Die meisten wissenschaftlichen Untersuchungen im Sportklettern befassen sich mit physiologischen Reaktionen auf das Klettern. Obwohl leistungsbestimmend werden biomechanische Grössen, wie die Kräfte zwischen Hand und Griff bzw. Fuss und Tritt, bisher kaum ermittelt. Das vorliegende Projekt zielte auf die Entwicklung einer Instrumentierung beliebiger Klettergriffe ab, um Interaktionskräfte zu erfassen, um somit eine quantitativen Leistungseinschätzung zu ermöglichen.
Es wurden vier identische Instrumentierungen gebaut, jeweils bestehend aus drei piezoelektrischen Kraftsensoren mit jeweils drei Freiheitsgraden (3dof). Die Sensoren sind zwischen zwei Metallplatten kreisförmig angeordnet und verschraubt. Diese Sandwichkonstruktion wird von der Rückseite mit drei Haltewinkeln an der Kletterwand befestigt. Im Gegensatz zu anderweitig bekannten Ansätzen ist unsere Instrumentierung für den Kletterer nicht sichtbar, kann an jeder Standardkletterwand montiert und mit einem beliebigen Griff ausgestattet werden.
Nach Validierung der Instrumentierung wurden die Interaktionskräfte an vier Handgriffen einer Boulderroute an Nationalkaderathleten gemessen. Es zeigte sich, dass maximale Kräfte an Handgriffen entgegen Literaturangaben nicht geeignet scheinen, um auf das Leistungsniveau (oder auch die Schwierigkeit der Route) zu schliessen; vielmehr scheint die maximal sinnvolle Kraft durch Griff/Zug gegeben zu sein. Dagegen lässt sich das Leistungsniveau anhand des Verhältnisses tangentialer zu normaler Kraft, Dauer des Kontakts, Häufigkeit des Nachgreifens und Anzahl Lastwechsel beurteilen. Auf diese Grössen sollte ein Training abzielen, sobald der Zug grundsätzlich beherrscht wird, was sich in einer maximalen resultierenden Kraft und Kontaktzeit äussert, die nicht mehr als 10% vom Mittel erfolgreicher Athleten abweicht. Die genannten Grössen sind sensitiv genug, um auch zwischen dem Leistungsstand von Kaderathleten zu unterscheiden.
Eine weitere Schlussfolgerung aus dem Projekt ist die Notwendigkeit, eine kostengünstigere Instrumentierung zu schaffen, um nicht nur mehr Züge zu erfassen, sondern auch Interaktionskräfte an Fusstritten zu messen. Erst so wird eine vollständige biomechanische Analyse möglich, u.a., um zu zeigen, wie viel mehr Kraft die Beine in steileren Routen aufbringen müssen. Unter Beachtung der Griffform und der Zugrichtung sollte es basierend auf den vorliegenden Daten möglich sein, statt drei 3dof Sensoren nur einen 1dof Sensor zu verwenden. Damit entfällt allerdings die Möglichkeit, die Interaktionskräfte in ihrer Grösse und in ihrem zeitlichen Verlauf auf der Griffoberfläche intuitiv darzustellen.
