Für blinde und seheingeschränkte Menschen ist die Ausübung des Bewegens im Wasser und das Schwimmen an die Bereitstellung von Hilfsmitteln und -systemen gebunden. Im Para Schwimmen sind dafür die technischen Voraussetzungen zu erschließen, die ein sicheres Bewegen im Wasser autonom und unabhängig von einer dritten Person als Tapper ermöglichen. In der vorliegenden Arbeit werden Konzeption, Entwicklung, Evaluation und Praxistransfer eines induktiven persönlichen Abstandswarnsystems (IPA) zur Anzeige der bevorstehenden Beckenwand bzw. des Schwimmbahnendes präsentiert. Das System basiert auf dem elektromagnetischen Sender-Empfänger-Prinzip. Der stationäre Sender wird an der Beckenwand positioniert und erzeugt im aktivierten Zustand ein Magnetfeld. Der blinde bzw. seheingeschränkte Schwimmer trägt zum Signalempfang am vorderen Schläfenbein eine mobile Empfängereinheit mit integriertem Magnetfeldsensor und miniaturisiertem Vibrationsmotor. Sobald sich ein:e Schwimmer:in in den Empfängerbereich hineinbewegt, erhält sie:er ein taktiles Signal in Form der Vibration mit einer Frequenz von 14.000 Hz über die Dauer von 2 s. Die Labor- und Feldstudien zeigen, dass die Schwimmer das Vibrationssignal des IPA-Systems mit einer Wahrscheinlichkeit von über 99,8 % im Zuge der Wendeneinleitung wahrnehmen. Im Folgenden zeigte eine Evaluationsstudie mit Para Leistungsschwimmern, dass es mit Hilfe des IPA-Systems möglich ist, Wenden in jeder Schwimmart und Belastungsintensität autonom und damit ohne eine dritte Person durchzuführen. Zudem konnte in einer zwanzigwöchigen Interventionsstudie im Training eines Para Leistungsschwimmers durch die Anwendung des IPA-Systems als eine Verbesserung der Wendenzeiten nachgewiesen werden. Weiterer Forschungsbedarf wird in der Untersuchung der Lageabhängigkeit der mobilen Empfängereinheit sowie in der Untersuchung von Individualisierungsstrategien beim Auslösen des taktilen Signals in Abhängigkeit von der Wandentfernung gesehen. Zudem sind im Anwendungsbereich des IPA-Systems weitere Zielgruppen des Para Schwimmens zu erschließen.:Inhaltsverzeichnis
Tabellenverzeichnis VII
Abbildungsverzeichnis VIII
Abkürzungsverzeichnis XI
1 Aufbau der Arbeit und Forschungsstrategie 1
1.1 Forschungsverbund 1
1.2 Projektphasen 3
1.3 Datenerhebung und -auswertung 5
2 Einleitung und Problemstellung 6
3 Initialisierungsphase 7
3.1 Zielgruppen 9
3.2 Theoretische Grundlagen 10
3.2.1 Sehbeeinträchtigung und Blindheit 10
3.2.2 Para Schwimmen 13
3.2.3 Schwimmwende 19
3.3 Stand der Gerätetechnik 25
3.3.1 Stationäre Systeme 25
3.3.2 Mobile Systeme 28
3.3.3 Gesamtübersicht 32
4 Konzeptphase 35
4.1 Expertenbefragung 36
4.2 Hauptanforderungen 39
4.3 Konzeptfragen 40
4.4 Signalübertragung 41
4.4.1 Signalart 44
4.4.2 Empfängerposition grob (Körperregion) 45
4.4.3 Studie 1a: Empfängerposition fein (Kopfregion) 48
4.4.4 Studie 1b: Signalintensität 52
4.4.5 Signaltaktung 57
4.5 Konzeptentwurf 59
5 Realisierungsphase 60
5.1 Prototypsystem und Komponenten 61
5.2 Prototypfunktionsprinzip 62
5.3 Realisierungsstand 63
6 Evaluierungsphase 63
6.1.1 Studie 2: Zuverlässigkeit des IPA-Systems Testumgebung und -ablauf 65
6.1.2 Fragestellungen 67
6.1.3 Ergebnisse 68
6.1.4 Diskussion und Fazit 69
6.2 Studie 3a: 1D- Magnedfeldsensorik 73
6.2.1 Simulation der Schwimmlage 75
6.2.2 Simulation der Anschwimmposition 77
6.2.3 Simulation der Höhendifferenz 80
6.2.4 Diskussion und Fazit 82
6.3 Studie 3b: Mehrdimensionale Sensorik 84
6.3.1 2D-Magnetfeldsensorik 85
6.3.2 3D-Magentfeldsensorik 90
6.3.3 Diskussion und Fazit 93
6.4 Studie 4a: Einfluss der Belastungsintensität auf die taktile Wahrnehmung 96
6.4.1 Fragestellungen 96
6.4.2 Testumgebung und -ablauf 97
6.4.3 Ergebnisse 100
6.5 Studie 4b: Wahrnehmung des Vibrationssignals einer S13 Schwimmerin 103
6.5.1 Fragestellungen 103
6.5.2 Testumgebung und -ablauf 104
6.5.3 Ergebnisse 105
6.5.4 Diskussion und Fazit 106
7 Praxistransferphase 111
7.1 Para Trainingsgruppe 111
7.2 Studie 5: S11-Schwimmer mit zwanzigwöchiger Trainingsintervention 113
7.2.1 Fragestellungen 113
7.2.2 Testumgebung und –ablauf 113
7.2.3 Ergebnisse 116
7.2.4 Diskussion und Fazit 119
7.3 Internationale Deutsche Meisterschaften der Behinderten 2017 124
8 Zusammenfassung 125
9 Ausblick 127
10 Literaturverzeichnis 130
Anhang 142 / For blind and visually impaired people the practice of moving in water and swimming is tied to the provision of an assistive devices and systems. In para-swimming, the technical prerequisites must be developed to enable safe movement in the water autonomously and independently of a third person as a taper. The present work presents the conception, development, evaluation and practical transfer of an inductive personal distance alert (IPA) system for indicating the impending pool wall or the end of the swimming lane in the pool. The system is based on the electromagnetic transmitter-receiver principle. The stationary transmitter is positioned on the pool wall and generates a magnetic field when activated. The blind or visually impaired swimmer wears a mobile receiver unit with an integrated magnetic field sensor and miniaturized vibration motor on the front temporal bone for signal reception. As soon as the swimmer moves into the receiver area, he receives a tactile vibration signal with a frequency of 14 000 Hz over a period of 2 s. The laboratory and field studies document that swimmers perceive the vibration signal from the IPA system with a probability of over 99.8 % in the course of turn initiation. Furthermore, an evaluation study with para competitive swimmers showed that with the help of the IPA system it is possible to perform turns autonomously in any swimming mode and load intensity and thus without a third person. In addition, a twenty-week intervention study in the training of a para competitive swimmer using the IPA system showed an assistance in the improvement in turn times. Further research is needed to investigate the positional dependence of the mobile receiver unit and the individualization strategies for triggering the tactile signal as a function of the wall distance. In addition, further target groups of para-swimming are to be integrated in the application of the IPA system.:Inhaltsverzeichnis
Tabellenverzeichnis VII
Abbildungsverzeichnis VIII
Abkürzungsverzeichnis XI
1 Aufbau der Arbeit und Forschungsstrategie 1
1.1 Forschungsverbund 1
1.2 Projektphasen 3
1.3 Datenerhebung und -auswertung 5
2 Einleitung und Problemstellung 6
3 Initialisierungsphase 7
3.1 Zielgruppen 9
3.2 Theoretische Grundlagen 10
3.2.1 Sehbeeinträchtigung und Blindheit 10
3.2.2 Para Schwimmen 13
3.2.3 Schwimmwende 19
3.3 Stand der Gerätetechnik 25
3.3.1 Stationäre Systeme 25
3.3.2 Mobile Systeme 28
3.3.3 Gesamtübersicht 32
4 Konzeptphase 35
4.1 Expertenbefragung 36
4.2 Hauptanforderungen 39
4.3 Konzeptfragen 40
4.4 Signalübertragung 41
4.4.1 Signalart 44
4.4.2 Empfängerposition grob (Körperregion) 45
4.4.3 Studie 1a: Empfängerposition fein (Kopfregion) 48
4.4.4 Studie 1b: Signalintensität 52
4.4.5 Signaltaktung 57
4.5 Konzeptentwurf 59
5 Realisierungsphase 60
5.1 Prototypsystem und Komponenten 61
5.2 Prototypfunktionsprinzip 62
5.3 Realisierungsstand 63
6 Evaluierungsphase 63
6.1.1 Studie 2: Zuverlässigkeit des IPA-Systems Testumgebung und -ablauf 65
6.1.2 Fragestellungen 67
6.1.3 Ergebnisse 68
6.1.4 Diskussion und Fazit 69
6.2 Studie 3a: 1D- Magnedfeldsensorik 73
6.2.1 Simulation der Schwimmlage 75
6.2.2 Simulation der Anschwimmposition 77
6.2.3 Simulation der Höhendifferenz 80
6.2.4 Diskussion und Fazit 82
6.3 Studie 3b: Mehrdimensionale Sensorik 84
6.3.1 2D-Magnetfeldsensorik 85
6.3.2 3D-Magentfeldsensorik 90
6.3.3 Diskussion und Fazit 93
6.4 Studie 4a: Einfluss der Belastungsintensität auf die taktile Wahrnehmung 96
6.4.1 Fragestellungen 96
6.4.2 Testumgebung und -ablauf 97
6.4.3 Ergebnisse 100
6.5 Studie 4b: Wahrnehmung des Vibrationssignals einer S13 Schwimmerin 103
6.5.1 Fragestellungen 103
6.5.2 Testumgebung und -ablauf 104
6.5.3 Ergebnisse 105
6.5.4 Diskussion und Fazit 106
7 Praxistransferphase 111
7.1 Para Trainingsgruppe 111
7.2 Studie 5: S11-Schwimmer mit zwanzigwöchiger Trainingsintervention 113
7.2.1 Fragestellungen 113
7.2.2 Testumgebung und –ablauf 113
7.2.3 Ergebnisse 116
7.2.4 Diskussion und Fazit 119
7.3 Internationale Deutsche Meisterschaften der Behinderten 2017 124
8 Zusammenfassung 125
9 Ausblick 127
10 Literaturverzeichnis 130
Anhang 142
| Identifer | oai:union.ndltd.org:DRESDEN/oai:qucosa:de:qucosa:94465 |
| Date | 18 November 2024 |
| Creators | Wippich, Alexandra |
| Contributors | Universität Leipzig |
| Source Sets | Hochschulschriftenserver (HSSS) der SLUB Dresden |
| Language | German |
| Detected Language | German |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, doc-type:doctoralThesis, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, doc-type:Text |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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