Snabbare, högre, starkare

Det är över 100 år sedan Stockholmsolympiaden hölls och vi kan konstatera att mycket har förändrats sedan dess. Stockholm var enda sökande till den femte olympiaden och man minns det som det bästa idrottsevenemang som då genomförts. Men i dag är det nog få som kommer ihåg japanen som försvann under maratonloppet eller amerikanen som vann flest grenar. Sedan den så kallade Solskensolympiaden har många fantastiska, nya rekord satts. Målet är att just de ska slås vid nästa tävling med förbättrade träningsmetoder och utrustning. Tittar vi på gamla bilder från tidigare idrottsevenemang behöver vi inte se tillbaka särskilt långt i tiden för att upptäcka hur mycket som har hänt med utrustningen de senaste decennierna. Ingemar Stenmark ser ut att åka lika fort som man själv kan göra, Anders Gärderuds löparskor från 1976 verkar vara utan dämpning och Björn Borgs tennisrack påminner om det som ligger bortglömt i garderoben där hemma. 

Elektrisk tidtagning

En häpnadsväckande innovation i idrottssammanhang var den elektriska tidtagningen med målkamera. Genom ingenjör Ragnar Carlstedts uppfinning fick framtidens mätteknik sin premiär i de olympiska spelen 1912. Elektriska ledningar kopplades till startpistolen, som satte igång klockorna. Målkameran kom för övrig till användning för att skilja andre- och tredjepristagarna åt i 1 500 meters loppet. En nyhet var också en ringledning i omklädningsrummen som uppmärksammade de tävlande på när det var dags för start.

Ett brinnande intresse

CETIS samtalade med professor Jan-Anders Månson som forskar inom materialteknik och främst implementering av ny teknik i samverkan med idrottslig prestation. Intresset för idrott väcktes tidigt, som han själv säger har det varit en total passion hela livet. Han växte upp på landet och då fanns bara en fritidsaktivitet; att sporta. Han menar att hans yrkesval och inriktning var ganska enkel, sport och kompositmaterial går hand i hand.

- Jag tycker den viktigaste och roligaste utmaningen för mig i mitt arbete är hur man kan behålla hög innovationskraft utan att förlora sportens värde. Alla ska ha samma chans att använda den. Sporten ska vara ett område som är samma för alla, den ska finnas för alla, värdet av den traditionella sporten ska bibehållas och det ska även finnas ett intresse för industrin att medverka och producera. Det får aldrig bli så att rikast vinner eller att utrustningen påverkar negativt.

Flygplan och tennisrack (idrott – industri)

Tack vare idrotten har ny teknik blivit tillgänglig inom många andra områden. Naturligtvis även vice versa.

Moderna tennisrack och skidor består av flera olika material för att förena styvhet, lätthet och dämpning, på exakt samma sätt som man gör i flygindustrin. Forskare förändrar kemiska kompositioner och strukturer för att förbättra prestandan hos datorer, bilar, medicinsk utrustning och idrottsredskap. Funktionella material som silikon, elektroniska komponenter, metaller, laminat och karbonfibrer används inom bl a arkitektur, data- och flygindustrin och inte minst inom idrott. Ingenjörer arbetar med konstruktion av utrustning och vid laborationer testas resultat med hjälp av datoranimationer. Numera simulerar man ca 80% av tester i stället för som tidigare 20%. Vi kan se hur närbesläktat flyg- och tennisindustrin är genom Howard Head, utbildad flygingenjör vid Harvard, som är mest känd för sin nydanande utveckling av skidor och tennisrack. Han lämnade senare flygindustrin och grundande senare Head Sports Inc.

Jämfört med andra branscher som till exempel flyg- eller bilindustrin drivs idrottens utveckling i ett rasande tempo. Skidor och tennisrack är baserat på teknik som bara är några år gammal medan design och teknik inom flyget kan vara flera årtionden. Här spelar naturligtvis säkerheten en avgörande roll med tester och standards som ska efterföljas. Dessa krav till trots använder flygindustrin ofta material som är framtagna för idrottens värld.

Bikakor i skrovet

Americas Cup kan aldrig vinnas med gårdagens teknologi. Den här kappseglingen är en stor bakomliggande orsak till drivkrafterna bakom nuvarande forskningsresultaten som används inom den tekniska utvecklingen av båtar. För att maximera styvheten i seglen sträcks vajrarna så hårt att det finns en risk att skrov och mast bryts.

Utmaningen ligger i att konstruera så lätta skrov som möjligt med maximal styvhet och styrka. En bikakeliknande struktur i skrovet leder till detta och prestandan ökar ytterligare.

Torr in på bara skinnet

Vi kan tacka Bob Gore för sin uppfinning Gore-Tex. Materialet finns nu i de flesta idrotts- och fritidskläder och det hjälper oss förbli torra från topp till tå. Tekniska plagg andas och står emot väta. Modet är en av drivkrafterna bakom de tekniska plaggen.
Nya material och ny teknik måste därför introduceras snabbt när modet växlar och det gör idrotten oerhört innovativ. Viktigt för klädindustrin är också att satsa på rätt idrottare, längst ner på prispallen ger inte samma skjuts för försäljningen.

- Vi jobbar också med smarta textilier vilket är bra och roligt för TV-tittarna. Kläderna visar till exempel hur kroppstemperaturen förändras hos idrottarna och så finns sensorer till exempel i taekwondodräkterna, och alla hittar, slag syns direkt på en skärm, tittarna känner sig uppdaterade och engagerade, vilket är bra för idrotten.

Energier - design - friktion

Vid sidan av tillverkningsindustrin finns samma behov inom idrotten, att ta fram lätta, starka och böjliga material. En segelbåts mast och segel, en simmarens dräkt och cyklistens hjälm är noga utformade för att minimera luft- eller vattenmotstånd. Här kommer kunskap om friktion in i bilden och hur tillverkning av utrustning som ökar eller minskar friktionen går till. All idrott eller aktivitet skapar friktion mellan utövaren, utrustningen och miljön. Det spelar alltså en viktig roll när nya material och ny design utformas. Skidor och skridskor ska glida lätt över snö och is och en skosula ska bete sig på ett visst sätt, beroende på i vilket sammanhang den ska användas. Kanske ska den greppa mot underlaget vid bergsklättring eller inte halka på tennisplanen eller kanske bör den vara extremt lätt och dämpad för att skona fot och knä.

Under utförandet omvandlas eller lagras energier i olika former. Om rörelse- och värmeenergier lagras eller frigörs genom rätt teknik kan prestationer och säkerhet förbättras. Stavhoppet har revolutionerats genom lätta material och dess oerhörda flexibilitet. Ibland kan endast små olikheter i de fysiska egenskaperna, designen eller energihanteringen avgöra skillnaden mellan framgång och misslyckande.

Även den fysiska miljön där tävlingar hålls anpassas till olika grenar. Med sin karaktäristiska ovala form är velodromen ett exempel på att arenors design är viktig för framgångar och resultat. Materialet och utformningen ska ske i samklang med idrottens behov. Kolstubb, tartan, gräs, konstgräs?

Teknikens konsekvenser

Ett omdiskuterat område är hur långt man kan gå för att förbättra sina resultat och när är det utrustningen som avgör tävlingen? En fundering värd att ägna en stund åt är om man egentligen tävlar under samma förutsättningar om man inte standardiserar all utrustning? Är det tennisracket eller kroaten Karlovics förmåga som gör att han kan slå en tennisserve i 250 km/tim och varför förbjöds hajdräkten vars material skulle minska motståndet i vattnet för tävlingssimmaren? Var ska vi dra gränsen? När börjar det bli orättvist i tävlingssammanhang?

- Vi måste standardisera utrustning och dräkter för att hålla sporten fair och ren.

- Jag träffade Anders Gärderud som höll en föreläsning vid ett tillfälle. Han menade att alla skador hos löpare beror på de nya skorna. Han ansåg att fotens muskler inte byggs upp på rätt sätt och får den funktion som krävs och helst skulle man lära sig att springa barfota. Få idrottare hade fot- och vristskador förr. Kanske är den nya tekniken inte alltid säkrare och bättre, funderar Jan-Anders.

Ännu en risk som lätta och spröda material medför är att de lätt går sönder och därmed kan utgöra en risk för utövaren. Ny teknik innebär inte alltid ökad säkerhet, balansgången mellan säkerhet och risk är svår. Viss utrustning har ingenting med prestationen att göra. Ta bara en ishockeyhjälm, där är säkerheten det enda som räknas. Varken friktion eller strömlinjeformning är viktigt och prestationen ökar eller minskar inte beroende på den. 

- Vi måste hålla utvecklingen under kontroll, tar vi fram lättare och styvare material ökar risken för skador vid ett fall, säger Jan-Anders tankfullt.

Jan-Anders Månson berättar vidare att i framtidens forskning är en av utmaningarna att få in känslan hos utövaren, mentalt och kroppsligt. Man mäter i hjärnans signalsubstanser och försök att integrera den mentala biten till ett bra idrottsligt utförande.

Teknisk bildning

- Teknisk utbildning behövs eftersom sportindustrin växer snabbt vilket ger många nya arbetstillfällen. Det jag uppskattar och tycker är roligt är att denna industri är könsneutral. Det är ingen typiskt manligt eller kvinnligt området längre. Ett annat spännande område är rehabilitering och protesutveckling som utvecklas parallellt med racketutveckling. När nya material tas fram måste nya maskiner och tillverkningssätt utvecklas. Här kommer också miljöfrågan in i bilden.
- När nya material tas fram måste man ha i bakhuvudet, är produkten hållbar? Hur gör vi utrustningen komposterbar? Det är skillnad på tennisrackens ihåliga komposit mot träram och oxsenor och träskidorna är sedan länge borta.

Framtiden och skolan

Det vi inte känner till om framtiden kan vi bara sia om. Hur är det egentligen med idrott och fysisk aktivitet? Kan vi med teknikens hjälp göra idrotten till ett ämne som ökar elevernas förmåga att lyckas i skolan? 

- Idrotten ska vara ett redskap för lärande, man lär sig rättvisa och respekt, fokuserar på resultatet, man mår bra och inte minst kan eleverna lära sig etik. Teknik, lärande och idrott samspelar helt klart. Idrott får barn att drömma och vad gör inte det för ett barns ambitioner? Kan vi då kombinera teknikämnet och idrotten kommer vi en bit på väg mot kunskap och välmående.

- Sporten ska vara rolig, det är det viktigaste. Den har givit mig många positiva stunder i livet, avslutar Jan-Anders.

Texten är ett utdrag ur Tekniken i skolan, nr 3, 2012