Ursprünglich wollten zwei Ingenieure von Akrodyn - beide sehr aktiv - Stahlscheiben in Trainingsgeräten im Fitnessstudio durch Elektromotoren ersetzen. Sie fragten sich:


"Was wäre, wenn wir Elektronik entwickeln könnten, um einen Fitness-Buddy ins Gerät zu integrieren, damit ich jedes Mal bis an meine Grenzen gehen kann, um Zeit zu sparen, schneller voranzukommen und die Sicherheit zu verbessern".

Steckgewichte sind eine Erfindung der 1970er Jahre und sind bis heute die am weitest verbreitete Wahl für das Einstellen des Trainingsgewichts. Die Trainingswissenschaften kennen jedoch schon seit weit über 25 Jahren elektrisch erzeugte Widerstände und deren Vorteile zu diesen für den Endanwender das sichere Trainieren bis zur totalen Muskelerschöpfung herauszustreichen ist. So sind Trainingsfortschritte grösser bei einer gleichzeitigen Zeitersparnis, da das System das Gewicht innerhalb jeder Wiederholung dynamisch anzupassen vermag. Solche Systeme waren in der Vergangenheit jedoch nicht nur sehr teuer und gross, sondern auch zu träge, da die Bandbreite der Bussysteme zu klein war und die Algorithmen nicht auf den Motorsteuerungen ausgeführt wurden.

Das Gewicht einer Stahlscheibe ist konstant. Die Biomechanik sagt uns jedoch, dass die maximale Kraft, die wir haben, vom Winkel unserer Knochen abhängt. Wir sind besonders "schwach" bei einem Winkel von 90°. Ausserdem sind wir beim Absenken von Gewichten stärker als beim Anheben (exzentrisch). Klingt kompliziert, nicht wahr?



Wie wäre es, wenn wir dynamische Gewichte verwenden könnten, die sich in Echtzeit mit Hilfe von Elektronik und einem Elektromotor an dich anpassen?

Auf Basis unserer selbst entwickelten modularen X1-Steuerung wurde eine zusätzliche Steckplatine entwickelt, welche Konnektivität für das CAN-Bussystem und ein Touchpanel bot. Zusätzlich wurde auch eine drahtlose Kommunikation per Bluetooth® Low Energy integriert. Entsprechend der Vorgaben wurden die Fitness-Algorithmen direkt auf den Microcontroller der Steuerung einprogrammiert, was bisher unerreichte Dynamik und Anpassungsfähigkeit des Trainingswiderstands bot. In einem späteren Schritt wurde das System ausgebaut für ein synchronisiertes Dual-Motor-Setup für bis zu 180 kg simuliertes Gewicht.

Je nach Trainingsprogramm oder Gerät können verschiedene Trainingsmodi aktiviert oder überlagert werden.

• Normal (fühlt sich an wie Stahlplatten, simulierte Schwerkraft)

• Konstanter Widerstand

• Exzentrische Überlastung

• Isokinetisch

• Elastisch (fühlt sich an wie ein Gummiband)

• Stability (zufällige Gewichtsveränderungen)
  

• Viskos (Bewegungen im Wasser)
  

• Kraftverlauf (Kraft einstellbar auf Bewegungsposition während der Übung)
  

• Schwungrad (Trägheit)
  

Darüber hinaus kann ein so genannter "Spotter" konfiguriert werden. Er ist dein persönlicher Fitnessstudio-Kumpel. Wenn du Schwierigkeiten hast, eine Übung auszuführen, erkennt das System dies und reduziert das Gewicht. So kannst du immer bis an dein Limit trainieren oder den Spotter benutzen, um das Gewicht zu erhöhen, sobald du in der Startposition bist und dein Training beginnen möchtest.

Je nach Einsatzzweck des Trainingsgeräts werden unterschiedliche Trainingsmodi gewählt. Bei einem Physiotherapiegerät sind sichere Anwendungen mit geringer Kraft wichtiger. So sind beispielsweise die Modi elastisch und isokinetisch gut für die Gelenke, während der Stabilitätsmodus die Koordination und die Rumpfkraft verbessert.

Bei einem kommerziellen Kraftsportgerät oder einem Heimtrainer ist maximale Belastung wichtiger. Wir empfehlen die Modi Normal, Exzentrische Überlast und Isokinetisch.

Einen Elektromotor für Cardiogeräte zu verwenden, ermöglicht ein immersiveres Trainingserlebnis, da das Verhalten beispielsweise von Spinning-Bikes mit der Wiedergabe des Videos synchronisiert werden kann. Beispiel: Bremskraft wird erhöht am Berg, Abfahrt leicht selbstdrehend beim Herunterfahren. Neue Gerätedesigns bei kleinerem Transportgewicht aber auch erhöhte Trainingssicherheit sind weitere Merkmale.

Die grosse Challenge war, das Trägheitsmoment einer Schwungscheibe in Verbindung mit einem Freilauf und einer Fahrradbremse realitätsnah abzubilden.