Konzeption eines VR-Biathlon-Trainers als Weiterentwicklung des Crosstrainers

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

1 Einleitung
1.1 Ziel und Aufbau der Arbeit
1.2 Grundlagen
1.2.1 Wirtschaftsinformatik und IT-Management
1.2.2 Crosstrainer und Ellipsentrainer
1.2.3 Virtual Reality (VR)
1.2.4 Biathlon

2 Produkt-Konzeption
2.1 Aktueller Entwicklungsstand
2.1.1 Smarte Crosstrainer
2.1.2 VR-Traingsgeräte
2.2 Optimierungspotentiale
2.3 Zielmodell des VR-Biathlon-Trainers
2.3.1 Komponenten
2.4 Funktionsweise

3 Fazit
3.1 Reflexion
3.1.1 Anwendungsbereiche
3.1.2 Nachteile & Risiken
3.2 Erwartungshaltung an das Studium

Quellenverzeichnis

Anhang A Statistiken zum Marktsegments der Visualisierung und Simulation

Anhang B AKAD Studienverlauf Wirtschaftsinformatik und IT-Management (M. Sc.)

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Beispiel-Produkt Crosstrainer (Kettler Rivo M)

Abbildung 2: Beispiel-Produkt Ellipsentrainer

Abbildung 3: Biathlon-Ausrüstung von Laura Dahlmeier

Abbildung 4: Produktentwicklung als Teil des Produktlebenszyklus

Abbildung 5: Beispiel-Produkt Nordic-Walking Trainer (TechnoGym Artis Vario)

Abbildung 6: Bewegungs-Illustration TechoGym Aris Vario

Abbildung 7: Aufbau und Funktionsweise zur Simulation des Skilanglaufs

Abbildung 8: Aufbau und Funktionsweise zur Simulation des Schießens.

Abkürzungsverzeichnis

AR Augmented Reality

CES Computer Eletronics Show

HMD Head-Mounted-Display

IKS Informations- und Kommunikationssysteme

VR Virtual Reality

WI Wirtschaftsinformatik

Einleitung

1.1 Ziel und Aufbau der Arbeit

In der heutigen digitalen Welt gewinnen Anwendungen im Bereich der Virtual Reality (VR) und Augmented Reality (AR) immer mehr an Zuspruch.¹ Das wohl bekannteste Beispiel mit über 1 Millarde Installationen weltweit ist die App Pokémon Go.² Dabei reichen die Einsatzszenarien weit über das Unterhaltungs- und Videospielesegment hinaus: Produktentwicklung, Architektur, Schulung, Design, Marketing, Sport, Medizin, etc.

Die vorliegende Arbeit setzt sich mit der Verknüpfung der Anwendungsbereiche Unterhaltung und Sport auseinander. Dabei sollen Weiterentwicklungspotenziale am technischen System eines Crosstrainers durch die Integration von VR aufgezeigt werden.

Ziel ist die Konzeption eines neuen Produktes, das die Kombination zweier existierender Produkte aus den Bereichen Sport, dem Crosstrainer, und Unterhaltung, einer VR Anwendung zur Simulation eines Biathlon-Laufs, darstellt. Auf die Betrachtung der gesamten Produktentwicklung kann im Rahmen dieser Arbeit nicht eingegangen werden.

Zu Beginn werden in Abschnitt 1.2 Grundlagen neben den bereits erwähnten Begriffen VR, Crosstrainer und Biathlon auch das Studienfach Wirtschaftsinformatik (WI) und IT-Management erläutert. In Kapitel 2 wird die Produkt-Konzeption des weiterentwickelten Crosstrainers vorgenommen. Dabei werden sowohl die einzelnen Komponenten als auch die Funktionsweise des gesamten Systems beschrieben. Anschließend werden die Verbesserungspotentiale des neuen Produkts gegenüber dem gewöhnlichen Crosstrainer aufgezeigt. In Kapitel 3 werden die Ergebnisse dieser Arbeit zusammengefasst und einer kritischen Betrachtung unterzogen. Abschließend wird die Erwartungshaltung an das Studium der WI und des IT-Managements gefolgert.

1.2 Grundlagen

1.2.1 Wirtschaftsinformatik und IT-Management

Die WI wird als „Wissenschaft von der Konzeption, Entwicklung und Anwendung computergestützter Informations- und Kommunikationssysteme (IKS)“³ definiert. Als Bindestrich-Disziplin bildet sie die Schnittmenge der Betriebswirtschaftslehre und der Informatik ab. Darüber hinaus „bietet die Wirtschaftsinformatik […] zusätzliche Funktionen/Ergebnisse wie etwa Methoden und Modelle, anhand derer die Strategien der Unternehmung mit der Informationsverarbeitung abgestimmt werden können.“⁴

Für den Begriff IT-Management existiert keine allgemeingültige Definition.⁵ Darunter lassen sich sowohl die „klassischen IT-Aufgaben wie IT-Infrastrukturbetrieb und Anwendungsentwicklung […] [, die inzwischen] immer weiter in den Hintergrund [geraten, als auch] ausgeprägte Kompetenzen etwa im IT Service Management, in der Priorisierung von IT-Investitionen im Rahmen eines Portfoliomanagements, im Management von IT-Architekturen, im Anforderungsmanagement sowie in der Anbindung von Kunden, Lieferanten und Partnern“⁶ zusammenfassen.

Der berufsbegleitende Master-Studiengang Wirtschaftsinformatik und IT-Management an der AKAD Bildungsgesellschaft mbH verbindet „aktuelle IT-Kenntnisse, Informatik und betriebswirtschaftlich fundierte Unternehmensführung [und soll die Studierenden auf] branchenübergreifende Fach- oder Führungspositionen und deren komplexe Aufgaben“⁷ vorbereiten. In vier Leistungssemestern werden neben integrierten Projektarbeiten Studieninhalte in folgenden Modulen übermittelt:

- Schlüsselqualifikationen für Studium und Beruf,
- IT-Prozess-Management,
- IT-gestütztes Kundenmanagement,
- Integration motivationaler Effekte von IT-Systemen zur Führung von Mitarbeitern,
- IT-Strategie und -umsetzung,
- Kennzahlengestütztes IT-Management,
- IT-Architektur und IT-Sicherheits-Management
- Existenzgründung und Marktpositionierung von IT-Unternehmen
- Management komplexer IT-Projekte oder Web-basierte Applikationen.⁸

1.2.2 Crosstrainer und Ellipsentrainer

Der Crosstrainer, welcher in Abbildung 1 dargestellt ist, ist ein Ausdauer-Sportgerät, welches um das Jahr 2000 von Sportwissenschaftlern und Medizinern entwickelt wurde.⁹ Der Name begründet sich in der „überkreuzenden Bewegung der Arme und Beine während des Trainings“.¹⁰ Dabei führen die Beine eine leicht ovale Bewegung aus, „die an eine Mischung aus Radfahren und Treppensteigen erinnert. […] Die Arme wiederum arbeiten etwas über Schulterbreite antizyklisch vor und zurück.“¹¹ Da dieses Bewegungsprofil nicht dem aller Sportler entspricht, ist eine große Diversität an Crosstrainer durch Weiterentwicklungen entstanden. Die heute weit verbreiteste Art des Crosstrainers ist der Ellipsentrainer, der etwa fünf bis zehn Jahre nach dem Urtyp entstanden ist.¹² Eine weitere Art des Crosstrainer wird im Abschnitt 2.3 Zielmodell des VR-Biathlon-Trainers vorgestellt.

Die Abbildung wurde aus urheberrechtlichen Gründen von der Redaktion entfernt

Abbildung 1: Beispiel-Produkt Crosstrainer (Kettler Rivo M)

Quelle: Crosstrainer Test.

Ellipsentrainer

„Ellipsentrainer unterscheiden sich von normalen Crosstrainer[n] vorrangig durch einen an das natürliche Gang-/Laufbild angenäherten Bewegungsablauf.“¹³ Die Beine führen hier, im Gegensatz zu dem zuvor beschriebenen Gerät, eine ellipsenförmige Bewegung. Dabei ist die horizontale Halbachse der elliptischen Bahn deutlich größer als die Vertikale. Ellipsentrainer werden oft als Trainingsgeräte für Ski-Sportler genutzt, da das Bewegungsprofil dem Nordic Walking und Skilanglauf ähnelt.¹⁴

Die zwei Geräte können sich zudem im technischen Aufbau unterscheiden: Bei Crosstrainern befindet sich das Schwungrad hinten, bei Ellipsentrainern ist dies meist vorne zu finden, wie in Abbildung 2 zu erkennen ist. Beide Arten bestehen zudem aus beweglichen Paaren aus senkrechten Armstangen und waagerechten Pedalarmen. Am vorderen Teil befinden sich oft weitere, allerdings fest montierte Armstangen. Neuere Geräte sind meist mit einem Computer ausgestattet. Dieser misst häufig Geschwindigkeit, Trainings-Zeit, zurückgelegte Entfernung und Puls des Trainierenden. Außerdem kann über diesen der Widerstand des Schwungrads erhöht oder verringert werden.

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Abbildung 2: Beispiel-Produkt Ellipsentrainer

Quelle: Sofimo.

1.2.3 Virtual Reality (VR)

VR „ist eine computergenerierte Wirklichkeit mit Bild (3D) und in vielen Fällen auch Ton. Sie wird [in egozentrischer Perspektive] über Großbildleinwände, in speziellen Räumen (Cave Automatic Virtual Environment, kurz CAVE) oder über ein Head-Mounted-Display“¹⁵ (HMD), einem am Kopf befestigen Display in Form einer Video- bzw. VR-Brille, übertragen. VR ist von der 3D-Computergraphik anhand mehrerer technischer Merkmale abzugrenzen. VR soll Inhalte möglichst multimodal und immersiv darstellen. Das bedeutet, dass der Anwender gleichzeitig über mehrere Sinne angesprochen wird: visuell, akustisch und haptisch. Dabei ist von großer Bedeutung, dass sowohl Simulation der virtuellen Welt als auch Interaktion des Nutzers mit dieser in Echtzeit stattfinden. Zweitere kann hingegen der gewohnten 2D-Interaktion mit Tastatur und Maus in der VR drei-dimensional durch Bewegungen im Raum erfolgen.¹⁶

1.2.4 Biathlon

Biathlon ist eine meist im Winter ausgeführte Sportart, die aus den zwei Teilen Skilanglauf und Schießen besteht. Je nach Geschlecht und Disziplin müssen die Teilnehmer 7,5 km bis 15 km laufen und abschnittsweise „abwechselnd liegend oder stehend auf kleine, 50 m entfernte Scheiben jeweils fünfmal“¹⁷ schießen. Fehlschüsse führen zur Strafrunden oder Strafminuten. Beim Skilanglauf werden, ebenso wie bei Trainingseinheiten auf dem Crosstrainer, „Beine, Rumpf und Arme […] ständig beansprucht.“¹⁸

Abbildung 3 stellt die Biathlon-Ausrüstung am Beispiel der ehemaligen deutschen Biathletin Laura Dahlmeier dar. Neben der entsprechenden Kleidung gehören dazu ein Kleinkalibergewehr, zugehörige Munition, Langlaufski und Langlaufstöcke. Die Waffe und Munition führen die Athleten während des Rennens dauerhaft mit sich.

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Abbildung 3: Biathlon-Ausrüstung von Laura Dahlmeier

Quelle: Stiftung Deutsche Sporthilfe.

Produkt-Konzeption

Die Produkt-Konzeption ist Teil der zweiten Phase des Produktlebenszyklus, der Produktentwicklung. Ihr vorgelagert ist die Produktplanung. Diese umfasst Forschung. Erstellung des Produktportfolios und Marketing und „dient zur Gestaltung des Angebots eines Unternehmens abhängig von den Zielmärkten und den dort erzielbaren Rentabilitäten und Marktführerschaften.“¹⁹

Während der Produktentwicklung „werden alle relevanten Eigenschaften und Daten eines Produkts“²⁰ für die nachgelagerten Phasen des Produktlebenszyklus, also der Herstellung, Nutzung und Verwertung, festgelegt. Diese Eigenschaften und Daten können während der Phase oft verändert werden.²¹ Erst zum Zeitpunkt der Fertigungsfreigabe liegen diese final vor.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 4: Produktentwicklung als Teil des Produktlebenszyklus

Quelle: Jackstien/Vajna (2014), S. 79.

In diesem Kapitel sollen zuerst der aktuelle Entwicklungsstand des Produkts Crosstrainer und Möglichkeiten zur Integration von VR dargestellt werden. Dazu werden drei Beispiel-Produkte aus dem Bereich des Virtual-Sport, V-Sport, bzw. VR-Sport²² kurz vorgestellt. Anschließend werden Verbesserungspotentiale am technischen System Crosstrainer insbesondere durch die Integration von VR aufgezeigt. Abschließend erfolgen die Beschreibungen der technischen Komponenten und Funktionsweise des weiterentwickelten Crosstrainers.

2.1 Aktueller Entwicklungsstand

2.1.1 Smarte Crosstrainer

Heutige Crosstrainer besitzen Computer, die neben der Steuerung des Geräts und der Erfassung bzw. Darstellung von Zeit, Geschwindigkeit und Strecke eine Vielzahl weiterer Funktionen und Schnittstellen bieten. Wenige dieser sollen im Folgenden am Beispielprodukt Technogym Unity 3.0 ²³ kurz erläutert werden:

- Durch die Verwendung personalisierter User können Trainingseinheiten aufgezeichnet und mit historischen Werten verglichen werden. Außerdem können so dem Profil entsprechende Trainingseinheiten bzw. -programme vorgeschlagen werden.
- Durch die Verknüpfung mit Social-Media-Accounts, wie z.B. Facebook, können aktuelle Trainingseinheiten mit Freunden geteilt werden.
- Via Bluetooth können Endgeräte wie Smartphones, Smartwatches oder bspw. Kopfhörer mit dem Gerät gekoppelt werden, um multimediale Inhalte oder Trainingsdaten auszutauschen.
- Während Trainingseinheiten können Video-Inhalte von Streaming-Plattformen wie Netflix oder Youtube konsumiert werden. Ein weiterer Anwengungsfall ist die Demonstration von Übungs-Einheiten am Gerät.
- Anwendungen, wie die Simulation von Laufstrecken oder Echtzeit-Rennen mit anderen Trainierenden, sollen die Trainingseinheiten spielerisch gestalten und dadurch eine größere Motivation hervorrufen.

2.1.2 VR-Traingsgeräte

Es exisiteren bzw. entstehen bereits erste Produkte am Markt, die Trainingseinheiten an Sportgeräten durch VR neugestalten sollen. Wenige Beispiele sollen im Folgenden aufgeführt und kurz erläutert werden:

[...]

¹ Vgl. Anhang A Statistiken zum Marktsegment.

² Vgl. Baumeister.

³ Springer Fachmedien (2013), S. 207.

⁴ Springer Fachmedien (2013), S. 207 f.

⁵ Vgl. Mangiapane/Büchler (2015), S. 9.

⁶ Urbach/Ahlemann (2016), S. 25 f.

⁷ AKAD Bildungsgesellschaft mbH.

⁸ Vgl. Anhang B - AKAD Studienverlauf Wirtschaftsinformatik und IT-Management (M. Sc.)

⁹ Vgl. Fitnessmojo.

¹⁰ Sofimo.

¹¹ Sofimo.

¹² Vgl. Sofimo.

¹³ Röder (2011), S. 237.

¹⁴ Vgl. Röder (2011), S. 237 und Sofimo.

¹⁵ Bendel.

¹⁶ Vgl. Dörner et al. (2013), S. 13 f.

¹⁷ Olympia-Lexikon.

¹⁸ Steffny (1998), S. 163.

¹⁹ Jackstien/Vajna (2014), S. 71.

²⁰ Jackstien/Vajna (2014), S. 77.

²¹ Vgl. Ponn/Lindemann (2011), S. 293.

²² Als V-Sport bzw. VR-Sport wird die Vernüpfung von VR-Inhalten mit Trainingseinheiten bezeichnet.

²³ Vgl. TechnoGym, S. 84.