Search

Cross-country skiing (XCS) embraces a broad variety of techniques applied like a gear system according to external conditions, slope topography, and skier-related factors. The continuous detection of applied skiing techniques and cycle characteristics by application of unobtrusive sensor technology can provide useful information to enhance the quality of training and competition. (1) Background: We evaluated the possibility of using a high-precision kinematic global navigation satellite system (GNSS) to detect cross-country skiing classical style technique. (2) Methods: A world-class male XC skier was analyzed during a classical style 5.3-km time trial recorded with a high-precision kinematic GNSS attached to the skier&rsquo, s head. A video camera was mounted on the lumbar region of the skier to detect the type and number of cycles of each technique used during the entire time trial. Based on the GNSS trajectory, distinct patterns of head displacement (up-down head motion) for each classical technique (e.g., diagonal stride (DIA), double poling (DP), kick double poling (KDP), herringbone (HB), and downhill) were defined. The applied skiing technique, skiing duration, skiing distance, skiing speed, and cycle time within a technique and the number of cycles were visually analyzed using both the GNSS signal and the video data by independent persons. Distinct patterns for each technique were counted by two methods: Head displacement with course inclination and without course inclination (net up-down head motion). (3) Results: Within the time trial, 49.6% (6 min, 46 s) was DP, 18.7% (2 min, 33 s) DIA, 6.1% (50 s) KDP, 3.3% (27 s) HB, and 22.3% (3 min, 03 s) downhill with respect to total skiing time (13 min, 09 s). The %Match for both methods 1 and 2 (net head motion) was high: 99.2% and 102.4%, respectively, for DP, 101.7% and 95.9%, respectively, for DIA, 89.4% and 100.0%, respectively, for KDP, 86.0% and 96.5%, respectively, in HB, and 98.6% and 99.6%, respectively, in total. (4) Conclusions: Based on the results of our study, it is suggested that a high-precision kinematic GNSS can be applied for precise detection of the type of technique, and the number of cycles used, duration, skiing speed, skiing distance, and cycle time for each technique, during a classical style XCS race.

This paper describes a single body-mounted sensor that integrates accelerometers, gyroscopes, compasses, barometers, a GPS receiver, and a methodology to process the data for biomechanical studies. The sensor and its data processing system can accurately compute the speed, acceleration, angular velocity, and angular orientation at an output rate of 400 Hz and has the ability to collect large volumes of ecologically-valid data. The system also segments steps and computes metrics for each step. We analyzed the sensitivity of these metrics to changing the start time of the gait cycle. Along with traditional metrics, such as cadence, speed, step length, and vertical oscillation, this system estimates ground contact time and ground reaction forces using machine learning techniques. This equipment is less expensive and cumbersome than the currently used alternatives: Optical tracking systems, in-shoe pressure measurement systems, and force plates. Another advantage, compared to existing methods, is that natural movement is not impeded at the expense of measurement accuracy. The proposed technology could be applied to different sports and activities, including walking, running, motion disorder diagnosis, and geriatric studies. In this paper, we present the results of tests in which the system performed real-time estimation of some parameters of walking and running which are relevant to biomechanical research. Contact time and ground reaction forces computed by the neural network were found to be as accurate as those obtained by an in-shoe pressure measurement system. peerReviewed

Pokémon Go saavutti pelaajahuippunsa kesällä 2016. Lisättyä todellisuutta ja lokaatio-paikannusta hyödyntävä mobiilipeli sai pelaajat liikkeelle ja useat heistä raportoivat pelin myönteisistä vaikutuksista elämäänsä esimerkiksi kohonneen kunnon myötä. Fyysistä liikkumista vaativa peli toi kuitenkin mukanaan myös erilaiset turvallisuusuhat, joihin tämä tutkimus perehtyy. Tutkimuksessa selvitettiin, onko Pokémon Go:lla vaikutusta pelaajan turvallisuuteen. Tämä toteutettiin tarkastelemalla, millaisia fyysisiä uhkakuvia mies- ja naispuolisten pelaajien kohdalla toteutui ja olivatko pelaajat kokeneet oman turvallisuutensa olevan uhattuna Pokémon Go:ta pelatessaan. Lisäksi turvallisuusuhkien toteutumista tarkasteltiin yksin ja ryhmässä pelaavien osalta. Aineistona käytettiin Colley et al. tutkimuksesta The Geography of Pokémon GO: Beneficial and Problematic Effects on Places and Movement saatua dataa. Data kerättiin kenttähaastatteluna (N=375) kahden viikon ajalta kesällä 2016 Euroopasta ja Amerikasta. Tuloksista ilmeni, että Pokémon Go:lla oli vaikutusta noin joka kuudennen pelaajan turvallisuuteen. Näistä noin joka kolmas oli läheltä-piti -tilanne: pelaaja oli viime hetkellä kerennyt välttää vaarallisen tilanteen. Loput vaaratilanteista olivat fyysisiä kontakteja ihmisen tai muun objektin kanssa. Miespuolisilla pelaajilla yleisin fyysinen kontakti oli törmääminen toiseen ihmiseen, naispuolisilla törmääminen tolppaan sekä pyörällä kaatuminen Pokémon Go:ta pelatessaan. Tuloksien mukaan ei ollut merkitystä, pelaako yksin vai ryhmässä: Pokémon Go:lla oli suhteessa lähes yhtä suuri vaikutus molemmissa tapauksissa pelaajien turvallisuuteen. Eroja löytyi kuitenkin toteutuneista uhkakuvista: yksin pelaavat kompuroivat enemmän ja törmäsivät oviin, ryhmissä pelaavat muihin ihmisiin ja tolppiin.

Santaharju, Kalle GPS-vastaanottimien harhauttaminen Helsingin Länsisataman syväväylän alu-eella ja sen vaikutukset merenkulkuun Jyväskylä: Jyväskylän yliopisto, 2017, 75 s. Kyberturvallisuus, Pro gradu Ohjaajat: Lehto, Martti Tutkimuksessa selvitetään teoreettisesta ja laadullisesta näkökulmasta miten haavoittuva ja onnettomuusaltis Helsingin Länsisataman syväväylän alue on satelliittipaikannusjärjestelmään kohdistuvan onnistuneen harhautushyök-käyksen sattuessa. Satelliittipaikannusjärjestelmä, alusten automaattinen tun-nistusjärjestelmä ynnä muut navigoinnin järjestelmät on yhdistetty osaksi in-tegroitua merikarttajärjestelmää, mikä herättää kysymyksen siitä, olisiko mah-dollista, että harhauttamalla satelliittipaikannusjärjestelmän vastaanotinta kyet-täisiin ajatuttamaan alus väärälle suunnalle? Jos alus vastaanottaa harhautettua satelliittipaikannukseen perustuvaa signaalia, voi tämä johtaa hiljalleen aluk-sen lipumiseen sivuun väylältään kohti onnettomuutta. Tässä tutkimuksessa selvitetään satelliittipaikannukseen perustuvan signaalin harhauttamisen teo-riaa sekä pyritään vastaamaan siihen, miten yhteiskuntamme on valmistautu-nut ja huomioinut yllä esitellyn tilanteen. Tutkimus painottuu suuriin risteili-jäaluksiin, joita tutkittavalla alueella liikkuu päivittäin useita vuoden ajankoh-dasta riippumatta. Kirjallisen teorian lisäksi varmuutta ja todistusaineistoa tutkimukselle on haettu oman alansa asiantuntijoilta tekemällä heille teema-haastattelu, joista saatua tietoa on verrattu alussa kirjallisuuskatsauksella ke-rättyyn teoriaan. Tutkimuksen tulokset osoittavat, että alusten ajattaminen onnettomuus-alttiiseen tilanteeseen onnistuu vain, jos alus liikkuu täysin automaation varai-sesti, ja navigoija ohjailee alustaan vastoin kansallisia ja kansainvälisiä meren-kulun lakeja. Navigoija ei tällöin syystä tai toisesta vertaile satelliittipaikan-nusjärjestelmän tuomaa tietoa visuaaliseen navigoinnin ja tutkan tuomaan tie-toon. Aluksen satelliittipaikannusjärjestelmän kautta saatu manipuloitu tieto menee lisäksi alusten automaattisen tunnistusjärjestelmän kautta Helsingin alusliikennepalvelukeskukselle, joka kykenee paljastamaan mahdollisen har-hautustilanteen vertailemalla omia tietojaan fuusioidusta tilannekuvamallis-taan. Tämä järjestelmä koostuu useista tutkista, kameroista ja alusten auto-maattisesta tunnistusjärjestelmien lähettämistä tiedoista. Jos alus jostain syystä ajautuisi väärälle suunnalle, Alusliikennepalvelukeskus kykenee näkemään tämän ristiriitatilanteen, koska kaikki nämä tekniset järjestelmät perustuvat eri tekniikalle ja ovat täysin itsenäisiä. Alusliikennepalvelukeskuksissa luotetaan tällaisissa tilanteissa vain tutkan tuomaan tietoon. Asiasanat: Satelliittipaikannusjärjestelmä, GPS-järjestelmä, satelliittipaikan-nusharhautus, GPS-harhautus, alusten automaattinen tunnistusjärjestelmä, AIS-järjestelmä, VTS Santaharju, Kalle GPS-spoofing in the Helsinki West Harbour sea area and its effects on seafaring Jyväskylä: University of Jyväskylä, 2010, 75 p. Major subject, Cyber Security, Master’s Thesis Supervisor(s): Lehto, Martti This study examines the risk profile of the Helsinki West Harbour sea area and investigates its susceptibility in the event of a GPS-spoofing attack. The research is conducted from both a theoretical and a qualitative perspective. As a vessel’s GPS (Global Positioning System) and AIS (Automatic Identificati-on System) are both connected within the ECDIS (Electronic Chart Display In-formation System), this raises the question if a vessel could be misdirected to a false course by spoofing the GPS receiver. Were a vessel to receive a spoofed GPS-based signal, the risk of the vessel slowly drifting off course and towards potential collision arises. This study outlines the theories regarding GPS-spoofing, and analyses how Finnish Maritime protocol has taken into account and prepared for the risks involved. The study focuses on large cruise ships several of which operate daily throughout the year in the Helsinki West Har-bour area. As a counterpoint to the literature review and theoretical debate the paper introduces interviews with leading experts of the field. These interviews offer new insight and expand upon the discussion presented in the literature review. The research findings indicate that misguiding vessels into potentially dangerous situations is only possible if the vessel is fully reliant on automation and is, in breach of both national and international Maritime law, not helmed by a navigator. In this scenario, the navigator is for whatever reason failing to compare information provided by the GPS with information from both visual navigation and radar. The manipulated information received by the GPS howe-ver is also transmitted through the AIS to the Helsinki Vessel Traffic Service, which can identify potential spoofing by cross-referencing the information re-ceived with their own surveillance system. This system compiles information from several radars, cameras and coordinates received by the vessel’s GPS. If a vessel were to veer off course the Helsinki Vessel Traffic Service could identify the discrepancies in the navigation information as the technical systems rely on entirely separate technology and are completely independent of one-another. In cases of conflicting information, the Vessel Traffic Service prioritises the infor-mation provided by radars. Keywords: Global Positioning System, GPS, GPS-spoofing, Automatic Identifi-cation System, AIS, Vessel Traffic Service

Vuoristoympäristö on ihmisen fysiologialle yksi epäsuosiollisimmista olosuhteista maapallolla. Vuoristo-olosuhteiden fysikaaliset ominaispiirteet, hypobaarinen hypoksia sekä kylmä ilmasto, asettavat monenlaisia vaatimuksia ihmisen elimistön toimintakyvyn ylläpitämiseksi. Akuutti vuoristotauti ilmenee henkilöillä, joilla vuoristoon sopeutuminen ja kompensoivat toimet eivät ole edistyneet onnistuneesti. Hoitamattomana tila voi edetä hengenvaaralliseen aivo- tai keuhkoödeemaan. Viimeaikaisissa tutkimuksissa on raportoitu lupaavia tuloksia yksilöiden välisistä keskushermoston sopeutumismallieroista vuoristotaudin diagnosoinnissa. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää löytyykö ortostaattisen kokeen vasteilla yhteyttä akuutin vuoristotaudin oireiluun, sekä tutkia miten korkeusaltistus (4810m) vaikuttaa autonomisen hermoston parasympaattiseen ja sympaattiseen ohjaukseen. Lisäksi tavoitteena oli arvioida GPS-teknologian soveltuvuutta nopeuden mittaamiseen vuoristoalueilla. Tutkimukseen osallistui 13 vapaaehtoista koehenkilöä, mutta lopulliseen otantaan hyväksyttiin vain 10 henkilön (6 miestä ja 4 naista) tulokset puuttuvien tietojen sekä huonolaatuisen datan vuoksi. Suomen kontrollimittaukset suoritettiin Jyväskylässä (70m) ja toiset perustason mittaukset tehtiin Ranskassa Chamonix’ssa (1052m). Muut mittauspisteet olivat Tête Roussen erämaja (3167m) sekä leiripaikka Mt. Taculilla (4187m). Koehenkilöiden sykevälivaihtelua (SVV) mitattiin ortostaattisen kokeen aikana sekä yöaikaan Polarin syketallennuslaitteistolla (Polar RS800sd; Polar Electro, Kempele, Suomi), joka sisälsi myös nopeuden mittaamiseksi käytetyn GPS-sovelluksen. SVV:n taajuussisällöstä eroteltiin parasympaattista aktivaatiota vastaava korkean taajuuden kaista (HF: 0,15-0,4 Hz) sekä sympaattista hermostoa kuvaava matalan taajuuden alue (LF: 0,04-0,15 Hz). Näiden kahden välistä suhdetta (LF/HF) käytettiin keskushermoston sisäisten voimasuhteiden indikaattorina. Muita tutkimukseen sisällytettyjä muuttujia olivat RMSSD, pNN50, SD2, AI, BI, Max/Min, O2-saturaatio, verenpaine, hemoglobiini (hb) ja max VO2. Akuutin vuoristotaudin diagnosoinnissa käytettiin Lake Louise (LL) –arviointijärjestelmää. Yhdelläkään koehenkilöistä ei voitu virallisesti todeta akuuttia vuoristotautia voimak-kaan päänsäryn puutteen takia. Kaikilla naiskoehenkilöillä LL-pisteet ylittivät kuitenkin kolmen pisteen diagnosointirajan. Tutkimuksen tärkeimpänä tuloksena havaittiin syke-välivaihtelun kokonaistehon romahdus. Sekä parasympaattinen että sympaattinen ohjaus laskivat merkitsevästi (p

GPS Käsikirja ( 3. uud. p.), Miettinen, Samuli, Helsinki (2006)

Juha Nivukoski: Etenemisnopeudet ja sykkeet eritasoisilla suunnistajilla käyttäen satelliittipaikannusta. Liikuntafysiologian Pro gradu -tutkielma. Jyväskylän yliopisto. Liikuntabiologian laitos. Satelliitteihin perustuva GPS-paikannus (Global Positioning System) ja sen sovellukset ovat yleistyneet 2000-luvulla monilla eri elämänalueilla. Liikuntatieteissä laitteen antamia mahdollisuuksia on tutkittu hyvin vähän, koska GPS:n tarkkuuteen ja soveltuvuuteen suhtaudutaan vielä epäröiden. Tässä tutkimuksessa selvitettiin kevyen kannettavan GPS-laitteen soveltuvuutta ulkona tapahtuvan urheilusuorituksen analysointiin sekä GPS-laitteen antaman paikkatiedon perusteella selvitettiin koehenkilöiden kulkemaa matkaa, nopeutta ja sykettä suunnistussuorituksissa. Koehenkilöitä tutkimukseen osallistui yhteensä 115 henkilöä, jotka jaettiin kolmeen eri ikäryhmään sukupuolen mukaan (H=miehet, D=naiset: H15-18, D15-18, H18-21, D18-21, H21, D21). Analysointiin otettiin mukaan täysin onnistuneet gps-signaalit, joissa ei esiintynyt häiriötä tai katkoksia. Koehenkilöt olivat suunnistajia, jotka kantoivat GPS-laitetta suorituksen aikana joko olkavarressaan tai erillisessä suunnitellussa kantoliivissä selässä. GPS-laitteen (FRWD Technologies Ltd.) paino kantohihnoineen oli 150 grammaa. Tutkimukset suoritettiin keväällä 2004 ja 2005 neljässä eri paikassa. GPS-signaalista analysoitiin nopeus ja kuljettu matka sekä syke. Lisäksi yhdellä tutkimuskerralla koehenkilöiltä mitattiin laktaatti suunnistus- (S) ja suunnistusjuoksusuorituksen (SJ) aikana. Aineiston tilastollinen analysointi suoritettiin Excel –taulukkolaskentaohjelman avulla. Koko tutkimuksen kerätty rastivälimäärä oli yhteensä 1992 kappaletta. Hyväksyttyjä rastivälejä tuosta määrästä oli 1353 (67,9 %) ja hylättyjä 639 kpl (32,1 %). Viimeisellä tutkimuskerralla päästiin jo 100 %:n osuuteen hyväksytyissä gps-signaaleissa parantuneen laitteen kantotavan johdosta. Kuljetun matkan osalta suoraviivaisinta reittiä maastossa kulki aikuisten miesten ryhmä (H21: 110,13% suorasta reitistä). Eniten kuljettua matkaa paransi SJ-suorituksessa tyttöjen D15-18–ryhmä. Ryhmän parannus oli myös tilastollisesti erittäin merkitsevää (p0,05). Tilastollisesti merkitsevää nopeusparannus oli nuorten ryhmillä kahden eri suorituskerran välillä. Tämä kertoo aikuisten paremmasta suunnistuksen taitotasosta suunnistuskerralla. Suunnistustaitonopeuksia analysoitiin suunnistajan lähestyessä ja lähdettäessä rastilta 20 sekunnin ajalta ennen ja jälkeen rastin. Kovinta vauhtia piti miesten H21-ryhmä: 2,65 m/s (tulo) ja 2,96 m/s (lähtö). Merkittävä havainto oli se, että miesten ryhmä oli ainut ryhmä, joka kasvatti nopeuttaan verrattuna keskivauhtiin rastilta lähdettäessä (vauhdin nousu 6,0%). Kuitenkin verrattuna suunnistusjuoksusuorituksen lähtönopeuteen, miestenkin ryhmällä on parannettavaa vielä rastilta lähtönopeudessa sen ollessa SJ-suorituksessa 0,23 m/s korkeampi (p 171). Tulonopeuden ja –sykkeen korkeat arvot H21-ryhmällä ovat yksi tärkeimmistä suunnistustaidon eroa selittävistä tekijöistä aikuisten ja nuorten suunnistajien välillä. Laktaattiarvot suunnistuksessa olivat aikaisempien tutkimustulosten suuntaisia S: 4,9 mmol/l ja SJ: 7,5 mmol/l eron ollessa tilastollisesti merkitsevä (p

GPS käsikirja, Samuli Miettinen, Helsinki (2002)