A futók teljesítményét növelő sportruha kifejlesztését segíti a BME kutatása

Nemzetközi kutatócsoport tagjaként az ideális futófelszerelés megalkotására végeznek mozgáselemző és ruházat-fiziológiai vizsgálatokat a Gépészmérnöki Kar szakértői.

„Összefüggéseket keresünk egy olyan, a sportolói mozgás optimalizálását segítő, speciális ruházat megalkotásához, amely hozzájárulhat (például a futók esetében) a sportteljesítmény fokozásához, ezáltal a sporteredmények javulásához” – beszélt az egyik folyamatban lévő tudományos projektjük jelentőségéről Halász Marianna, a BME Gépészmérnöki Kar Polimertechnika Tanszékének egyetemi docense.

A kutató közösen dolgozik Kiss Ritával, a GPK Mechatronika, Optika és Gépészeti Informatika Tanszékének (MOGI) egyetemi tanárával, a Biomechanikai Kooperációs Kutatóközpont igazgatójával, Tamás Péterrel, a Mechatronika, Optika és Gépészeti Informatika Tanszék egyetemi docensével, továbbá a szlovéniai Maribori Egyetem kutatóival. Kutatási tervükkel sikeresen jelentkeztek a Tudományos és Technológiai (TéT) kétoldalú nemzetközi együttműködési felhívására, és elnyerték a megszerezhető támogatást (pályázatuk címe: Sportolók mozgásának és ruházatfiziológiájának összefüggése – a szerk.). „Több, mint harminc évvel ezelőtt, egy drezdai ösztöndíj alkalmával még pályakezdőként találkoztam a szlovén Jelka Geršak kutatónővel, akivel hasonló volt a tudományos érdeklődési körünk. Személyes kapcsolatunkat azóta számos közös kutatási projektben kamatoztattuk (korábbi TÉT projektjeink: Komplex textil szerkezetek viselkedésének modellezése 2004-2005, Komplex textil szerkezetek paraméterei 2006-2007, Komplex textil szerkezetek aszimmetrikus viselkedése 2008-2009, Az emberi test 3D-s modellezése és a 3D-s testadatok integrálása termékekbe 2010-2011).

Ezekben a projektekben is a textilanyagok tulajdonságait, az emberi test méreteinek meghatározását és modellezését, az emberi test és a ruházat méreteinek összefüggéseit, valamint a ruházatok fiziológiai hatásait vizsgáltuk. A mostani projektben célzottan sportruházattal foglalkozunk, és ehhez kapcsolódik a sportolók mozgásanalízise” – beszélt a kezdetekről, és a jelenlegi feladatokról Halász Marianna.

A közelmúltban indított TéT-kutatás célja egyebek mellett az, hogy a két egyetem olyan sportruházatot alkosson, amelynek kialakításakor egyaránt fontosak az egyéni fiziológiai jellemzők és a futásnak, mint mozgásnak a képe. A mozgás-, az anyag- és a ruházatfiziológiai vizsgálatokhoz speciális laboratóriumi felszerelésekre, sajátos körülményekre van szükség, ezért a BME a Maribori Egyetemmel működik együtt, ahol a professzionális ruházatfiziológiai mérések elvégzésére alkalmas klímakamra áll rendelkezésre. „Ez egy zárt helyiség, amelyben mesterségesen szabályozható a légnedvesség-tartalom, a hőmérséklet és a légáramlás sebessége. A vizsgálat során a tesztalanyok a kamrában található futópadon a program szerint emelkedő sebességgel futnak, miközben mérjük a szívfrekvencia (pulzus), a bőrfelületi hőmérséklet és a testfelületen kialakuló páratartalom változását. Vizsgáljuk továbbá a test és a ruha tömegét a futás előtt és után, ezzel a test által mozgás közben elveszített és a ruha által felvett nedvesség is kiszámítható” – avatott be a vizsgált szempontok részleteibe Halász Marianna.

A BME Mechatronika, Optika és Gépészeti Informatika Tanszék Mozgáslaboratóriumában az OptiTrack optikai-alapú mozgásvizsgáló rendszerrel a tesztalanyokon elhelyezett 39 fényvisszaverő marker térbeli helyzetét 4 különböző sebességen, 3-3 perc időtartamú futás közben rögzítik (A MOGI Tanszék robotikai és etorobotikai vizsgálatokra alkalmas eszközökkel felszerelt mozgáslaboratóriumáról korábban a bme.hu is tudósított – szerk.). A térbeli koordinátákból kiszámíthatók a mozgást jellemző paraméterek, így a lépéshossz, a lépésszélesség és az egyes ízületek szögei. Emellett a vizsgálat során a szívfrekvenciát is folyamatosan nyomon követik. A mért és a számított mozgásjellemzők matematikai-statisztikai módszerekkel történő elemzésével és a ruházatfiziológiai mérésekkel olyan rejtett összefüggéseket tárhatnak fel a kutatók, amelyek elősegítik az ideális sportolói felszerelés megalkotását.

„Számos egyetem és kutatóintézet foglalkozik sportruházat-vizsgálatokkal. A mi tudományos projektünk abban különleges, hogy egyedül mi vetjük össze a mozgáslaborban végzett mérési eredményeket a ruházatfiziológiai és az anyagvizsgálati eredményekkel” – ecsetelte a kutatási terv egyediségének részleteit a GPK anyagvizsgálatokban jártas szakértője.

„Több éve együttműködünk a MOGI Tanszékkel: számítógépes tervezőrendszert fejlesztettünk ruhák szabásmintáinak szerkesztéshez, berendezéseket terveztünk és építettünk ruhaanyagok tulajdonságainak vizsgálatához” – idézte fel a közös munka feladatait Halász Marianna. A kétezres évek elején ipari indíttatásra a ruhaalkotáshoz szükséges testméretek meghatározására volt szükség, ezért a két tanszék egy 3D-s, lézervonalas eljáráson alapuló testszkennert fejlesztett. Az eszközt a jelenlegi sportruházati kutatások vizsgálataiban is sikerrel alkalmazzák.

A kutatócsoport többféle sportruházat ismérveit is elemzi: kereskedelmi forgalomban kapható és egyénileg varratott öltözeteket hasonlítanak össze. Vizsgálják az egyes ruhafazonokat: az erősen testre feszülőt, a közepesen szorosat és az éppen testre simuló mezeket. Az elemzett sportruházatok mindegyikének alapanyaga a sportolók körében kedvelt poliészter 10-30 % elasztántartalommal. „Ezek az anyagkombinációk rugalmasak, a testforma megtartása mellett esztétikus külsőt kölcsönöznek viselőjüknek, nem akadályozzák a mozgást, egyúttal előnyös fiziológiai tulajdonságokkal bírnak: hamar elvezetik a verejtéket a testfelületről, amely így könnyen elpárolog. Vélhetően a megfelelő módon kialakított, szorosabb elemek az izmok működését is kedvezően befolyásolják” – érvelt a kísérletekhez választott ruházati anyagösszetétel helyes megválasztása mellett Halász Marianna.

A mérésekben tesztalanyként hat, 20 és 25 év közötti hallgatólány vesz részt. A tudományos kutatásokban, a mérések végzésében és kiértékelésében két hallgató, Gulyás Anna és Pálya Zsófia is aktívan dolgozik.  „A kísérletek, valamint a minta reprezentativitásához az egyes méréseket többször meg kell ismételni. E követelmény nagy szervezést, megbízható és hosszútávon azonos teljesítményre képes tesztalanyokat igényel. Ebben számítunk a hallgatóink segítségére.”

A kutatócsoport tavaly nyáron a MOGI Tanszék mozgáslaboratóriumában a mérési módszer kialakítása után a mozgásvizsgálatokat, míg az őszi szemesztertől, a maribori klímakamrában a ruházatfiziológiai vizsgálatokat kezdte meg. A résztvevő szakértők a kétéves tudományos projekt végére minél részletesebben szeretnék feltérképezni a vizsgált sportruházatok adottságait, továbbá javaslatot tesznek egy ideális mez-összeállításra is. A GPK oktatója az eredményeik sportipari hasznosítását prognosztizálta. „A megfelelő anyagösszetételű és kialakítású viselet hatással lehet a futók teljesítményére: a bőrfelület páratartalma, a testfelület hőmérséklete, a szívritmus és a légzés állandó szinten tartása biztosabb és kiegyensúlyozottabb eredmények eléréséhez segítheti hozzá az összeállítás viselőjét” – hangsúlyozta Halász Marianna.

A BME egyetemi docense emlékeztetett arra, hogy a magyarországi textilipar számos változáson ment keresztül az elmúlt három évtizedben. Az ágazat jelentős része Európából Ázsiába, az olcsóbb munkaerő irányába települt át, ám a mai napig végeznek Magyarországon fontos kutatásokat a természetes és a mesterséges textilszálak felhasználásáról, előállítási folyamatairól; ezek pedig ígéretes jövő előtt állnak. „A tudományos feladatokhoz minden emberi és tárgyi adottság megvan a Műegyetemen. Bízunk benne, hogy e terület fejlődéséhez jelentősen hozzájárulhatunk” – adott hangot reményének az oktató-kutató.

TZS - GI

Fotó: Takács Ildikó, Halász Marianna