Szenario
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Gruppe von 2 .. 30 Radfahrern.
Jeder Radfahrer soll mit einer für ihn vorgegebenen Leistung fahren.
Die Leistungsvorgabe jedes Fahrers kann vom Fahrer selbst oder vom Trainer dynamisch geändert werden.
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Medizinische und physikalische Randbedingungen
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Die Leistung korreliert mit der Herzfrequenz, die durch einen entsprechenden
Sensor ermittelt wird. Zielgröße in diesem Szenario ist damit nicht die Leistung
direkt, sondern die individuelle Herzfrequenz.
Windschatten bietet eine Möglichkeit, um beim Radfahren Kraft zu sparen. Die Einsparung
hängt von folgenden Faktoren ab:
Von der Geschwindigkeit. Faustregel:
Die Krafteinsparung in % entspricht etwa der gefahrenen Geschwindigkeit.
Abstand vom Vordermann.
Von der Anzahl der vorausfahrenden Fahrer und der gefahrenen Formation,
v.a. bei seitlichem Wind.
Fahrer ermüden unterschiedlich schnell.
Verschiedene Streckenprofile 'belasten' die Fahrer unterschiedlich.
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Regelgrößen
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Über Sensorik wird (nur) die Herzfrequenz aufgenommen und an einen lokalen embedded PC über ein MICA-Funknetz weitergegeben.
Die PCs aller Teilnehmer (Fahrräder) tauschen sich die aktuellen Ist- und Sollwerte aus. Auf Basis der Differenz zwischen
Ist- und Sollwerten werden zwei Größen an den lokalen Fahrer ausgegeben:
schneller/langsamer, wenn die Ist-Werte aller Fahrer zu klein/groß sind
nach vorne/hinten, wenn die Differenz des lokalen Fahrers von denen der
anderen Fahrer signifikant abweicht.
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Ziel des einfachen Szenarios
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Kommentar von Herrn Mühlfriedel, Leiter des Radsportleistungszentrums, HHG
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Steuerung erfolgt heute durch Trainer nach Gefühl. Optimierung durch AmI birgt großes Optimierungspotenzial.
Z.Zt. keine techn. Unterstützung von Gruppentraining, da kein Massenmarkt
(was es gibt, ist für Amateurbereich zu teuer). Interesse wäre allerdings bestimmt gegeben.
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Anforderungen an das System
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Im Folgenden drei Anforderungen von mir. Bei weitergehenden 'Wünschen' einzelner Gruppen könnte das
Szenario evtl. passend erweitert werden.
Hierarchisches Netzwerk. Abstand Pulssensor - Radcomputer wird heute mit
etwa 80 cm spezifiziert. Schließt man weitere Sensoren am Rad mit ein (s.u.),
so sollte mit ca. 1,5 m Radius um eine 'Basisstation' am Rad gerechnet werden.
Abstand zwischen den Fahrern: 0,5 ... 100 m. Evtl. noch eine dritte Ebene
der Kommunikation zwischen Gruppen und mit Trainer: je nach Szenario beliebiger
Abstand im Bereich mehrerer Kilometer denkbar.
Herzfrequenzmessung. Bereich zwischen 50 und 250 Schlägen/min. Reaktion
auf Änderung der Frequenz in Größenordnung mehrerer Sekunden ausreichend.
Vorverarbeitung auf Sensorseite denkbar.
Leistungsaufnahme. Auf Seite des Pulssensors kritisch. Heutige Systeme
kommen mit einer Knopfzelle mehrere Monate aus. 'Basisstation' am Rad ist
weniger kritisch. Heutige Spitzenakkus für Lichtanlagen (für Trainingsfahrten
akzeptabel) liefern ca. 40 Wh. Bei Trainingsfahrten von etwa 5 ... 8 Stunden
wäre eine Leistungsaufnahme von bis zu 5 W akzeptabel. (Unter Wettkampfbedingungen,
was ein erweitertes Szenario sein könnte, müsste auch hier die Stromaufnahme
um Größenordnungen reduziert werden).
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Mögliche Szenarienerweiterungen
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Im obigen Szenario wurden weder Gewichts- und Energieminimierung, noch Fehlertoleranz
und Echtzeit detailliert betrachtet. Aber auch andere interessante/herausfordernde
Erweiterungen sind denkbar. Beispiele sind:
Einsatz im Wettkampf (Mannschaftszeitfahren, 4er-Mannschaft auf Bahn - Gewichtentscheidend).
Erweiterung zu einem umfassenden Informationssystem mit passender
Mensch-Computer-Schnittstelle. Beispielsweise Integration von Sprachübertragung
(zwischen Fahrern und Trainer), Visualisierung des Renngeschehens
etc. (⇒Was sollte wer wann über wen wissen?)
Einbeziehen des Streckenprofils und Ortsbestimmung. Damit könnte das
System vorausplanen und hätte nicht nur reinen reaktiven Charakter. Auch
könnten temporär Teilgruppen (auf unterschiedlichen Strecken) gebildet werden
(⇒erweiterte Kommunikationsanforderung, ortsabhängiges Verhalten).
Weitere Sensorik. Z.B.
Kraftsensor in Schuhplatte zur 'echten' Leistungsmessung (bisher nur in
Kurbel - sogar im Wettkampf eingesetzt, obwohl 'schwer').
Luftströmungssensoren am Körper.
Auch andere biometrische Daten denkbar. Hier ist eine Erweiterung in
Richtung genauerer Fitnessbestimmung und Überlastungsbegrenzung
möglich (vgl. Assisted Living).
Dynamische Änderung der Gruppe durch Hinzukommen/Weggehen von Fahrern,
Teilung und Zusammenführung der Gruppe (z.B. vor/nach Berg).
Optimierung der Sitzposition (bisher nur für 'reiche Mannschaften' im Windkanal).
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