Vorrichtung. Die Höhe Hm des Verbindungselements 1 1 ist dabei im gezeigten Beispiel identisch zu der Höhe H 2i des Verbindungselements 12 (Hm=
Hl2l)-
Im unbelasteten Grundzustand liegt die bewegliche Standplatte Pi in dem in Figur 1 gezeigten Beispiel somit waagerecht auf den Verbindungselementen 1 1 , 12 auf. Ein derartiger Grundzustand ist für die meisten Anwendungen sinnvoll, es ist jedoch auch denkbar, dass die Verbindungselemente 1 1 , 12 im unbelasteten Grundzustand eine unterschiedliche Höhe Hm , bzw. H121 aufweisen und die bewegliche Standplatte Pi somit nicht waagerecht ausgerichtet ist. In dem gezeigten Beispiel weisen die bewegliche Standplatte Pi und die feste Basisplatte P2 eine identische Breite B auf, dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Die Verbindungselemente 1 1 , 12 sind in einem gleichen Abstand x von dem jeweiligen Rand der Platten P-i , bzw. P2 angebracht, können jedoch auch unterschiedliche Abstände zu den jeweiligen Plattenrändern aufweisen. Die Verbindungselemente 1 1 , 12 sind dabei derart ausgebildet, dass sie unter Einwirkung einer Kraft F in ihrer Höhe H veränderbar sind. Bei einer Veränderung der Höhe H der Verbindungselemente 1 1 , 12 bewegt sich die bewegliche Standplatte in vertikaler Richtung. Werden beide Verbindungselemente 1 1 , 12 in ihrer Höhe H unterschiedlich verändert, bzw. wird lediglich eines der Verbindungselemente 1 1 oder 12 in seiner Höhe verändert, neigt sich die bewegliche Standplatte Pi jeweils in Richtung des Verbindungselements 1 1 oder 12, welches die geringere Höhe H aufweist. In der gezeigten Anordnung ist eine Neigung der beweglichen Standplatte Pi lediglich um eine waagerechte Achse möglich. Durch vorsehen weiterer Verbindungselemente, welche in entsprechender Weise zwischen den Platten P-i , P2 angeordnet sind, kann jedoch eine Neigung der beweglichen Standplatte Pi um mehrere Achsen, die in einem bestimmten Winkel zueinander stehen ermöglicht werden.
Steht ein Benutzer (d.h. eine Person, ggf. ein Tier) auf der Anordnung, so wirkt eine durch das Gewicht des Benutzers verursachte Kraft FG auf die bewegliche Standplatte Pi . Diese Kraft FQ wirkt somit auch auf die Verbindungselemente 1 1 , 12, so dass diese sich in ihrer Höhe H verringern. Sind die Verbindungselemente 1 1 , 12 identisch ausgebildet, muss auf jedes der Verbindungselemente 1 1 , 12 die gleiche Kraft ausgeübt werden, damit die bewegliche Standplatte Pi auch unter Belastung in ihrer waagerechten Grundstellung verbleibt. Bei der in Figur 2 gezeigten beispielhaften Vorrichtung muss sich der Schwerpunkt S des Benutzers im Abstand von B/2 vom Rand der beweglichen Standplatte Pi , also in der Mitte der beweglichen Standplatte Pi befinden, um die Kraft FG gleichmäßig auf beide Verbindungselemente 1 1 , 12 zu verteilen. Auf jedes der Verbindungselemente 1 1 , 12 wirkt dann eine Kraft Fm = FQ/2, bzw. F121 = FQ/2. Das Verbindungselement 1 1 weist unter Belastung eine Höhe H 2 (H 2 = Hm - y-m) und das Verbindungselement 12 eine Höhe H 22 (H 22 = H 2 - y 2 ) auf, wenn sich der Schwerpunkt S einer Person in der Mitte der beweglichen Standplatte befindet, es gilt also Hn2 = Hi22.
Durch eine Veränderung der Lage des Schwerpunktes S wird die Kraft FG nicht mehr gleichmäßig auf die Verbindungselemente 1 1 , 12 verteilt, sondern es wird auf eines der Verbindungselemente 1 1 oder 12 eine größere Kraft ausgeübt wird als auf das andere. Durch eine Schwerpunktverlagerung kann also die bewegliche Standplatte Pi somit geneigt werden, indem die Verbindungselemente 1 1 und 12 durch die unterschiedliche Kraft die auf sie wirkt in ihrer Höhe H unterschiedlich verändert werden. In Figur 3 ist beispielsweise der Schwerpunkt S in Richtung des Verbindungselementes 12 aus der Ausgangslage bei B/2 heraus verschoben. Durch die größere Kraft, die nun auf das Verbindungselement 12 wirkt (z.B. F 22 = 2/3 FQ), wird dieses in seiner Höhe um y-122 im Vergleich zum belasteten Zustand in Figur 2 verringert (H-123 = H-i22-y-i22)- Das Verbindungselement 1 1 , welches nun eine geringere Kraft erfährt als im belasteten Grundzustand (z.B. F 2 = 1 /3 FG), weist nun eine Höhe von H 3 auf (H 3 = H 2 + yn2)- Die bewegliche Platte P1 ist dadurch nicht mehr waagerecht, sondern in Richtung des Verbindungselementes 12 abwärts geneigt.
Die Verbindungselemente 1 1 , 12 können jedoch auch derart ausgebildet sein, dass sie selbst aktiv eine Kraft auf die bewegliche Standplatte P1 ausüben können. Die Verbindungselemente 1 1 , 12 sind dabei beispielsweise einzeln ansteuerbar, so dass die Bewegungen nicht mittels Exzentern aus überlagerten Sinus- Schwingungen erzeugt werden. Beispielsweise können 1 D, 2D oder 3D Bahnen vorgegeben oder durch einen Zufallsgenerator erzeugt werden. Es können auch einzelne Impulse erzeugt werden. Durch die von den Verbindungselementen 1 1 , 12 ausgeübte Kraft kann die bewegliche Standplatte P1 beispielsweise von der festen Basisplatte P2 weggedrückt oder an die feste Basisplatte P2 herangezogen werden. In Figur 4 übt beispielsweise das Verbindungselement 1 1 eine Kraft F auf die bewegliche Standplatte P1 aus, welche in Richtung der festen Basisplatte P2 wirkt. Die Kraft Fi wirkt somit in Richtung der Kraft Fn2. Das Verbindungselement 12 hingegen übt in dem gezeigten Beispiel eine Kraft F2 auf die bewegliche Standplatte P1 aus, welche von der festen Basisplatte P2 weg wirkt. Die Kraft F2 wirkt somit der Kraft F122 entgegen. Auf diese Weise ist es möglich einer Schwerpunktverlagerung des Nutzers entgegenzuwirken. Dem Nutzer wird es somit erschwert, seinen Schwerpunkt S in eine gewünschte Lage zu bringen. Ebenso ist es aber beispielsweise auch möglich, dass die vom Verbindungselement 1 1 ausgeübte Kraft Fi von der festen Basisplatte P2 weg, also entgegengesetzt zur Kraft F112 und die vom Verbindungselement 12 ausgeübte Kraft F2 in Richtung der festen Basisplatte P2 , also in Richtung der Kraft F 22, wirkt. Auf diese Weise kann beispielsweise eine Schwerpunktverlagerung des Nutzers unterstützt werden. Für den Nutzer ist es somit leichter, seinen Schwerpunkt S in eine bestimmte Lage zu bringen.
Figur 5 zeigt beispielhaft anhand eines Blockschaltbildes das Grundprinzip einer Regelung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Trainieren koordinativer Fähigkeiten mit einer beweglichen Standplatte P-|. Die bewegliche Standplatte Pi ist mit den Verbindungselementen 1 1 , 12 sowie mit einem Regelelement 4 verbunden. Das Regelelement 4 kann beispielsweise eine Soll-Position SPx des
Schwerpunktes S eines auf der beweglichen Standplatte Pi befindlichen Benut- zers (z.B. zeitabhängig) vorgeben. Das Regelelement 4 kann auch mit einer Benutzerschnittstelle 2 verbunden sein, welche beispielsweise eine Anzeigeeinheit 3, wie zum Beispiel ein Display oder dergleichen aufweist, auf der die vorgegebene Soll-Position SPx graphisch dargestellt werden kann. Die Anzeigeeinheit 3 kann beispielsweise mit der Benutzerschnittstelle 2 entsprechend verbunden sein, sie kann aber auch beispielsweise in der Benutzerschnittstelle 2 integriert sein. Das Regelelement 4 kann zudem Ansteuersignale D an die bewegliche Standplatte Pi senden, um die Verbindungselemente 1 1 , 12 derart anzusteuern, dass diese entweder die Bewegung des Benutzers stören oder unterstützen. Ein Benutzer, der auf der beweglichen Standplatte Pi steht, kann dann versuchen, seinen Schwerpunkt S in die vorgegebene Soll-Position SPx zu bringen. Die Sen- sorik der beweglichen Standplatte Pi kann dazu ausgebildet sein, kontinuierlich die Ist-Position IPy des Schwerpunkts S des auf der beweglichen Platte Pi befindlichen Benutzers zu messen. Generell wird unter„Messen" auch ein indirektes Messen verstanden, bei dem das eigentliche Messergebnis (der Schwertpunkt bzw. das„Center of Pressure") aus anderen gemessenen Größen berechnet wird. Beispielsweise kann die auf die Verbindungselemente 1 1 , 12 ausgeübte Störkraft (FG ) gemessen werden, um daraus die Ist-Position IPy des Schwerpunkts S zu berechnen. Alternativ kann anhand der Neigung der beweglichen Standplatte Pi der Schwerpunkt S abgeschätzt werden. Aber auch jegliche weitere Methoden, welche geeignet sind, den Schwerpunkt S zu bestimmen sind hierbei möglich. Die jeweils gemessene Ist-Position IPy des Schwerpunktes S zu einem Messzeitpunkt tMy kann dann beispielsweise an das Regelelement 4 übertragen werden. Von dem Regelelement 4 kann eine Information über die gemessene Ist-Position IPy wiederum an die Benutzerschnittstelle 2 gesendet werden. Die gemessenen Ist- Positionen IPy des Schwerpunktes S können dann beispielsweise ebenfalls mittels der Anzeigeeinheit 3 graphisch dargestellt werden. Auf diese Weise kann der Nut- zer sehen, wo sich sein Schwerpunkt S jeweils im Vergleich zur vorgegebenen Soll-Position SPx befindet und in welche Richtung er die bewegliche Standplatte Pi durch Verlagerung seines Gewichtes neigen muss, um Ist-Position IPy und Soll-Position SPx in Übereinstimmung zu bringen. Eine komplette Übereinstimmung von Soll-Position SPx und Ist-Position IPy ist in der Praxis dabei kaum mög- lieh, insbesondere dann, wenn jede Soll-Position SPx nur über einen kurzen Zeitraum tspx vorgegeben wird um damit eine, mehr oder weniger schnelle, Sollbewegung vorzugeben, welcher der Benutzer folgen soll. Aus diesem Grund können beispielsweise unterschiedliche Distanzmaße zur Bewertung einer Übereinstimmung herangezogen werden.
Die Vorrichtung kann verschiedene Modi, bzw. Schwierigkeitsgrade aufweisen. In einem ersten, leichten Modus, können beispielsweise die Verbindungselemente 1 1 , 12 überwiegend unterstützend wirken und den Schwerpunkt S des trainierenden Benutzers in die richtige Soll-Position SPx führen. Die vorgegebene Soll- Position SPx kann dabei beispielsweise über einen verhältnismäßig langen Zeitraum tspx angezeigt werden, so dass der Nutzer eine lange Zeit zur Verfügung hat, um die bewegliche Platte Pi, bzw. die Ist-Position IPy seines Schwerpunkts S auf der Platte Pi mit der entsprechenden Soll-Position SPx möglichst in Übereinstimmung (IPy = SPx, bzw. IPy ~SPx) zu bringen. Die Soll-Positionen SPx könnten in einem leichten Modus beispielsweise auch derart gewählt werden, dass nur eine leichte Neigung der beweglichen Platte Pi durch den Nutzer erforderlich ist, um Ist-Position IPy und Soll-Position SPx in Übereinstimmung zu bringen. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn die Soll-Position SPx nahe dem Mittelpunkt der beweglichen Standplatte Pi liegt. Auf diese Weise kann die Bewegung der beweglichen Platte Pi in einem einfacheren Modus beispielsweise eher gedämpft und sehr sicher sein. In schwierigeren Modi können mit einer Steigerung des Schwierigkeitsgrads beispielsweise die Verbindungselemente 1 1 , 12 immer mehr der Bewegung des trainierenden Benutzers entgegenwirken und deren Schwerpunkt S von der Soll- Position SPx weg schieben. Die Störung kann beispielsweise zufällig generiert werden. Die einzelnen Soll-Positionen SPx können in einem schwereren Modus beispielsweise auch nur noch für eine immer kürzere Zeitdauer tspx angezeigt werden, so dass der Nutzer nur noch wenig Zeit hat seinen Schwerpunkt S in die entsprechende Ist-Position IPy (IPy = SPx) zu bringen. Werden verschiedene aufeinander folgende Soll-Positionen SPx beispielsweise jeweils nur noch für eine sehr kurze Zeitdauer tspx angezeigt, kann eine mehr oder weniger schnelle Sollbewegung des Schwerpunktes S vorgegeben werden, welcher der Nutzer folgen muss. Eine solche Sollbewegung könnte beispielsweise mit steigender Schwierigkeit immer schneller werden. In einem schweren Modus könnte beispielsweise auch eine sehr starke Neigung der beweglichen Platte Pi notwendig sein, um die Ist-Position IPy mit der vorgegebenen Soll-Position SPx in Übereinstimmung zu bringen. Dies kann dadurch erreicht werden, indem die Soll-Position SPx weiter zu den Rändern der beweglichen Platte Pi hin vorgegeben wird.
So sind unter anderem folgende Modi für eine Anordnung mit einer beweglichen Standplatte P denkbar:
Modus M1 : Regelung der Steifigkeit der Platte -> aktive Balance durch den Nutzer.
Modus M2: aktive Balance durch den Nutzer -> zufällige Störung durch die Platte. Modus M3: aktive Balance durch den Nutzer -> Störung durch die Platte abhängig von der Lage des Schwerpunkts (Center of Pressure, COP). Modus M4: Bewegungsprogramm -> aktive Balance durch den Nutzer, Platte wird
„weich" gestellt, messen der Zeit, die zum Stabilisieren benötigt wird. Modus M5: Sicherheitsmodus -> nur bestimmte Bewegungen der Platte sind mög- lieh (z.B. rechts/links), kippt die Platte in andere Richtungen (z.B. nach vorne) Sicherung durch aktives Gegensteuern der Platte mit Hilfe der Verbindungselemente 1 1 , 12. Modus M6: aktive Balance durch den Nutzer -> aktives Bewegungsprogramm der Platte, ständige Messung des Schwerpunktes S.
Das Regelelement 4 kann die Ergebnisse der Messungen der Ist-Position IPy bei- spielsweise in die Generierung weiterer Soll-Positionen SPx (oder einer ganzen Folge von Soll-Positionen, d.h. einer Soll-Trajektorie des Schwerpunktes des Benutzers) mit einbeziehen. Des Weiteren ist es beispielsweise möglich, unter Einbeziehung der Ergebnisse der Messungen der Ist-Positionen IPy, die Verbindungselemente 1 1 , 12 anzusteuern. Eine Ansteuerung kann beispielsweise mittels Ansteuersignalen D erfolgen, welche von dem Regelelement 4 zur Verfügung gestellt werden.
Indem die vorgegebenen Soll-Positionen SPx mit den jeweils gemessenen Ist- Positionen IPy verglichen werden, kann beispielsweise bestimmt werden, ob der gegenwärtige Modus dem gegenwärtigen Trainingszustand des Nutzers entspricht. Hierfür kann beispielsweise bestimmt werden, ob der Nutzer überhaupt in der Lage ist, die Ist-Position IPy mit der jeweiligen Soll-Position SPx in Übereinstimmung zu bringen, bzw. wie nahe der Nutzer die Ist-Position IPy an die jeweils vorgegebene Soll-Position SPx heranbringen kann. Es kann jedoch beispielsweise auch die Zeit bestimmt werden, die von der trainierenden Person benötigt wird um Ist-Position IPy und Soll-Position SPx in Übereinstimmung oder in einen bestimmten Abstand voneinander zu bringen. Hierfür kann zum Beispiel eine mehrmalige Messung der Ist-Position IPy innerhalb einer Zeit tspx, während der eine Soll- Position SPx vorgegeben wird, durchgeführt werden. Sobald eine Übereinstim- mung von zum Beispiel einer ersten Soll-Position SP1 und einer Ist-Position IP1 festgestellt wird (SP1 = IP1 ) kann dann beispielsweise eine nächste Soll-Position SP2 vorgegeben werden.
Es kann jedoch beispielsweise auch lediglich bestimmt werden, ob innerhalb der vorgegebenen Zeit tspx, während der eine Soll-Position SPx vorgegeben wird, die Ist-Position IPy mit dieser Soll-Position SPx in Übereinstimmung gebracht wurde, ohne die dafür benötigte Zeit zu messen. Alternativ oder zusätzlich kann beispielsweise auch bestimmt werden, wie lange die Ist-Position IPy mit der Soll- Position SPx nahezu komplett oder komplett in Übereinstimmung gehalten wird oder wie stark eine Ist-Trajektorie des Schwerpunkts des Benutzers von einer vorgegebenen Soll-Trajektorie maximal oder durchschnittlich abweicht. Zudem könnte die Geschwindigkeit mit der die Ist-Position IPy verändert wird, das„Center of Pressure Error Integral" (= Fläche), die Frequenz und/oder die Phase zwischen einer periodischen Ist-Bewegung und einer zugehörigen Soll-Bewegung des Schwerpunkts gemessen werden.
Durch kontinuierliche Messung der Ist-Position IPy des Schwerpunktes S können beispielsweise aber auch eventuelle Falltendenzen der trainierenden Person erkannt werden. Beispielsweise ist es möglich zu erkennen, ob eine Person häufig droht in eine bestimmte Richtung (z.B. nach vorne, hinten oder seitwärts) zu fallen. Durch Erkennen einer solchen individuellen Gefahrentendenz kann dies im weiteren Trainingsablauf entsprechend berücksichtigt werden. Dadurch ist es möglich, dass ganz speziell die individuellen Schwachstellen jeder trainierenden Person trainiert werden.
Um einen Trainingsfortschritt zu erkennen, kann beispielsweise ein Gesamtpunktekonto geführt werden. Wird nach einer Messung der Ist-Position IPy eine (weit- gehende) Übereinstimmung zwischen Soll-Position SPx und Ist-Position IPy festgestellt, kann beispielsweise eine bestimmte Anzahl an Punkten zu diesem Gesamtpunktekonto hinzu addiert werden. Beispielsweise kann bei einer Übereinstimmung von Soll-Position SPx und Ist-Position IPy eine bestimmte maximale Anzahl an Punkten addiert werden. Es kann jedoch beispielsweise auch der Ab- stand der gemessenen Ist-Positionen IPy zur jeweils vorgegebenen Soll-Position SPx betrachtet werden. Stimmen Ist-Position IPy und Soll-Position SPx zwar nicht überein, wurde die Ist-Position IPy jedoch zumindest in die Nähe der Soll-Position SPx gebracht, so kann beispielsweise für bestimmte Abstände der Ist-Position IPy von der Soll-Position SPx oder für die Zeitdauer der Übereinstimmung noch eine bestimmte Anzahl an Punkten zum Gesamtpunktekonto hinzu addiert werden. Das heißt, je geringer der Abstand zwischen Soll- und Ist-Position des Schwerpunkts und je länger der Benutzer diesen geringen Abstand halten kann, desto mehr Punkte werden dem Punktekonto gutgeschrieben. Bei größeren gemessenen Ab- ständen der Ist-Position IPy von der Soll-Position SPx kann die addierte Punktzahl dabei beispielsweise immer geringer werden. Ebenso ist es zum Beispiel auch möglich mehr Punkte zu addieren, je schneller die Ist-Position IPy mit der Soll- Position SPx in Übereinstimmung gebracht wurde. Punkte können alternativ oder zusätzlich jedoch auch nach beliebigen weiteren Kriterien addiert werden.
Wird zunächst ein erster Modus M1 eingestellt, so kann der Nutzer beispielsweise in diesem Modus M1 Punkte sammeln, indem er die Ist-Position IPy genau oder nahezu mit der vorgegebenen Soll-Position SPx in Übereinstimmung bringt. Die vom Nutzer gesammelten Punkte (entsprechend dem nach vorgebbaren Kriterien messbaren Erfolg des Nutzers) können dann beispielsweise über den Verlauf dieser Trainingseinheit hinweg addiert werden. Dies ist beispielhaft in dem Diagramm in Figur 6 gezeigt. Auf der x-Achse ist die Anzahl der absolvierten Trainingseinheiten, auf der y-Achse die Anzahl der insgesamt erzielten Punkte aufgetragen.
Der Nutzer beginnt beispielsweise in Trainingseinheit 1 . Während dieser Trainingseinheit werden verschiedene Soll-Positionen SPx (z.B. entlang einer Soll- Trajektorie) vorgegeben. Pro Übereinstimmung von Ist-Position IPy und Soll- Position SPx kann beispielsweise jeweils eine bestimmte Punktezahl erreicht wer- den, welche zu der Gesamtpunktzahl hinzu addiert wird. Im Verlauf der ersten Trainingseinheit erreicht der Nutzer in dem dargestellten Beispiel eine Gesamtpunktzahl von 200 Punkten. In den folgenden Trainingseinheiten steigert sich der Nutzer jeweils um eine gewisse Punktzahl und etwa ab der siebten Trainingseinheit stellt sich im gezeigten Beispiel eine Stabilisationsphase ein. Der Nutzer er- reicht ab der siebten bis zur zehnten Trainingseinheit jeweils eine Punktzahl von etwa 500 Punkten, bleibt also relativ konstant. Eine derartige Stabilisationsphase im Anschluss an eine Steigerungsphase kann häufig während eines Trainingsverlaufs beobachtet werden. Das Erreichen, bzw. Halten einer solchen Stabilisationsphase kann somit beispielsweise als Indiz gewertet werden, dass der Nutzer den aktuellen Modus M1 nun so gut beherrscht, dass er in einem zweiten, schwierigeren Modus M2 weitertrainieren kann. Aufgrund der erhöhten Schwierigkeit im zweiten Modus M2, erreicht der Nutzer zunächst wieder nur eine geringe Anzahl an Punkten pro Trainingseinheit, steigert sich durch das Training jedoch wieder von Trainingseinheit zu Trainingseinheit. Es kann beispielsweise wieder in einen nächsten Modus umgeschaltet werden, wenn wiederum erkannt wird, dass der Nutzer den zweiten Modus M2 bereits gut beherrscht, also zum Beispiel wieder eine Stabilisationsphase erreicht wurde. Das Erkennen einer Stabilisationsphase ist jedoch nur ein mögliches Indiz dafür, dass der aktuelle Modus möglicherweise nicht mehr fordernd genug ist. Weitere Indizien könnten beispielsweise sein, dass ein Nutzer bereits zu Beginn eines Modus eine bestimmte Anzahl an Punkten überschreitet oder dass die Ist-Position IPy immer in direkter Nähe (sog. Zielkreis) der Soll-Position SPx gemessen wird.
Ebenso ist es aber beispielsweise auch möglich, anhand verschiedener Kriterien zu erkennen, ob der gewählte Modus möglicherweise zu anspruchsvoll ist. Wird beispielsweise über eine vorgegebene Anzahl an Trainingseinheiten hinweg eine bestimmte Mindestpunktzahl nicht erreicht oder ist keine Steigerungsphase über mehrere Trainingseinheiten hinweg zu erkennen, so kann dies beispielsweise als Indiz gewertet werden, dass der gewählte Modus zu anspruchsvoll für den Nutzer ist. Ebenso könnten beispielsweise gemessene Falltendenzen darauf hinweisen, dass der aktuelle Modus nicht dem aktuellen Trainingsstand des Nutzers entspricht. In einem solchen Fall kann manuell oder automatisch in einen leichteren Modus geschaltet werden. Ein aktives Erkennen durch den Nutzer sowie ein manuelles Umschalten in einen anderen, passenden Modus, ist im automatischen Modus nicht notwendig.
Mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es somit möglich, das Trainingsniveau manuell aber auch automatisch anhand verschiedener Kriterien dem aktuellen Trainingsstand des Nutzers anzupassen. Auf diese Weise wird das Training für einen Nutzer nie langweilig, aber auch nie zu schwer und somit demotivierend.
In Figur 7 ist beispielhaft ein möglicher Ablauf der Informationsverarbeitung während des Betriebs der Vorrichtung gezeigt. Zunächst wird zu Beginn einer neuen Trainingseinheit beispielsweise festgestellt, in welchem Modus der Nutzer trainie- ren soll. Wurde noch keine Trainingseinheit vorher absolviert, kann in einem einfachen Modus gestartet werden. Wurden bereits Trainingeinheiten absolviert, so kann zunächst beispielsweise anhand der oben genannten Kriterien bestimmt werden, ob der letzte Modus beibehalten werden soll, oder ob ein leichterer oder schwererer Modus eingestellt werden soll. Weiterhin kann, falls vorhanden, ein Gesamtpunktestand für die neue Trainingseinheit wieder auf Null gesetzt werden.
Gemäß dem eingestellten Modus kann dann, beispielsweise durch das Regelelement 4, eine Soll-Position SPx, eine Sollbewegung oder eine Koordinationsaufgabe vorgegeben werden. Der Nutzer hat dann beispielsweise während einer Zeitdauer tspx die Möglichkeit, die Ist-Position IPy mit der Soll-Position SPx in Übereinstimmung zu bringen, bzw. der Sollbewegung so gut wie möglich zu folgen oder die gestellte Aufgabe zu lösen. Während der Zeitdauer tspx, wird kontinuierlich die Ist-Position IPy des Schwerpunkts S gemessen. Jede gemessene Ist-Position IPy kann dann mit der jeweils zum Messzeitpunkt tMy vorgegebenen Soll-Position SPx verglichen werden. Anschließend kann eine Bewertung anhand dieses Vergleiches erfolgen. Stimmen die Soll-Positionen SPx und die gemessenen Ist- Positionen IPy (nahezu, innerhalb gewisser Toleranzbereiche) überein, so kann beispielsweise der Gesamtpunktestand erhöht werden. Stimmen Soll-Positionen SPx und Ist-Positionen IPy nicht überein, so kann der Gesamtpunktestand beispielsweise unverändert bleiben oder reduziert werden.
Je nach dem Schwierigkeitsgrad des aktuellen Modus kann eine (Netto-) Kraft F von den Verbindungselementen 1 1 , 12 auf die bewegliche Standplatte Pi ausge- übt werden. Die auf die bewegliche Standplatte Pi ausgeübte Kraft F kann dabei in Richtung (Unterstützung) oder entgegen (Störung) der durch den Nutzer ausgeübten Kraft FG wirken, wobei die Kraft F dabei jedoch auch beispielsweise Null sein kann. Ist das Ende der Trainingseinheit noch nicht erreicht, kann eine neue Soll-Position SPx, Sollbewegung oder Koordinationsaufgabe vorgegeben werden und der oben beschriebene Ablauf wiederholt sich. Ist das Ende der Trainingseinheit erreicht kann direkt im Anschluss oder zu einem späteren Zeitpunkt eine nächste Trai- ningseinheit gestartet und der entsprechend oben beschriebene Ablauf wiederholt werden, indem zunächst geprüft wird, ob der Modus geändert werden soll. Auf diese Weise ergibt sich ein integrierter geschlossener Regelkreis. Um eine aktive Beeinflussung der beweglichen Platte Pi durch das System zu ermöglichen, können die Verbindungselemente 1 1 , 12 entsprechend ausgebildet sein. Beispielsweise können als Verbindungselemente 1 1 , 12 aktive, steuerbare, mechanische Stellorgane wie z.B. Balgzylinder oder Luftmuskel Verwendung finden. Es sind hier jedoch auch andere Verbindungselemente denkbar, welche durch das Gewicht des Nutzers in ihrer Höhe H verändert werden können und zudem aktiv eine Kraft F auf die bewegliche Standplatte Pi ausüben können. Die Verbindungselemente können dann beispielsweise über das Regelelement 4 mittels Ansteuersignalen D entsprechend angesteuert werden. Figur 8 zeigt beispielhaft eine vereinfachte Darstellung einer derartigen Vorrichtung. Die bewegliche Standplatte Pi weist in dem gezeigten Beispiel eine runde Form auf. Mittels drei Verbindungselementen 51 , 52, 53 ist die bewegliche Standplatte Pi mit einer festen Basisplatte P2 verbunden. Die Verbindungselemente 51 , 52, 53 sind im gezeigten Beispiel als Balgzylinder ausgebildet. Wie bereits oben dargestellt, können hier jedoch auch andere Arten von Verbindungselementen vorgesehen sein, welche in ihrer Höhe veränderbar sind und aktiv eine Kraft auf die bewegliche Standplatte Pi ausüben können. Die Verbindungselemente 51 , 52, 53 sind in der gezeigten Anordnung derart angeordnet, dass sie ein gleichseitiges Dreieck bilden. Durch eine derartige Anordnung ist beispielsweise eine Neigung der beweglichen Standplatte Pi um mehrere Achsen möglich. Die gezeigte Anordnung der Verbindungselemente 51 , 52, 53 ist jedoch nur beispielhaft, es sind auch jegliche andere Anordnungen denkbar.
Die beschriebenen Beispiele sollen lediglich das grundsätzliche Prinzip der erfin- dungsgemäßen Vorrichtung darstellen. Die Vorrichtung kann nicht nur zum Training von Menschen, sondern beispielsweise auch zum Training von Tieren verwendet werden. Zudem sind verschiedene weitere Ausgestaltungen möglich. Anstatt einer einzelnen beweglichen Standplatte können beispielsweise auch mehr- fache Standplatten vorgesehen werden. Soll die Vorrichtung beispielsweise zum Training von Pferden, eingesetzt werden, kann für jede Hufe eine, also vier Standplatten vorgesehen werden. Eine Schwerpunktmessung kann dann beispielsweise über eine Mittelung der Kippwinkel der Platten oder mittels sonstiger geeigneter Methoden, erfolgen und jede einzelne Standplatte kann wie oben dargestellt angesteuert werden.
Bei Verwendung mehrfacher Standplatten können beispielsweise die Modi M1 bis M5, wie für die einzelne bewegliche Standplatte beschrieben, vorgesehen sein. Alternativ oder zusätzlich können aber beispielsweise auch folgende Modi implementiert werden:
Modus M7: Schwerpunktmessung links/rechts interpolieren.
Modus M8: Schwerpunktmessung aus den Kippwinkeln (vor/rück) der Platten.

Claims

Patentansprüche
1 . Vorrichtung zum Trainieren koordinativer Fähigkeiten mit
wenigstens einer beweglichen Standplatte (Pi),
wenigstens einer ruhenden Basisplatte (P2),
wenigstens zwei Verbindungselementen (1 1 , 12), die in ihrer Höhe (H) veränderbar sind und zwischen der wenigstens einen beweglichen Standplatte (Ρ-ι) und der wenigstens einen ruhenden Basisplatte (P2) wirken,
einer Benutzerschnittstelle (2) und
einem Regelelement (4), das dazu ausgebildet ist:
nacheinander verschiedene Soll-Positionen (SPx) des Schwerpunktes (S) einem auf der wenigstens einen beweglichen Standplatte (Pi) befindlichen Benutzer vorzugeben,
kontinuierlich die Ist-Position (IPy) des Schwerpunktes (S) des auf der beweglichen Standplatte (Pi) befindlichen Benutzers zu messen,
jede gemessene Ist-Position (IPy) mit der zum Zeitpunkt ihrer Messung (tMy) vorgegebenen Soll-Position (SPx) zu vergleichen; und
unter Berücksichtigung der gemessenen Ist-Positionen (IPy) und/oder der Ergebnisse der Vergleiche von Ist-Positionen (IPy) und Soll- Positionen (SPx) Ansteuersignale (D) zur Ansteuerung der Verbindungselemente (1 1 , 12) zu generieren.
2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 , bei der die wenigstens zwei Verbindungselemente (1 1 , 12) aktiv steuerbare, mechanische Stellorgane, insbesondere Linear- motoren, Elektromotoren, Hydraulikzylinder, Balgzylinder oder Luftmuskel, sind.
3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der die wenigstens zwei Verbindungselemente (1 1 , 12) dazu ausgebildet sind, jeweils eine Kraft (F) auf die we- nigstens eine bewegliche Standplatte (Pi) auszuüben, um die Ist-Position (IPy) des Schwerpunkts (S) der auf der wenigstens einen beweglichen Standplatte (Pi) befindlichen Person aktiv in Richtung der vorgegebenen Soll-Position (SPx) oder von der vorgegebenen Soll-Position (SPx) weg zu bewegen.
4. Vorrichtung gemäß Anspruch 3, bei der die durch die wenigstens zwei Verbindungselemente (1 1 , 12) jeweils ausgeübte Kraft (F) durch einen Zufallsgenerator oder als Einzelimpuls(-folge) vorgegeben wird.
5. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, die weiterhin eine Anzeigeeinheit (3) aufweist, die dazu ausgebildet ist, die jeweils vorgegebene Soll-Position (SPx) und die gemessenen Ist-Positionen (IPy) graphisch darzustellen.
6. Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei der das Regelelement dazu ausgebildet ist, die Übereinstimmung oder die Abweichungen zwischen den gemessenen Ist-Postionen und den zugehörigen Soll-Positionen und/oder die Dauer einer Übereinstimmung bzw. einer Abweichung und/oder die Dauer bis zum Erreichen einer Übereinstimmung nach vorgebbaren Kriterien quantitativ zu bewerten.
7. Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei der eine bestimmte Anzahl an Punkten zu einem Gesamtpunktekonto hinzu addiert wird, wenn eine Ist-Position (IPy) innerhalb eines vorgebbaren Bereichs um die zum Messzeitpunkt (tMy) vorgegebene Soll-Position (SPx) liegt.
8. Die Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei nacheinander Soll-Positionen entlang einer Soll-Trajektorie vorgegeben werden und wobei die durch die laufende Messung der Ist-Positionen des Schwerpunktes erhaltene Ist-Trajektorie mit der Soll-Trajektorie verglichen wird und die räumliche und/oder zeitliche Übereinstimmung bzw. Abweichung zwischen Soll- und Ist-Trajektorie quantitativ bewertet wird.
9. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei durch eine Soll-Trajektorie eine Soll-Bewegung des Benutzers vorgegeben ist, und wobei das Regelelement (4) dazu ausgebildet ist, die Bewegung des Nutzers zu unterstützen oder zu stören, wobei das Ausmaß der Unterstützung bzw. Störung anpassbar ist.
10. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 9 wobei das Ausmaß der Unterstützung bzw. Störung vom ausgewählten Betriebsmodus abhängt, welcher automatisch und abhängig von der quantitativen Bewertung angepasst wird.
1 1 . Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, die weiter dazu ausgebildet ist, die wenigstens zwei Verbindungselemente (1 1 , 12) derart anzusteuern, dass diese einem eingestellten Modus entsprechend zwischen der wenigstens einen beweglichen Standplatte (Pi) und der wenigstens einen ruhenden Basisplatte (P2) wirken.
12. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 8 bis 1 1 , die dazu ausgebildet ist, anhand der Messungen der Ist-Positionen (IPy) und/oder anhand der Vergleiche der gemessenen Ist-Positionen (IPy) mit den jeweils vorgegebenen Soll- Positionen (SPx) zu erkennen, ob ein aktueller Modus einem Trainingszustand des auf der wenigstens einen beweglichen Standplatte (Pi) befindlichen Benutzers entspricht.
13. Vorrichtung gemäß Anspruch 12, die dazu ausgebildet ist, automatisch in einen anderen Modus zu schalten, wenn erkannt wurde, dass der aktuelle Modus nicht dem Trainingszustand des auf der beweglichen Standplatte (Pi) befindlichen Benutzers entspricht, wobei der Trainingszustand von der quantitativen Bewertung abhängt.
14. Vorrichtung gemäß Anspruch 12, die dazu ausgebildet ist, in einen anderen Modus zu schalten, wenn anhand des Gesamtpunktekontos erkannt wird, dass der aktuelle Modus nicht dem Trainingszustand des auf der wenigstens einen beweglichen Standplatte (Pi) befindlichen Benutzers entspricht.
15. Vorrichtung gemäß Anspruch 12, die dazu ausgebildet ist, in einen anderen Modus zu schalten, wenn dies über die Benutzerschnittstelle (2) durch einen Nutzer eingegeben wird.
16. Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, die weiter dazu ausgebildet ist, anhand der gemessenen Ist-Positionen (IPy) eventuelle Falltendenzen der auf der beweglichen Standplatte (Pi) befindlichen Person zu erkennen, und abhängig von dieser Erkennung in einen anderen Modus zu weschslen.
17. Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung zum Trainieren koordinativer Fähigkeiten mit wenigstens einer beweglichen Standplatte (Pi), wenigstens einer ruhenden Basisplatte (P2), wenigstens zwei Verbindungselementen (1 1 , 12), die in ihrer Höhe (H) veränderbar sind und zwischen der wenigstens einen beweglichen Standplatte (Pi) und der wenigstens einen ruhenden Basisplatte (P2) wirken, einer Benutzerschnittstelle (2) und einem Regelelement (4); das Verfahren umfasst: vorgeben verschiedener aufeinander folgender Soll-Positionen (SPx) des Schwerpunktes (S) einer auf der wenigstens einen beweglichen Standplatte (Pi) befindlichen Person, wobei jede der Soll-Positionen (SPx) für eine bestimmte Zeit- dauer (tspx) oder bis zum Eintritt eines bestimmten Ereignisses vorgegeben wird; kontinuierliches Messen der Ist-Position (IPy) des Schwerpunktes (S) des auf der wenigstens einen beweglichen Standplatte (Pi) befindlichenBenutzers; vergleichen jeder gemessenen Ist-Position (IPy) mit der jeweils zum Messzeitpunkt (tMy) vorgegebenen Soll-Position (SPx);
generieren von Ansteuersignalen (D), unter Berücksichtigung der gemessenen Ist-Positionen (IPy) und/oder der Ergebnisse der Vergleiche von Ist- Positionen (IPy) und Soll-Positionen (SPx); und
ansteuern der wenigstens zwei Verbindungselemente (1 1 , 12) mit den Ansteuersignalen (D).
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