Luvussa on esitelty 40 erilaista sensorijärjestelmää. Taulukossa 4 on yhteenveto esi-teltyjen tuotteiden ominaisuuksista.
Taulukko 4. Luvussa esitetyt laiteet ja arviot niiden sisältämistä sensoreista.
Järjestelmät jakautuivat kellomaisiin, kehoon tai välineeseen kiinnitettäviin ja puetta-viin ratkaisuihin. Sensoreita laiteet sisälsivät 1–10 kappaletta käyttötarkoituksesta riip-puen. Vain muutamien laitteiden toiminnasta oli löydettävissä vertaisarvioituja artik-keleita. Laitteiden sisältämistä sensoreista tietoa löytyi vaihtelevasti, mutta esimer-kiksi algoritmeihin liittyvistä ratkaisuista ei tietoa ollut ollut saatavilla minkään
lait-38
teen kohdalla. Käytetyistä radioista suosituin oli Bluetooth. Muita käytettyjä tiedon-siirtomenetelmiä olivat ANT, WLAN (Wi-Fi), USB (Universal Serial Bus) ja omat langattomat ratkaisut.
Laitteista lähes kaikki sisälsivät inertiasensorit, joita käytetään käyttäjän aktiivisuuden ja liikkeen seurantaan. Sykkeen seuranta oli mukana useissa laiteissa. Sykkeen mittaa-miseen käytettiin joko erillistä pantaa tai photolethysmografia, joka mittaa sykkeen suoraan ihon pinnalta. GNSS-sensori oli myös paljon käytetty erilaissa ratkaisuissa.
Sijaintiedon käyttö rajoittui kuitenkin ulkona tapahtuvaan toimintaan. Sisätiloissa si-jaintia ei tarjottu. Liikettä sisätiloissa arvioitiin kameran avulla tai kiihtyvyysantureilla mitattuna aktiivisuutena. Muita harvinaisempia sensoreita löytyi yksittäisiltä tarjo-ajilta, mutta niiden toiminnasta ei ollut usein muuta näyttöä kuin valmistajan itse te-kemät kokeilut. Vaatteisiin integroitavat sensorit vastasivat käyttötarkoituksiltaan muilla menetelmillä kiinnitettyjä sensoreita. Poikkeuksena oli kuitenkin painesensori, joka esiteltiin vain vaatteisiin integroitujen tuotteiden yhteydessä.
Urheilulajeittain tarkasteltuna eniten sovelluksia löytyi kestävyysurheiluun. Suuri osa kestävyysurheilusovelluksista toimi useammassa kestävyyslajissa. Toinen suurempi ryhmä olivat iskujen tallentamiseen tarkoitetut turvallisuutta lisäävät laiteet, jotka oli pääsääntöisesti tarkoitettu amerikkalaisen jalkapallon pelaajille. Kolmanneksi eniten tuotteita löytyi saliharjoittelijoilla. Jalkapallon taktiikan tarkasteluun tarkoitettuja so-velluksia tarkastelusta löytyi kaksi. Loput sovellukset olivat yksittäisiä tarkasteltuna ryhmittäin.
Yleisin tapa hyödyntää sensoreiden tuottamaa tietoa reaaliajassa oli käyttää matkapu-helimen näyttöä. Matkapuhelimessa tehtiin myös jonkin verran analyysia reaaliaikai-sissa mittaukreaaliaikai-sissa. Matkapuhelinta käytettiin myös meneillään olevan aktiviteetin oh-jaukseen. Osassa ratkaisuissa palautteen antaminen oli viety valmennustasolle asti.
Rannetietokoneet olivat toinen mahdollisuus näyttää reaaliaikaista tietoa harjoituksen etenemisestä. Rannetietokoneita ei kuitenkaan käytetty muuta kuin mitattujen tai las-kettujen arvojen esittämiseen. Muita käytettyjä keinoja palautteen antamiseen olivat erilaiset valo-, ääni- ja värinäsignaalit.
39
Mittauksia analysoitiin lähes poikkeuksetta pilveen sijoitetun palvelun avulla. Pilveen siirto tapahtui matkapuhelin sovelluksen avulla. Analyysit on nähtävissä suoraan pu-helimella tai erillisen Internet-sivun kautta. Sivustojen yhteydessä painotettiin usein datan tuovan uudenlaista ymmärrystä ja tietoa mitatusta aiheesta. Myös sosiaalisuus ja sosiaalisuuden lisääminen aktiviteettiin tuotiin esille monen tarjoajan toimesta. Osa tarjoajista jakoi mitatut arvot suoraan tai data oli jaettavissa kolmansien osapuolien kanssa.
40
5 POHDINTA JA JATKOTUTKIMUSIDEAT
Urheilusuorituksia voidaan tällä hetkellä mitata itse kaupallisesti saatavilla sovelluk-silla ja ammattilaisten käyttöön kehitetyillä sovelluksovelluk-silla. Puettavia ratkaisuita tarjo-taan mittalaitteiksi suureen määrään hyvin erilaisia ongelmia, vaikka järjestelmän val-mistajan todistusaineisto laitteen soveltuvuudesta perustuu yleensä valval-mistajan omiin testeihin.
Ohjelmoijalle puettavat järjestelmät luovat haasteen. Laskentakapasiteetin yhdistämi-nen mittauksen puutteisiin ja häiriöihin vaikeuttaa oikeanlaisen tuloksen saamista.
Toiminnan luokittelu vaatii tarkkaan mietityn ratkaisun. Oman sovellusalueen muo-dostavat pilveen tallennetun tiedon käsittely. Tällä hetkellä rannetietokoneilla teh-dyille tallennuksille on olemassa standardit tallennusformaatit, jotka mahdollistamat kolmansien osapuolten sovellukset. Muista tarkastelluista tuotteista, kuten esimerkiksi aktiivisuus ja voimaharjoittelu, tietoja ei pysty siirtämään pois valmistajan ohjelmasta.
Tämä tarkoittaa sitä, että järjestelmillä tehtävät tallennukset pysyvät erillään, eikä ko-konaisvaltaiseen tarkasteluun yhdessä ohjelmistossa ole mahdollisuutta ainakaan vielä.
Puettavien sensorijärjestelmien avulla toteutettuja järjestelmiä löytyy tällä hetkellä eri tarkoituksiin. Tekniikat, joilla sovellukset toteutetaan voivat olla hyvin samoja, mutta käyttö varsin erilaista. Vertaillessa päähän kohdistuvien iskujen seuraamista ja hyppy-jen määrän sekä tehon laskevaa sovellusta käyttö on varsin erilaista, mutta sovelluksen muut vaatimukset ovat lähellä toisiaan. Useille sovelluksille on tunnusomaista se, että laitteen luvataan tuottavan oikein mitattua ja hyvä laatuista dataa. Kuitenkin mittauk-sen oikeellisuudesta on harvoin tarjolla tieteellisesti todettuja tuloksia. Myöskään ana-lyysien muuttujien laskentaa on harvoin avattu muuttujien paremman ymmärryksen saavuttamiseksi.
Tulevaisuudessa puettavien sensorijärjestelmien käyttö tulee todennäköisesti lisäänty-mään liikuntasektorilla (Researchandmarkets, 2016). Tällä hetkellä käyttäjät ovat
var-41
masti enemmän teknologiasuuntautuneita harrastajia, mutta todellinen markkina tuot-teille voisi löytyä laihduttajista ja kuntoutujista. Sairaanhoidon puolella puettavien jär-jestelmien käyttö on jo monipuolisempaa. (Chan, 2012) Tulevaisuudessa kuntouttavan toiminnan määrä tai ihmisen yleinen aktiivisuus voisi kiinnostaa esimerkiksi vakuu-tusyhtiöitä, jotka voisivat hinnoitella tuotteitaan riskien kartoitusta parantavilla tuot-teilla. Tällä hetkellä markkinoilla olevat tuotteet kokevat varmasti tulevaisuudessa suuren haasteen, kun suurimmat valmistajat, kuten Samsung ja Apple, tuovat markki-noille yhä enemmän urheilun mittaamiseen tarkoitettuja rannelaitteita, jotka integroi-tuvat saumattomasti käytössä oleviin ja laajalla sensorikattauksella varustettuihin mat-kapuhelimiin.
Työn perusteella kiinnostavia ongelmia puettavien sensorijärjestelmien osalta ovat eri-laiset tunnistukset ja luokittelut, joita tehdään inertiasensorien avulla. Ongelman rat-kaisemisen avuksi myös muiden sensorien, kuten sykkeen hyödyntäminen on mahdol-lista. Toinen mielenkiintoinen ongelma on eri mittaustietojen yhdistäminen ja muo-dostaminen yhtenäiseksi kokonaisuudeksi. Esimerkiksi urheilija tai painonpudottaja voisi yhdellä silmäyksellä verrata omaa aktiivisuuttaan ruokailun tuomaan kalorimää-rään ja unenlaatuun. Eri mittauksien yhdistäminen voi myös avata aivan uuden mah-dollisuuden mittausten tulkintaan mittauksen helppouden ja suuren tietomäärän kautta.
Tärkeä työ puettavien sensorijärjestelmien kannalta on mittauksien tieteellinen arvi-ointi ja tehtävien luokittelu mittausmahdollisuuksien mukaan.
Vielä tänä päivänä harjoittelun ja liikkeiden arviointi tapahtuu vastaamalla kysymyk-seen ”Miltä tuntui?”. Ehkä tulevaisuudessa yhä useamman lajin yksittäiset suoritukset ja harjoituksen sisällöt voidaan arvioida niin tarkasti, että vastaajana toimiikin tieto-tekniikka.
42
Viitteet
2xbio (2016), Päähän kohdistuvia iskuja mitaava laite. x2 biosystems 2016.
http://x2biosystems.com/ (23.9.2016)
Adidas (2016), Adidas MiCoach tuotteen kotisivu. Adidas 2016.http://www.adidas.com/us/micoach (23.9.2016)
Anderson, Brian E. "Comparison of acceleration sensors for American football helmet impacts." International Journal of Instrumentation Technology 1.4 (2015): 282-293.
Ant (2016), ANT viestintä protokollan kotisivu, ANT 2016.
https://www.thisisant.com/company/d1/history/ (23.9.2016)
Atlas (2016), Voimaharjoitteluranneke. Atlas Wristband 2016. https://www.atlas-wearables.com/ (29.11.2016)
Beast (2016), Voimaharjoittelua mittaava laite. Beast 2016. https://www.thisis-beast.com/en (23.9.2016)
Bideau, Benoit, et al. "Using virtual reality to analyze sports performance." IEEE Computer Graphics and Applications 30.2 (2010): 14-21.
Bosquet, L., et al. "Night heart rate variability during overtraining in male endurance athletes." Journal of sports medicine and physical fitness 43.4 (2003): 506.
BSXinsight (2016) valmistajan kotisivu, https://www.bsxinsight.com/ (23.9.2016) Chan, Marie, et al. "Smart wearable systems: Current status and future challenges."
Artificial intelligence in medicine 56.3 (2012): 137-156.
Charlton, Paula C., et al. "A simple method for quantifying jump loads in volleyball athletes." Journal of Science and Medicine in Sport (2016).
Checkmylevel (2016), Palatumista mittaava laite, Check My Level 2016.
http://checkmylevel.com/ (23.9.2016)
43
Connect (2016), Garminin yhteisö ja datan analysointisivusto. Garmin 2016.
https://connect.garmin.com/en-US/ (23.9.2016)
Cutmore, Tim RH, and Daniel A. James. "Sensors and sensor systems for psychophys-iological monitoring: A review of current trends." Journal of Psychophysiology 21.1 (2007): 51-71.
Dadashi, Farzin, et al. "Front-crawl instantaneous velocity estimation using a wearable inertial measurement unit." Sensors 12.10 (2012): 12927-12939.
Dannecker, Kathryn L., et al. "A comparison of energy expenditure estimation of sev-eral physical activity monitors." Medicine and science in sports and exercise 45.11 (2013): 2105.
Düking, Peter, et al. "Comparison of Non-Invasive Individual Monitoring of the Train-ing and Health of Athletes with Commercially Available Wearable Technologies."
Frontiers in physiology 7 (2016).
D'AMICO, Arnaldo, and Corrado Di Natale. "A contribution on some basic definitions of sensors properties." IEEE Sensors Journal 1.3 (2001): 183-190.
Emfit (2016), Unta mittaava laite. Emfit 2016. www.emfit.com (23.9.2016)
Fenix (2016), Garmin fenix 3 rannetietokoneen kotisivu. Garmin 2016. https://buy.gar-min.com/en-US/US/into-sports/multisport/fenix-3/prod160512.html (29.11.2016) Firstbeat (2016), Sykevälivaihtelu analyysi yritys. Firstbeat 2016.
https://www.firstbeat.com/fi/ (23.9.2016)
Fitbit (2016), Aktiivisuusmittareita tarjoavan Fitbitib kotisivu. Fitbit 2016.
https://www.fitbit.com/fi/flex2 (23.9.2016)
Fitguard (2016), Iskuja mittaavat hammassuojat, Fitguard 2016. http://www.fit-guard.me/ (23.9.2016)
44
Fortune, Emma, et al. "Validity of using tri-axial accelerometers to measure human movement–Part II: Step counts at a wide range of gait velocities."Medical engineering
& physics 36.6 (2014): 659-669.
Garmin (2016), Garminin kotisivu. Garmin 2016 www.garmin.com (23.9.2016) Goldencheetah (2016), Pyöräilydatan analysointiin kehitetyn ohjelmiston kotisivu.
Golden Cheetah 2016. http://www.goldencheetah.org/#section-science (23.9.2016) Halson, Shona L. "Monitoring training load to understand fatigue in athletes."Sports Medicine 44.2 (2014): 139-147.
Hardegger, Michael, et al. "Sensor technology for ice hockey and skating."2015 IEEE 12th International Conference on Wearable and Implantable Body Sensor Networks (BSN). IEEE, 2015.
Heddoko (2016), Liikeanalyysia tekevä asuste. Heddoko 2016. http://www.hed-doko.com/ (23.9.2016)
Hexoskin (2016), Kehon toimintoja mittaava asuste. Hexoskin 2016.
http://www.hexoskin.com/ (23.9.2016)
Hijiband (2016), Päähän kohdistuvia iskuja mittaava päähine. Hijiband 2016.
http://www.hijiband.com/ (23.9.2016)
Hirsch, Judith Ann, and Beverly Bishop. "Respiratory sinus arrhythmia in humans:
how breathing pattern modulates heart rate." American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology 241.4 (1981): H620-H629.
Hitgard (2016), Päähänkohdistuvia iskija mittaava järjestelmä. Baytechproducts 2016. http://baytechproducts.com/hitgard/ (23.9.2016)
Humon (2016), Rasitusta mittaava järjestelmä. Humon 2016. http://humon.io/
(23.9.2016)
45
Icedot (2016), Pyöräilijän kaatumisesta ilmoittava järjestelmä. Icedot 2016.
http://site.icedot.org/site/ (23.9.2016)
IEEE (2016), Institute of Electrical and Electronics Engineers –kotisivu. IEEE 2016, http://www.ieee.org/ (23.9.2016)
Ishikawa, Takahiro, and Toshiyuki Murakami. "An approach to 3D gyro sensor based motion analysis in tennis forehand stroke." Industrial Electronics Society, IECON 2015-41st Annual Conference of the IEEE. IEEE, 2015.
James, Daniel A., and Nicola Petrone. "Sensors and Wearable Technologies in Sport:
Technologies, Trends and Approaches for Implementation."SpringerBriefs in applied sciences and technology (2016).
Jolt (2016), Päähän kohdistuvien iskujen seurantaan kehitetty laite. Jolt 2016.
http://www.joltsensor.com/shop/ (23.9.2016)
Kavanagh, Justin J., and Hylton B. Menz. "Accelerometry: a technique for quantifying movement patterns during walking." Gait & posture 28.1 (2008): 1-15.
Keo (2016), Polarin tehoa mittaavat polkimet. Polar 2016. https://www.po-lar.com/fi/tuotteet /lisatarvikkeet/keo_power_bluetooth_smart (23.9.2016)
Lin, Che-Wei, et al. "A wearable sensor module with a neural-network-based activity classification algorithm for daily energy expenditure estimation." IEEE Transactions on Information Technology in Biomedicine 16.5 (2012): 991-998.
Linnamo, Vesa, et al. "Sports technology, science and coaching." Proceedings of the 2nd Internetional Congress on Science and Nordic Skiing, Vuokatti, Finland. 2012.
Liveskin (2016), Kehoon kohdistuvien iskujen seurantaan kehitetty laite. Sansible 2016. http://www.sansible.com/ (23.9.2016)
Mathie, Merryn “Monitoring and interpreting human move-ment patterns using a tri-axial accelerometer.” Diss. Sydney Australia: School of Electrical Engineering andTelecommunications, University of New South Wales, 2003.
46
Meyer, Jan, et al. "Design and modeling of a textile pressure sensor for sitting posture classification." IEEE Sensors Journal 10.8 (2010): 1391-1398.
Mio (2016), Aktiivisuuden seurantaan kehitetty laite. Mio 2016. http://www.mioglo-bal.com/en-us/Mio-FUSE-Heart-Rate-Training-Activity-Tracker/Product.aspx (23.9.2016)
Mitchell, Edmond, et al. "Breathing feedback system with wearable textile sensors."
2010 International Conference on Body Sensor Networks. IEEE, 2010.
Movescount (2016), Suunnon yhteisö- ja analyysipalvelu. Suunto 2016. www.moves-count.com (23.9.2016)
Moxy (2016), Kehon happisaturaatiota mittaava sensori. Moxy 2016.
http://www.moxymonitor.com/ (23.9.2016)
Mpower (2016), Lihasten aktiivisuutta mittaava laite. Mpower 2016.
http://www.mpower-bestrong.com/ (23.9.2016)
Myontec (2016), Lihasten aktiivisuutta mittaava puettava järjestelmä. Myontec 2016.
http://www.myontec.com/en/ (23.9.2016)
Myvert (2016), Lentopalloilijoille kehitettylaite. Myvert 2016.
https://www.myvert.com (23.9.2016)
Nurkkala, V. M., et al. "Exergaming simulator for athletes’ training and exercise test-ing." (2012)
Oggiano, Luca, et al. "A review on skin suits and sport garment aerodynamics: guide-lines and state of the art." Procedia Engineering 60 (2013): 91-98.
Ollinfit (2016), Saliharjoitteluun kehitettylaite. Ollinfit 2016. http://www.ollin-fit.com/ (23.9.2016)
Omegawave (2016), Palautumista mittaava laite. Omegawave 2016.
https://www.omegawave.com/ (23.9.2016)
47
Omegawaveb (2016), The way of Champion –blogiteksti. Omegawave 2016.
https://www.omegawave.com/2014/10/28/the-way-of-the-champion/
Oncoursegoggles (2016), Uimarin navigointilaite. Oncource goggles 2016.
https://www.oncoursegoggles.com/ (23.9.2016)
Pober, David M., et al. "Development of novel techniques to classify physical activity mode using accelerometers." Medicine and science in sports and exercise 38.9 (2006):
1626.
Polar (2016), Polarin historiasta kertova verkkosivu. Polar 2016. http://www.po-lar.com/fi/tietoa_polarista/keita_olemme/polarin_historiaa (23.9.2016)
Powertap (2016), Pyörän tehomittari. Powertap 2016. https://www.powertap.com/
(23.9.2016)
Prozone (2016), Joukkue urheilun analytiikkaa tarjoava yritys. Prozonesport 2016.
http://prozonesports.stats.com/ (23.9.2016)
Pushband (2016), Voiharjoittelua mittaava laite. Pushband 2016.
http://www.trainwithpush.com/push-band/ (23.9.2016)
Quarq (2016), Pyörän tehomittari. Guarq 2016. http://www.quarq.com/ (23.9.2016) Randell, Aaron D., et al. "Effect of instantaneous performance feedback during 6 weeks of velocity-based resistance training on sport-specific performance tests." The Journal of Strength & Conditioning Research 25.1 (2011): 87-93.
Reebok(2016), Päähn kordistuvia iskuja mittaava laite. Reebok 2016.
http://www.reebok.com/us/checklight/Z85846.html (23.9.2016)
Researchandmarkets (2016) vuotuinenraportti puotteavien teknoloioiden markkina-osuuksista, http://www.researchandmarkets.com/reports /3685183/wearable-technol-ogies-global-market-forecast (23.9.2016)
48
Runtec (2016), Juoksutekniikkaa analysoiva laite. Runteq 2016. http://www.run-teq.com/# (23.9.2016)
Sasaki, Jeffer Eidi, et al. "Validation of the Fitbit wireless activity tracker for predic-tion of energy expenditure." J Phys Act Health 12.2 (2015): 149-154.
Sensoria (2016), Painetta mittavat sukat. Sensoria 2016. http://www.sensoriafit-ness.com/ (23.9.2016)
Shu, Lin, et al. "In-shoe plantar pressure measurement and analysis system based on fabric pressure sensing array." IEEE Transactions on information technology in bio-medicine 14.3 (2010): 767-775.
Skioot (2016), Hiihtotekniikkaa ja olosuhteita analisoivalaite. Skioot 2016.
http://skiiot.com/ (23.9.2016)
Spartan (2016), Suunnon rannetietokone. Suunto 2016. http://www.suunto.com/fi-FI/spartancollection (23.9.2016)
Sport, (2016), Esittely Coachtech järjestelmästä. Sport 2016. http://www.sport.fi/sys- tem/resources/W1siZiIsIjIwMTQvMTAvMjEvMTVfMjlfMTlfODM5X09sbGl- PaHRvbmVuX0hVX1ZpZXJ1bWFraV9Db2FjaHRlY2gucGRmIl1d/OlliOhto-nen_HU_Vierumaki_Coachtech.pdf (29.11.2016)
Srm (2016), Pyörän tehomittari. SRM 2016. http://www.srm.de/home/ (23.9.2016) Stages (2016), Pyörän tehomittari. Stages 2016., http://stagescycling.com/
(23.9.2016)
Strava (2016), Urheilimittausten yhteisö- ja analyysipalvelu. Strava 2016.
www.Strava.com (23.9.2016)
Stridaluzer (2016), Painetta mittaavat pohjalliset. Stridlyzer 2016. http://www.re-tisense.com/ (23.9.2016)
Stryd (2016), Juoksun tehomittari. Stryd 2016. https://www.stryd.com/ (23.9.2016)
49
Suunto (2016), Suunto Ambit malliston kotisivu. Suutno 2016.
http://www.suunto.com/fi-FI/Urheilukellokokoelmat/Suunto-Ambit-mallisto/
(23.9.2016)
Susi, Melania, Valérie Renaudin, and Gérard Lachapelle. "Motion mode recognition and step detection algorithms for mobile phone users." Sensors13.2 (2013): 1539-1562.
Thompson W. R. (2015). Worldwide survey of fitness trends for 2016: 10th anniver-sary edition.ACSM Health Fitness J. 19, 9–18. 10.1249
Trainingpeaks (2016), Harjoittelun analyysisivusto. Trainingpeeks 2016.
http://home.trainingpeaks.com/blog/article/estimating-training-stress-score-tss (23.9.2016)
Vector (2016), Suunto Vector malliston kotisivu. Suunto 2016. http://sites.gar-min.com/en-US/vector/ (23.9.2016)
Villar, Rodrigo, Thomas Beltrame, and Richard L. Hughson. "Validation of the Hex-oskin wearable vest during lying, sitting, standing, and walking activities."Applied Physiology, Nutrition, and Metabolism 40.10 (2015): 1019-1024.
Viperpod (2016), Joukkue urheilun analytiikkaan kehitetty laite. Sportstats 2016.
http://statsports.com/technology/viper-pod/ (23.9.2016)
Whipper (2016), Kiipeilijöille kehitytty laite. Whipper 2016. https://thewhipper.com/
(23.9.2016)
V800 (2016), Polar V800 mallin kotisivu. Polar 2016. https://www.polar.com/fi/tuot-teet/pro/V800 (29.11.2016)
Zepp (2016), Mailapelien analyysiin kehitetty laite. Zepp 2016. http://www.zepp.com/
(23.9.2016)
Zhou, Xiangzeng, et al. "Tennis ball tracking using a two-layered data association ap-proach." IEEE Transactions on Multimedia 17.2 (2015): 145-156.