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In Bestform: »Sport in VR kann das reale Training nicht ersetzen«

Das Wetter ist zu schlecht zum Mountainbiken? Ab in die virtuelle Realität! An der frischen Bergluft hapert es allerdings noch. »Im Moment ist VR in den meisten Fällen nur visuell«, sagt Sportwissenschaftlerin Kerstin Witte.
Junge Frau mit VR-Brille beim virtuellen Boxtraining

Sport in der virtuellen Realität, kurz VR, liegt voll im Trend. Computer anschalten, Brille aufsetzen – schon steht im heimischen Wohnzimmer eine virtuelle Tischtennisplatte. Mit neuen Tools kann man sich dazu jederzeit einen Personal Trainer nach Hause holen. Doch wie weit ist die Technik wirklich? Welche Ausrüstung brauche ich? Und zahlt sich das virtuelle Training auch jenseits der VR-Welt aus? Kerstin Witte von der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg kennt sich aus.

Spektrum.de: Frau Witte, haben Sie schon einmal Sport in der virtuellen Realität gemacht?

Kerstin Witte: Natürlich. Wenn wir ein neues Projekt beginnen und beispielsweise virtuelle Welten erstellen, probiere ich das immer selbst aus.

Welche Sportarten sind da inzwischen möglich?

Sehr viele: Tischtennis, Kampfsport, Basketball, Baseball, Rudern und verschiedenste Bewegungsspiele. Im Leistungssport nutzt man VR, um bestimmte Fähigkeiten zu trainieren, etwa die Reaktionsfähigkeit im Karate. Im Breitensport geht es eher in Richtung Fitness und Workout.

Kann ich in VR auch meine Ausdauer trainieren?

Klar. Sie können sich auf ein Fahrradergometer setzen und eine VR-Brille aufsetzen. Gefühlt radeln Sie dann nicht im Wohnzimmer, sondern beispielsweise auf Mallorca. So etwas ist bereits möglich, es macht das Training interessanter und abwechslungsreicher.

In den Bergen Rad zu fahren, fühlt sich aber doch ganz anders an. Auf einem Schotterweg wird man manchmal richtig durchgeschüttelt, vielleicht hat man Gegenwind. Lässt sich all das bereits simulieren?

Kerstin Witte | Die Sportwissenschaftlerin ist Professorin an der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg. Mit ihrem Team erforscht sie Bewegung und Wahrnehmung in der Virtual Reality (VR) sowie deren Einsatzmöglichkeiten im Sport.

Nicht alles, aber vieles, und manches sogar ohne VR. Eine Steigung lässt sich beispielsweise darstellen, indem man den Tretwiderstand und somit die Leistung erhöht. Auch Geräusche wie Vogelgezwitscher lassen sich imitieren. Die nimmt man aber in der Regel nur eingeschränkt wahr. Außerdem muss man sagen: Wenn weitere Sinneseindrücke wie Erschütterungen dazukommen sollen, wird es richtig aufwändig und teuer. Für den Normalbürger ist das nicht erschwinglich – zumindest noch nicht. In den nächsten Jahren wird sicherlich einiges möglich werden. Aber im Moment ist VR in den meisten Fällen nur visuell.

Für viele Menschen ist es wichtig, mit anderen gemeinsam Sport zu treiben. Geht das auch in VR?

Ja, das geht. Man kann beispielsweise in einer Gruppe Fahrrad fahren oder gegen jemanden Tennis spielen. Das System gibt mir zusätzliche Informationen: Was machen andere, wie gut ist meine Leistung, wie spielt der Gegner?

Die Fachfrau als Sportlerin

Kerstin Witte macht gerne Karate. Damit hat sie erst mit über 40 Jahren begonnen. Für sie berge die Sportart alles, sagt die Sportwissenschaftlerin. Ausdauer, Koordination und Reaktionsvermögen werden trainiert, und man kann gemeinsam mit anderen trainieren. Insgesamt ist Witte der Sport in einer natürlichen Umwelt immer noch lieber als in der virtuellen Realität.

Spiele ich dann gegen eine reale Person oder nur gegen den Computer?

Man spielt gegen eine reale Person, die sich ebenfalls in das Spiel einloggen muss. Das macht das Ganze wirklich interessant.

Wo liegt der Unterschied zum E-Sport?

Beim E-Sport geht es nicht wirklich um Bewegung, er findet primär am Bildschirm statt. In der Sportwissenschaft wird heftig darüber diskutiert, ob E-Sport überhaupt Sport ist. Ich würde sagen: Man sollte sich dem nicht ganz verschließen. Denn die Grenzen sind fließend.

Es gibt also keine klare Definition von VR-Sport?

Nein. VR-Systeme gibt es übrigens nicht nur im Sport, sondern auch in anderen Bereichen, zum Beispiel in der Medizin, Architektur oder im Maschinenbau. In der Regel handelt es sich um eine visuelle Präsentation, es kommen aber zunehmend akustische und haptische Komponenten hinzu. Wichtig ist: Bei VR erfolgt die Darstellung in Echtzeit, meist aus einer egozentrischen Perspektive. Ich schaue mir eine virtuelle Umgebung an, bewege mich darin und kann damit interagieren, oft im Radius von 360 Grad. Die Steuerung funktioniert meistens über Körperbewegungen – nicht per Mausklick oder Cursor wie im E-Sport.

Welches technische Equipment brauche ich dafür?

Auf jeden Fall einen Computer. Der braucht sehr viel Rechenpower, um die große Datenmenge ständig in Echtzeit zu verarbeiten. Auch die Grafik muss hochauflösend sein, um immer sofort das neueste Bild anzuzeigen. Gaming-PCs können das meist leisten. Außerdem brauchen Sie ein Ausgabegerät. Das ist in der Regel eine Brille, kurz HMD für »Head-Mounted Display«, zu Deutsch: ein auf dem Kopf montierter Bildschirm. Um die Position der Person sowie ihre Orientierung im Raum festzustellen, kann man kleine Kameras, so genannte Lighthouses, im Raum platzieren. Sie tracken auch einen Controller oder den Schläger, den man beispielsweise beim Tischtennis in der Hand hält. Das ist wichtig, damit sich die virtuelle Umgebung der Bewegung der Person anpassen kann.

Wie lässt sich Muskelkater vermeiden? Wie viel sollten Sportler trinken? Diesen und weiteren Fragen widmet sich die Biochemikerin Annika Röcker in ihrer Kolumne »In Bestform«. Mit Experten aus der Sportmedizin diskutiert sie, was beim Sport im Körper vorgeht und wie ein gesundes Training aussieht.

Es gibt inzwischen auch so genannte Fitness-Spiegel für das virtuelle Training zu Hause. Da habe ich keine Brille auf und keine Lighthouses. Wie funktioniert das?

Genau genommen handelt es sich dabei nicht um VR. Auf einem großen Bildschirm wird Ihnen etwas präsentiert – ein Trainer oder eine Trainerin, die etwas vormacht. Teilweise sehen Sie auch sich selbst. Aber: Sie interagieren nicht mit dem, was Ihnen präsentiert wird. Ich möchte das nicht abwerten, es kann sicherlich viel Spaß machen. Nur für den privaten Gebrauch ist so ein Spiegel für rund 1500 Euro auch sehr teuer.

Wem würden Sie so etwas empfehlen?

Im Prinzip jedem, der Spaß daran hat. Das ist sicherlich gut für Menschen, die kein Fitnessstudio in der Nähe haben oder fürchten, sich zu blamieren. Bestimmt kann ein solches System auch beim Abnehmen helfen oder spezielle Fähigkeiten trainieren. Aber dazu braucht es ein gutes Trainingsprogramm. Es ist nicht damit getan, sich so einen Spiegel oder eine VR-Brille zu kaufen. Meine Erfahrung: Die ersten ein bis zwei Wochen nutzen die Menschen das intensiv und wollen alle Funktionen entdecken, dann lässt ihre Motivation nach. Auch unsere Untersuchungen mit professionellen Sportlerinnen und Sportlern zeigen: Sport in VR kann das reale Training nicht ersetzen, es ist nur ein Zusatztool.

Warum?

Noch ist die Technologie nicht so weit, dass man tatsächlich Feedback bekommt. Das brauche ich aber, um besser zu werden.

Und der Spiegel? Die Hersteller behaupten, es sei ein Personal Trainer dabei, der Feedback gebe.

Da wäre ich sehr vorsichtig. Ich persönlich habe das noch nicht ausprobiert. Alles, was wir bisher kennen, kann einen realen Trainer nicht ersetzen. Wie bewege ich meinen Arm, wie mache ich die Drehung richtig? Natürlich kann man das irgendwie messen, aber es ist nicht dieselbe Art von Feedback, die ein Trainer geben kann. Das System wird auch nicht merken, wenn ich mich überanstrenge. Man muss sich also selbst einschätzen können und darf sich nicht komplett auf die Technik verlassen.

Lassen sich denn die in VR trainierten Bewegungen und Fähigkeiten in die Realität transferieren?

Darüber wird in der Fachwelt kontrovers diskutiert. Nach heutigem Stand würde ich sagen: Man kann das, was man in VR gelernt hat, in der Realität nicht zu 100 Prozent umsetzen. Manches aber schon. Eine unserer Studien hat beispielsweise ergeben, dass es Athletinnen und Athleten hilft, sich gewisse Karatebewegungen immer wieder anzuschauen und zu üben. Studierende, die auf einem virtuellen Schwebebalken geturnt hatten, konnten die Übungen nachher mindestens genauso gut ausführen wie eine Vergleichsgruppe, die in der Realität geübt hatte. Hier liegt ein weiterer Vorteil: Mit Hilfe von VR lassen sich potenziell gefährliche Situationen simulieren. Es gibt beispielsweise VR-Apps, die helfen, Höhenangst abzutrainieren. Das in die Realität umzusetzen, kostet zwar nochmals etwas Überwindung – aber es funktioniert. Bei anderen Dingen geht das noch nicht.

»Vielen Menschen wird schwindlig, wenn sie in der virtuellen Realität unterwegs sind«

Liegt das auch daran, dass es neben dem visuellen noch anderen Input braucht?

Ja, unter anderem. Wenn Sie in echt Fahrrad fahren, müssen Sie das Gleichgewicht halten. Auf dem Hometrainer nicht. Alles, was man normalerweise zusätzlich macht, lässt sich nur mit sehr hohem technischem Aufwand simulieren. Außerdem fehlt es an Grundlagenforschung. Muss ich meinen eigenen Körper dabei sehen können? Unsere Untersuchungen zeigen: Es ist nicht für alle Sportarten gleich wichtig. Bei bestimmten Lernprozessen muss ich natürlich wissen, wo meine Arme oder Beine gerade sind. Wenn ich die Bewegung jedoch verinnerlicht habe, brauche ich nicht mehr hinzuschauen. Wie viel wir sehen müssen, ist aber für die Technologie entscheidend, denn den gesamten Körper zu visualisieren, kostet enorm viel Rechenleistung. Ein anderer Punkt ist die periphere Wahrnehmung: Wenn ich Basketball spiele, bemerke ich, ob ein Gegenspieler mich stören will – selbst, wenn ich nicht hinschaue. Wie groß der Anteil des peripheren Sehens ist und welche Bedeutung das im Sport hat, wissen wir noch nicht genau. Daher ist es sehr schwierig, das in der virtuellen Realität zu simulieren.

Muss man bestimmte Voraussetzungen mitbringen, um Sport in VR treiben zu können?

Eigentlich nicht. Ein bisschen technikaffin sollte man schon sein, aber die Systeme sind in der Regel sehr benutzerfreundlich. Unsere Studien haben ergeben, dass ältere Menschen durchaus damit zurechtkommen. Und es bringt ihnen Spaß: Hier können sie Sportarten wie Kegeln oder Tischtennis machen, die sie von früher kennen. Auch im Reha-Bereich sehe ich großen Nutzen: Studien anderer Gruppen zeigen, dass VR Schlaganfallpatienten helfen kann, sich wieder besser zu bewegen. Man sollte sie aber nicht an Stelle von, sondern ergänzend zu herkömmlichen Therapien einsetzen. Und Menschen, die Probleme mit Computerarbeit haben, beispielsweise wegen einer Epilepsie oder bestimmten Sehstörungen, sollten vorsichtig sein.

Wie lange darf ich in VR am Stück trainieren?

Das wird ebenfalls noch diskutiert. Die ersten Arbeiten haben fünf bis zehn Minuten empfohlen. Mittlerweile ist die Technologie besser und genauer geworden, damit kann man auch 20 Minuten trainieren. In jedem Fall nicht so lange, wie normale Trainingseinheiten dauern.

Warum?

Vielen Menschen wird dabei schwindlig, man spricht auch von Cybersickness. Das ist so ähnlich wie beim Auto- oder Busfahren: Manche Menschen können währenddessen nicht lesen. Das liegt daran, dass die Augen auf etwas Statisches schauen, sie melden dem Gehirn also Stillstand. Das Gleichgewichtsorgan registriert hingegen Bewegung. Damit kommt das Gehirn schwer zurecht. In der virtuellen Realität ist das ähnlich. Es gibt also noch einige Baustellen, die man wissenschaftlich bearbeiten muss. Aber viele Menschen begeistern sich für VR. Deshalb erwarte ich, dass die Technik in den nächsten Jahren immer besser wird und sich immer mehr verbreitet.

Virtual versus Augmented Reality (AR)

Unter Augmented Reality versteht man eine computerunterstützte Erweiterung der Wahrnehmung, also eine erweiterte Realität. Im Gegensatz zur Virtual Reality (VR) sieht man bei AR die reale Umgebung, erhält aber zusätzliche Informationen. Beispielsweise zeigen Brillen, die mit dem Internet verbunden sind, Informationen an, etwa zu Gebäuden in der Umgebung. Ein anderes Beispiel für AR ist das Spiel »Pokémon Go«, eine App, die auf dem Smartphone kleine Fantasiewesen in der näheren Umgebung abbildet.

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