Das skills.lab Studio ist eine völlig neue Welt des kognitiven Trainings und bietet ein einzigartiges, spielerisches Trainingserlebnis zur Verbesserung der situativen Wahrnehmung von Athleten auf dem Spielfeld. Das Studio verfügt über einen vollflächigen 360° Bildschirm, der den Sportler umgibt und ihm ermöglicht, mit einfach zu bedienenden Controllern interaktive Übungen in einer 360° Umgebung zu absolvieren.
Eine Studie der Forscher Ehmann et al.(1) von der Goethe-Universität Frankfurt, dem TSG ResearchLab und der Universität Bern beschäftigt sich mit dem Thema Multiple Object Tracking (dt. „Verfolgung mehrerer Objekte“) im 360°-Ansichtsbereich des skills.lab Studios. Als Ergebnis haben sie eine 360° Multiple Object Tracking Aufgabe entwickelt, die zuverlässig für die Bewertung visuell-räumlicher kognitiver Leistungsfähigkeit eingesetzt werden kann.
Bei Mannschaftssportarten wie Fußball bewegen sich Mitspieler und Gegner ständig auf dem Spielfeld, wodurch eine dynamische und sich ständig verändernde Umgebung entsteht. Das Konzept des Multiple Object Trackings (MOT) ist ein bewährtes Verfahren zur visuellen Verfolgung sich bewegender Objekte (z. B. Mannschaftskameraden und/oder wichtige Gegner) zwischen irrelevanten Objekten (z. B. Schiedsrichter). Diese simultane Art der Verfolgung ist im Sporttraining und in der Diagnostik etabliert. Aufgabenstellungen im Bereich Multiple Object Tracking werden jedoch häufig auf einer einzigen Frontalebene dargestellt, die nicht repräsentativ für den 360°-Rundumcharakter des Spiels ist.
Die Forscher haben das Multiple Object Tracking von einer Frontalansicht in die 360°-Umgebung des skills.lab Studios (in der Forschungsarbeit als Helix-Arena bezeichnet) übertragen, um die Bedingung von Mannschaftssportlern besser abbilden zu können. Die Autoren schreiben (deutsche Übersetzung):
Bei ihren Entscheidungen sind die Sportler einer komplexen Umgebung ausgesetzt. Sie müssen sich ihrer Umgebung ständig bewusst sein und stützen ihre Entscheidungen häufig auf Informationen, die sie unter Zeitdruck aus einer dynamischen 360°-Szene extrahieren müssen. Die von Mannschaftssportlern verwendeten kognitiven Aufgabenstellungen sollten dieses komplexe Umfeld darstellen können. […]
Im Vergleich zu klassischen Versionen der Aufgabe ermöglicht dieser 360°-Ansatz die Bewertung kognitiver Funktionen in einer Weise, die den Anforderungen der sportlichen Leistung in Mannschaftssportarten näher kommt. Eine spielnähere und validere Bewertung der Fähigkeit von Mannschaftssportlern, ihre Aufmerksamkeit flexibel zu verlagern und räumliche Positionen im Arbeitsgedächtnis beizubehalten, kann in dieser 360°-Umgebung erreicht werden. Darüber hinaus erlaubt dieser Ansatz ein natürlicheres Verhalten als in der kognitiven Diagnostik normalerweise üblich.
Unser Indoor-Trainingssystem skills.lab Studio verfügt über die notwendigen technischen Eigenschaften, um Multiple Object Tracking zu unterstützen und genaue Messungen zu liefern.
Für die Forschung wurde eine maßgeschneiderte 360° Multiple Object Tracking (360-MOT) Aufgabe implementiert (siehe Grafik unten):
Schritt 1: Anzeigen der zu verfolgenden Objekte
Ein Studienteilnehmer steht in der Mitte des skills.lab Studios. Mehrere rote und blaue Objekte in Menschengestalt werden in die 360°-Umgebung rund um den Spieler projiziert. Sie alle sind 4,4 m von der Position des Spielers entfernt. Ein Objekt jeder Farbe wird für 5 Sekunden markiert – das sind die beiden Objekte, die der Spieler verfolgen muss.
Schritt 2: Alle Objekte bewegen sich durch den Raum
Wenn die Markierungen verschwinden, beginnen alle Objekte 10 Sekunden lang zufällig durch den 3D-Raum zu laufen (zwischen 4 und 53 m projizierter Entfernung).
Schritt 3: Alle Objekte kommen zurück
Alle Objekte laufen auf die ursprüngliche Entfernung von 4,4 m zur Position des Spielers zurück, aber nicht notwendigerweise an dieselben Positionen, von denen sie gestartet sind.
Schritt 4: Erkennen der richtigen Objekte
Um die Aufgabe zu lösen, muss der Spieler die beiden Objekte, die er verfolgen sollte, auswählen, indem er die Controller auf sie richtet und eine Taste darauf auslöst.
Die 360-MOT-Aufgabe wurde 30 Mal mit zunehmend schnelleren Laufgeschwindigkeiten (von 13 km/h bis 40 km/h) und unterschiedlichen Laufwegen wiederholt. Eine neue Funktion des skills.lab Studios ermöglicht die korrekte Vergleichbarkeit der Ergebnisse der Studienteilnehmer: Die zufällig generierten Startpositionen und Laufwege der Objekte wurden im Voraus gespeichert und den Studienteilnehmern in der gleichen Reihenfolge angezeigt.
Knapp die Hälfte der Teilnehmer kam sechs Wochen später für eine zweite Runde der 360-MOT-Aufgabe zurück. Ihre Ergebnisse zeigen eine gute Test-Retest-Zuverlässigkeit und keine signifikanten Unterschiede in der Genauigkeit zwischen den beiden Terminen für die 360-MOT-Aufgabe.
Zusätzlich zur 360-MOT-Aufgabe absolvierte jeder Teilnehmer eine kognitive Testbatterie aus dem Wiener Testsystem auf einem separaten Computer: visuell-räumliche Aufmerksamkeit, visuell-räumliches Arbeitsgedächtnis und fluide Intelligenz.
Die geringen, aber signifikanten Korrelationen mit der 360-MOT-Aufgabe zeigen, dass Teilnehmer mit höherer räumlicher Aufmerksamkeit und besserem visuell-räumlichen Arbeitsgedächtnis die Ziele in der 360°-Umgebung geschickter verfolgen konnten. Es gab keine statistisch signifikante Korrelation zwischen fluider Intelligenz und 360-MOT. Nach Ansicht der Forscher deuten die Korrelationen darauf hin, dass das 360-MOT-Tool im skills.lab Studio
“zuverlässig für die Bewertung visuell-räumlicher kognitiver Leistungen eingesetzt werden kann.”
Dies bildet die Grundlage für künftige Forschungen zur Messung der kognitiven Leistungsfähigkeit von Mannschaftssportlern, weil die Forscher die Nützlichkeit und Zuverlässigkeit der 360°-Multiple Object Tracking-Aufgabe im skills.lab Studio nachgewiesen haben.
Bald gibt es in unserem Blog eine Zusammenfassung der nächsten Arbeit der Forscher zu lesen. Darin wird untersucht, wie gut verschiedene Jahrgänge des Fußball-Nachwuchses in ihren kognitiven Leistungsfähigkeiten abschneiden.
In den kommenden Wochen und Monaten wird unsere Serie von Blogbeiträgen über die Forschung im Zusammenhang mit unseren skills.lab Trainingssystemen kontinuierlich wachsen. Kontaktieren Sie uns, wenn Sie Fragen haben oder mehr über die skills.lab Trainingssysteme erfahren möchten.
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(1) Paul Ehmann*†, Adam Beavan*, Jan Spielmann*, Ludwig Ruf*, Jan Mayer*, Sonja Rohrmann†, Christian Nu߆, Chris Englert‡,
360°-multiple object tracking in team sport athletes: Reliability and relationship to visuospatial cognitive functions.
Psychology of Sport and Exercise. Volume 55, 2021.
https://doi.org/10.1016/j.psychsport.2021.101952
Zugehörigkeit der Autoren:
† Institute of Psychology, Goethe University Frankfurt
* TSG ResearchLab gGmbH
‡ Institute of Educational Science, University of Bern
