Een shirt waarmee trainers real-time de hartslag en prestaties van hun wielrenners kunnen meten: met slimme wearables belandt de topsport in een nieuwe fase. Samen met het bedrijf BodyGraph ontwikkelde het Saxion-lectoraat Sustainable & Functional Textiles een prototype van de Textile Coach. Onderzoeker Hellen van Rees was bij het project betrokken: “We zijn erin geslaagd met textiel de hartactiviteit van de wielrenner op te vangen.”
De olympische prestaties van de Nederlandse wielerploeg maakten het nog maar eens duidelijk. Bij het wielrennen telt elke milliseconde. Op weg naar de finish draait alles om het moment waarop mens en materiaal tot een optimale prestatie moeten komen. Naast optimalisatie van de aerodynamische eigenschappen van wielerkleding, gaat sensortechnologie de komende jaren een steeds grotere rol in de duursport spelen. Het bedrijf BodyGraph startte met de ontwikkeling van een smart shirt en klopte bij Saxion aan om gezamenlijk onderzoek te doen naar het perfecte huwelijk tussen textiel en sensortechnologie.
Lichaamssignalen via textiel omzetten naar data
Inmiddels ligt er een werkend prototype dat in series kan worden geproduceerd, vertelt Hellen van Rees, die met haar collega-onderzoekers vanuit het Saxion-lectoraat Sustainable & Functional Textiles het afgelopen anderhalf jaar intensief bij het project betrokken was. “We waren blij dat BodyGraph als start-up contact met ons zocht. Het is enorm interessant om te onderzoeken hoe je lichaamssignalen zoals een hartslag door een goed ontwerp met sensoren in textiel uiteindelijk om kunt zetten naar data. Vervolgens moet je die data op een begrijpelijke manier vertalen of visualiseren zodat gebruikers er iets mee kunnen. In dit geval zijn dat wielrenners en hun trainers, maar het product is ook geschikt voor andere doelgroepen en sporten. Zoals voor consumenten die aan fitness doen en meer inzicht willen hebben in hun training.”
Hartactiviteit van wielrenners meten
Na een aantal verkennende gesprekken ging het onderzoekstraject begin 2020 van start. Daarbij wist BodyGraph duidelijk wat het in een compact tijdsbestek wilde bereiken. De focus van het onderzoek lag op het betrouwbaar kunnen meten van de hartslag van wielrenners, tijdens trainingen. BodyGraph tekende voor de elektronische componenten en software, Saxion zocht naar het optimale ontwerp, materiaalgebruik en de integratie tussen het textiel en de sensoren, vertelt Van Rees. “Het is een behoorlijke uitdaging om de hartslag van een sporter-in-beweging goed en betrouwbaar te meten. We ontwikkelden een vlak geleidend textiel dat in direct contact met de huid staat. Het textiel vangt het hartritme van de wielrenner op, zonder dat er ruis ontstaat in de geleiding van het materiaal.”
Het is een behoorlijke uitdaging om de hartslag van een sporter-in-beweging goed en betrouwbaar te meten. We ontwikkelden een vlak geleidend textiel dat in direct contact met de huid staat. Het textiel vangt het hartritme van de wielrenner op, zonder dat er ruis ontstaat in de geleiding van het materiaal.
Gelamineerde sensor
Van Rees en het onderzoeksteam slaagden erin de sensor volledig te integreren met het textiel. Geleidend garen zorgt voor het doorgeven van het signaal naar de elektronische componenten. “Uiteindelijk hebben we de sensor gelamineerd en deels afgedekt, zodat hij zelf niet rekbaar is. De rest van de stof is dat wel.” De sensorische banen lopen in verschillende zones over het shirt, zodat het hartritme gemeten kan worden.
Spanningsveld tussen maatwerk en massa
Het stelde de onderzoekers ook voor ontwerp-uitdagingen, waar het ging om de maatvoering en aansluitingen, zegt Van Rees. Er ontstond een spanningsveld tussen maatwerk en massa: “Je wilt een shirt perfect laten passen op het lichaam van een specifieke sporter. Maar hoe wordt het dan toch mogelijk om zo’n shirt in grotere aantallen, in de gangbare confectiematen te produceren?” Het projectteam vond een oplossing in het gebruik van een elastieken band, waarmee een wielrenner het shirt in de taille en rond de borst precies passend om het lichaam kan aansnoeren. De geleidende stof blijft zo contact maken met het lichaam om de signalen door te kunnen geven.
Vervolg samenwerking
Wielrenners van Team DSM testen het shirt dit najaar. Dan vindt ook een grote gebruikersstudie plaats. Momenteel worden hiervoor shirts in Portugal geproduceerd. Ondertussen maken de samenwerkingspartners vervolgplannen. Daarbij kijken ze naar de mogelijkheden voor additionele sensoretechnologieën om verschillende lichaamssignalen te kunnen meten.
Textile Coach
Het onderzoek Textile Coach vond plaats gedurende 2020. Vervolgonderzoek, waaronder het ontwikkelen van een damesversie van het shirt, liep tot juli 2021. Inmiddels vindt verder aanvullend onderzoek plaats. Naast het Saxion-lectoraat Sustainable & Functional Textiles zijn BodyGraph en Genzai betrokken. Het onderzoek kwam tot stand door een financiële bijdrage van Regieorgaan Sia KIEM, LIOF en de projectpartners.
