Spiel, Satz und Sieg im eigenen Wohnzimmer
TU Wien und VR Motion Learning entwickeln gemeinsam einen virtuellen Tennistrainer. Mit interaktiven Elementen ausgestattet, soll dieser künftig auch Bewegungsabläufe analysieren und hilfreiches Feedback geben.
Trainingseinheiten (oder gar Matches) im Tennis finden vorwiegend auf dem Tennisplatz statt. Zumindest bis dato. Nun soll es mit der Entwicklung eines virtuellen Tennistrainers möglich sein, auch Zuhause zu trainieren. Die Partner TU Wien und VR Motion Learning arbeiten bereits seit längerem an der Entwicklung ihres virtuellen Tennistrainers.
Bisher wurde primär Erkennung und Bewertung von Bewegungsabläufen analysiert und automatisiert, nun konzentriert sich das Team auch auf interaktive bzw. didaktische Komponenten für hilfreiche Rückmeldungen an die NutzerInnen. Gefördert wird das Projekt durch die Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft FFG.
Training der KI
Die Nutzer können mit dem neuen „Tennis-Simulator“ (Tennis Esports) virtuelles Tennis erleben und auch physisch richtige Schläge durchführen – und so auch Verletzungen verhindern. Der Tennistrainer richtet sich sowohl an Neueinsteiger als auch an bereits kundige Personen, die ihr Spiel verbessern möchten. Damit die Tennisspieler von einem virtuellen Trainer lernen können, muss dieser zunächst mit entsprechenden Fähigkeiten ausgestattet werden.
Um etwa zu analysieren, wie verschiedene Schläge wie Vorhand-Topspin, Rückhand-Slice oder Aufschlag korrekt ausgeführt werden, lud das Team zunächst erfahrene Tennisspieler ein, um Bewegungsabläufe oder die Führung des Schlägers mit Kameras aufzuzeichnen. Die so entstandene Datenbank an verschiedensten Schlägen wurde sodann exakt mit einer eigens entwickelten Künstlichen Intelligenz analysiert und verglichen.
Die Vorteile der virtuellen Umgebung
„Am Ende der ersten Projektphase konnte der virtuelle Tennistrainer, basierend auf den als korrekt aufgezeichneten Schlägen, neue Bewegungsabläufe der Spieler vollautomatisiert erfassen und bewerten“, sagt Hannes Kaufmann, Professor und Leiter der Gruppe Virtual & Augmented Reality an der TU Wien. Jetzt soll die Implementierung einer Feedbackfunktion folgen. „Schließlich soll der Simulator auch zu einer verbesserten Spielleistung beitragen“, so Kaufmann.
Die Feedbackfunktion gilt es nicht nur technisch umzusetzen, es braucht zudem Überlegungen, wie Lern- und Trainingseffekte am größten ausfallen. „Ein Vorteil der virtuellen Umgebung ist, dass dieselbe Situation mehrfach durchlebt werden kann und das Feedback zu einem Schlag folglich direkt umgesetzt werden kann“, erklärt Peter Kán vom Forschungsbereich Computer Graphics der TU Wien.
Auf dem Tennisplatz oder Zuhause
Generell dient das Programm als zusätzliches Werkzeug für menschliche Trainer, um den Spielenden das Trainieren abseits vom Platz an verschiedenen Orten zu ermöglichen. „Damit künftig auch Zuhause trainiert werden kann, entwickeln wir nun eine Version, die die Schlaganalyse ausschließlich mittels vorhandener VR Sensordaten und ohne zusätzliche Kamera vornimmt“, berichtet Peter Kán. Die Spielenden würden dann nur noch ein VR-Headset plus Tennisschläger benötigen – die zuvor nötige Tiefenkamera würde überflüssig.
Trainiert werden kann auf einer Fläche von 2×2 Metern, die sich auf bis zu 10×10 Meter erweitern lässt. Mit Entwicklung einer Version für Zuhause reagiert das Forscher-Team auf Hemmnisse wie das Fehlen eines Trainingspartners oder mangelnder zeitlicher Flexibilität. „Wichtig ist, eine Anwendung für Personen zu schaffen, die sich für den Sport Tennis interessieren, nicht primär für E‑Sports“, so die TU Wien. Der virtuelle Tennistrainer soll Ende des Jahres für die Oculus Quest (Anm. VR-System/Brille) verfügbar sein.