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Applikationen für tragbare Sensor-Netzwerke [SEM-APP-SN]

Hintergrund

Durch die fortschreitende Miniaturisierung stehen mittlerweile Sensor-Knoten mit einer Größe von wenigen Zentimetern zur Verfügung. Damit sind sie klein genug, um mehrere solcher Sensoren direkt am Körper zu tragen oder sie sogar in die Kleidung zu integrieren. Sie sind mit Inertialsensoren (wie sie z.B. auch in der Nintendo Wii verwendet werden) ausgestattet oder können die Herzfrequenz und Muskelaktivität des Trägers messen. Mittels Funk kommunizieren die intelligenten Sensoren untereinander sowie mit einem zentralen Knoten (z.B. PC, Smartphone, Eingebettetes System). Dabei bildet sich ein sogenanntes Wireless-Body-Area-Network, ein räumlich begrenztes drahtloses Netz.

Beschreibung

Im Rahmen dieses Seminars sollen verschiedene Beispiel-Anwendungen für ein Sensor-Netz entwickelt und implementiert werden. Mögliche Themen aus dem Bereich Sport, Fitness und Gesundheit sind:

  • Herzfrequenz-Analyse mittels EKG: Um optimales und zielgerichtetes Training zu gewährleisten ist es oft erstrebenswert nicht im anaeroben Stoffwechselbereich zu trainieren. Die Bereichsgrenzen können zum Beispiel über die Herzfrequenz ermittelt werden. Es wäre ein Anwendung zur Trainingsunterstützung denkbar, die eine Warnung ausgibt wenn der gewünschte Herzfrequenzbereich (und damit Trainingsbereich) verlassen wird.
  • Trainingsüberwachung mittels Inertialsensorik: Besonders beim Krafttraining kommt es darauf an, Übungen korrekt durchzuführen um die Gelenkbelastung zu minimieren und zielgerichtet zu trainieren. Mittels am Körper oder am Trainingsgerät angebrachter Sensoren soll die Bewegungausführung überwacht werden. Diese Daten könnten die Basis für Feedback-Training-Anwendungen bilden.
  • Ganganalyse und Klassifikation von Bewegungsabläufen: Im medizinischen Umfeld ist es von großem Interesse den Gang oder den Laufstil von Patienten oder Sportlern zu analysieren. Im medizinischen Bereich könnten z.B. anhand dieser Daten Rückschlüsse auf Krankheitsbilder gezogen werden. Mit Hilfe von Inertialsensoren am Fuß ist eine Sport-Anwendung denkbar, die Laufgeschwindigkeit und Schrittweite berechnet.

Die Umsetzung eigener Ideen ist nach Absprache problemlos möglich.

Organisatorisches

Jeder Teilnehmer entwickelt in selbstständiger Arbeit mit Hilfe wissenschaftlicher Artikel eine Beispiel-Anwendung für das am Lehrstuhl vorhandene Sensor-Netzwerk. Vorgehensweise und erzielte Ergebnisse werden im Laufe des Seminars für alle Teilnehmer im Rahmen eines Vortrags vorgestellt. Vorraussetzung für das Seminar ist Interesse an Mustererkennung und Signalverarbeitung, Programmierkenntnisse sind hilfreich.

Das Seminar findet in der vorlesungsfreien Zeit als Blockveranstaltung statt. Die Vortragstermine werden bei der Vorbesprechung bekannt gegeben (siehe Termine).

Termine und Themenübersicht

Dienstag, 17.08.2010, 14:00h: Vorbesprechung und Themenvergabe in Raum 09.150

Kontakt

Lehrstuhl für Mustererkennung
Digital Sports Group

Patrick Kugler patrick.kugler(at)informatik.uni-erlangen.de
Ulf Jensen ulf.jensen(at)informatik.uni-erlangen.de