Die Fachhochschule Graubünden, geleitet von Professor Martin Bünner, hat gemeinsam mit Swiss-Ski eine VR- und KI-Technologie entwickelt, die Athleten in die Lage versetzt, alpine Strecken virtuell und risikofrei zu trainieren. Der "AI-Racer" berechnet die Ideallinie und ermöglicht ein immersives Training, das Effizienz und Sicherheit vereint. Die FHGR führt damit den Skisport in eine innovative Zukunft.

Virtuelle Geschwindigkeit: Die Fachhochschule Graubünden setzen neue Standards im Skisport mit VR und KI

Die Fachhochschule Graubünden (FHGR) hat in Zusammenarbeit mit Swiss-Ski und anderen Partnerhochschulen die Zukunft des alpinen Skisports grundlegend verändert. Dank Virtual Reality (VR) und Künstlicher Intelligenz (KI) können Athletinnen und Athleten nun Strecken immersiv erleben und die Ideallinie mit nie dagewesener Präzision und Sicherheit einstudieren. Federführend dabei ist Professor Martin Bünner von der FHGR, ein Pionier auf dem Gebiet der Sporttechnologie, der mit seinem Team eine VR-Lösung entwickelt hat, die den Trainingsalltag der Skirennfahrer revolutioniert.

Bild 1: Methode

Der AI-Racer: Präzise Linienführung durch künstliche Intelligenz

Der Kern der Innovation liegt im „AI-Racer“, einem KI-basierten Simulator, der den Athleten die ideale Fahrlinie berechnet und sie mittels VR in diese Welt eintauchen lässt. Professor Bünner erklärt: «Diese Ideallinie wird durch ein aufwändiges mathematisches Modell berechnet». Dabei wird jede Rennstrecke vermessen und in eine präzise 3D-Karte umgewandelt, die in die virtuelle Realität integriert wird.

Zur Erstellung dieser virtuellen Welt setzt die FHGR modernste Technologien ein: Mit Hilfe von LIDAR-Scans und Drohnenaufnahmen werden die Strecken im Vorfeld vermessen. Diese Daten fließen in ein 3D-Modell ein, das exakt die Gegebenheiten der Strecke, inklusive Bäumen und Felsen, wiedergibt. Dies ist ein wichtiger Aspekt, da viele Athleten natürliche Orientierungspunkte benötigen, um sich auf der Strecke zurechtzufinden.

Bild 2: Visualisierung der optimalen Fahrlinie und 
der Umgebung der gemessenen Rennstrecke

Detailgetreu und immersiv: Die Technologie im Einsatz

Die Technologie hinter dem AI-Racer ist beeindruckend. In einem virtuellen Raum setzen die Athleten eine VR-Brille auf und können die Strecke beliebig oft befahren. Die Möglichkeit, jeden Abschnitt der Strecke im eigenen Tempo zu erkunden, verschafft den Athleten einen enormen Vorteil. Passagen können in Zeitlupe durchfahren oder auch beliebig oft wiederholt werden. Dies ist besonders für technische Abschnitte und die anspruchsvolle Linienwahl von großer Bedeutung. Der Simulator erlaubt es zudem, bestimmte Streckenteile zurückzuspulen und schwierige Passagen nochmals zu üben.

Seit 2022 ist die VR-Technologie im Weltcup im Einsatz und hat sich als wertvolle Ergänzung zum Training auf Schnee etabliert.  In einem Sport, in dem es oft um Hundertstel geht, bietet der AI-Racer den Athleten eine unschätzbare Möglichkeit, sich auf die wichtigsten Rennsituationen optimal vorzubereiten.

Bild 3: Realitätsnahe Darstellung aus Sicht des Athleten.

Sicherheit und Effizienz durch VR-Training

Ein entscheidender Vorteil des AI-Racers ist die erhöhte Sicherheit. Durch das Training in der VR-Umgebung können die Sportler risikofrei üben. Gerade in einem Sport wie dem Skirennfahren, in dem Verletzungen nicht selten sind, ist dies ein bedeutender Fortschritt. Tatsächlich gibt es in der VR keine physischen Barrieren, und selbst schwierige Manöver können ohne Risiko trainiert werden. Dies hilft den Athleten auch dabei, mentale Blockaden zu überwinden, da sie im virtuellen Raum ohne die sonst übliche Verletzungsangst agieren können. Bünner sagt, dass rund drei Viertel der Fahrenden, die mit dem KI-Simulator gearbeitet haben, auch in Zukunft auf die Hilfe dieser Technologie setzen werden. «Unsere Erfahrungen zeigen, dass die Sportlerinnen und Sportler stark darauf reagieren», so Bünner.

Ein weiterer Vorteil ist die Effizienz: Der Simulator ermöglicht es, Strecken mit minimalem Aufwand beliebig oft zu befahren, was Zeit und Kosten spart. Dies gilt besonders für junge Athleten, die sich auf die Herausforderungen der Weltcupstrecken vorbereiten möchten. Die Technologie ist eine perfekte Ergänzung zu den traditionellen Trainingseinheiten und wird von Swiss-Ski als flexible und kostengünstige Lösung geschätzt.

Wissenschaftliche Präzision: Die Arbeit der FHGR hinter den Kulissen

Die Entwicklung und Feinabstimmung des AI-Racers ist das Ergebnis jahrelanger Forschung. Die 3D-Modelle der Rennstrecken werden durch präzise Vermessungstechniken erstellt, die auf den Grundprinzipien der Physik und Geomatik basieren. Diese Modelle fließen in den Simulator ein und ermöglichen eine realitätsnahe Nachbildung der Strecken. Mithilfe von Berechnungen aus der optimalen Steuerungstheorie wird die ideale Fahrlinie generiert, die den Athleten das effizienteste und schnellste Durchfahren der Strecke ermöglicht.

Neben der FHGR sind auch die Ostschweizer Fachhochschule und die Hochschule für Wirtschaft und Ingenieurwissenschaften des Kantons Waadt beteiligt, wodurch ein Netzwerk aus Experten geschaffen wurde, das die Forschung kontinuierlich vorantreibt und optimiert. Die Schweizer Hochschulen haben sich durch dieses Projekt eine führende Rolle im Bereich der Sporttechnologie erarbeitet und setzen Standards, die weltweit beachtet werden.

Die Zukunft des Skisports – angeführt von der FHGR mittel KI und VR

Die Fachhochschule Graubünden unter der Leitung von Martin Bünner hat es mit dieser Technologie geschafft, die Schweiz in der Entwicklung des modernen Skisports an die Spitze zu bringen. Der AI-Racer ist mehr als nur ein Hilfsmittel: Er ist ein Beispiel für die erfolgreiche Verbindung von Wissenschaft und Praxis im Sport. Die FHGR zeigt, wie innovative Technologien dabei helfen können, Sportler zu unterstützen und gleichzeitig neue Maßstäbe für Präzision und Effizienz zu setzen.

Diese Kombination aus Künstlicher Intelligenz und Virtual Reality ist ein wesentlicher Schritt, der nicht nur den Skisport revolutioniert, sondern auch die Art und Weise, wie zukünftige Athletengenerationen trainieren. Die Schweiz und die FHGR haben hier eine klare Vorreiterrolle übernommen und beweisen, dass technologische Fortschritte und sportliche Leistung sich gegenseitig beflügeln können. Die Zukunft des Skisports sieht vielversprechend aus – und die Fachhochschule Graubünden hat maßgeblich dazu beigetragen, diese Entwicklung möglich zu machen.

Die Fachhochschule Graubünden ist Hochschulpartnerin von ICT-Berufsbildung Schweiz.