FROM THE LAB – TO THE FIELD – TO THE MARKET
Sphery ist ein dynamisches Unternehmen, das im März 2018 aus einem Forschungsprojekt an der Zürcher Hochschule der Künste entstanden ist. Sphery verbindet akademisches Fachwissen mit praktischer Anwendung, mit einer starken Verbindung aus Innovation und Kreativität. Unser interdisziplinäres Team hat sich zur Aufgabe gemacht, die Grenzen von Technologie, Design und Training zu verschieben, um neue Trainingsreize zu setzen und mehr Menschen einen motivierenden Zugang zu Bewegung zu geben.
Durch kontinuierliche Forschung und einen multidisziplinären Entwicklungsansatz sind wir bestrebt, der Zeit immer einen Schritt voraus zu sein.
Wir arbeiten mit Partnern aus verschiedenen Disziplinen (Mensch-Computer Interaktion, Spielentwicklung & -forschung, Industrie Design sowie Bewegungs-, Sport- und Kognitive-wissenschaften) in nationalen und internationalen R&D-Projekten zusammen und verfolgen dabei eine ganzheitliche Perspektive des Exergaming.
In unseren Forschungsprojekten experimentieren wir mit innovativen Game-Balancing-Ansätzen, Spielmechaniken, Soft- & Hardware-Designs und Trainingskonzepten, die es den Spielern ermöglichen, sowohl ein attraktives und motivierendes als auch ein effektives und ganzheitliches Körper- und Gehirntraining zu erleben.
Darüber hinaus untersuchen wir verschiedene Varianten des ExerCubes für unterschiedliche Anwendungsbereiche und Zielgruppen wie Fitness, Prävention, Rehabilitation, Schule, zu Hause und (physischen) eSports.
Um diese tiefen, umfangreichen und individuellen Einblicke zu erhalten, nutzen wir den Ansatz der gemischten Methode (quantitative und qualitative Daten).
Die gewonnenen Erkenntnisse aus unseren Forschungsprojekten fliessen regelmässig in unsere ExerCube Trainingskonzepte und -szenarien ein und werden in Fachzeitschriften veröffentlicht.
Unsere Forschungspartner
Wichtigste Ergebnisse
Optimale nutzerzentrierte Anwendung und Trainingserfahrung
Alle Trainingsmethoden werden nach einem nutzerzentrierten Ansatz entwickelt und bieten eine einzigartige, an die Fähigkeiten jedes Einzelnen angepasste Trainingserfahrung
Development of a Novel Home-Based Exergame With On-Body Feedback: Usability Study
Schättin A, Pickles J, Flagmeier D, Schärer B, Riederer Y, Niedecken S, Villiger S, Jurt R, Kind N, Scott SN, Stettler C, Martin-Niedecken AL
Verbesserung der kognitiven Funktionen
(z. B. Flexibilität, Konzentration und geteilte Aufmerksamkeit)
Wissenschaftliche Untersuchungen haben gezeigt, dass das Training mit dem ExerCube mehrere kognitive Funktionen wie Flexibilität, Konzentration und geteilte Aufmerksamkeit verbessert. Diese Effekte treten sogar bei Sportlern mit bereits stark ausgeprägten kognitiven Funktionen auf.
Stärkung motorisch-kognitiver Prozesse
Das ExerCube-Training verbessert und optimiert die Verbindungen zwischen motorischen Fähigkeiten und kognitiven Funktionen des menschlichen Gehirns. Es geht um die Koordination und Integration von körperlicher Bewegung mit kognitiven Prozessen wie Wahrnehmung, Aufmerksamkeit, Gedächtnis und Entscheidungsfindung.
The ExerCube: Participatory Design of an Immersive Fitness Game Environment.
Martin-Niedecken, A.L., Mekler, E.D. (2018)
“HIIT” the ExerCube: Comparing the Effectiveness of Functional High-Intensity Interval Training in Conventional vs. Exergame-Based Training.
Martin-Niedecken AL, Mahrer A, Rogers K, de Bruin ED and Schättin A (2020)
Förderlich für kardiovaskuläre Parameter
Akutes und regelmässiges Training mit dem ExerCube hat nachgewiesene positive Auswirkungen auf das Herz-Kreislauf-System, die im Vergleich zu herkömmlichem Training noch grösser sind. Darüber hinaus verbessert regelmässiges ExerCube-Training nachweislich den maximalen Sauerstoffverbrauch (VO2,max) und die Ausdauerleistung.
Comparison of an exergame and a moderate-intensity endurance training intervention on physiological parameters.
Schürch, Y., Burger, M., Amor, L., Zehnder, C., Benzing, V., Mieschler, M., Baur, H., Schmid, S., Bangerter, C., Nigg, C. R., & Ketelhut, S.
Integrating Regular Exergaming Sessions in the ExerCube into a School Setting Increases Physical Fitness in Elementary School Children: A Randomized Controlled Trial
Ketelhut S, Röglin L, Martin-Niedecken AL, Nigg CR, Ketelhut K.
Acute Effects of Heart Rate-Controlled Exergaming on Vascular Function in Young Adults
Kircher E, Ketelhut S, Ketelhut K, Röglin L, Martin-Niedecken AL, Hottenrott K, Ketelhut RG
Gaming Instead of Training? Exergaming Induces High-Intensity Exercise Stimulus and Reduces Cardiovascular Reactivity to Cold Pressor Test
Ketelhut S, Ketelhut RG, Kircher E, Röglin L, Hottenrott K, Martin-Niedecken AL and Ketelhut K (2022)
A Game-Based Approach to Lower Blood Pressure? Comparing Acute Hemodynamic Responses to Endurance Exercise and Exergaming: A Randomized Crossover Trial
Kircher E, Ketelhut S, Ketelhut K, Röglin L, Hottenrott K, Martin-Niedecken AL, Ketelhut RG
Generierung idealer (hoher) Trainingsintensitäten
Das Training mit dem ExerCube kann bis zu einer sehr hohen Trainingsintensität führen und ist dennoch eine spielerische, immersive und motivierende Trainingsmethode. 6. 7. 8.
The New Way to Exercise? Evaluating an Innovative Heart-rate-controlled Exergame.
Ketelhut S, Röglin L, Kircher E, Martin-Niedecken A, Ketelhut R, Hottenrott K, Ketelhut K.
Adaptive High-Intensity Exergaming: The More Enjoyable Alternative to Conventional Training Approaches Despite Working Harder.
Röglin L, Ketelhut S, Ketelhut K, Kircher E, Ketelhut RG, Martin-Niedecken AL, Hottenrott K, Stoll O.
Comparing the Impact of Heart Rate-Based In-Game Adaptations in an Exergame-Based Functional High-Intensity Interval Training on Training Intensity and Experience in Healthy Young Adults.
Martin-Niedecken AL, Schwarz T, Schättin A.
Optimale nutzerzentrierte Anwendung und Trainingserfahrung
Verbesserung der kognitiven Funktionen (z. B. Flexibilität, Konzentration und geteilte Aufmerksamkeit)
Stärkung der kognitiv-motorischen Prozesse
Vorteilhaft für Herz-Kreislauf Parameter
Erzeugung idealer (hoher) Trainingsintensitäten
Human-Computer Interactions (CHI) Play (2019)
In Richtung sozial immersiven Fitness-Spielen: Eine explorative Bewertung durch verkörperte Darstellung
Im Rahmen dieser Arbeit wurden verschiedene soziale Spiel-mechanismen des ExerCubes untersucht. Auf der Grundlage der Studienergebnisse wurde das ExerCube-Multiplayer-Szenario weiterentwickelt. Darüber hinaus könnten diese Ergebnisse andere Entwickler in diesem Bereich inspirieren und die Entwicklung eines reichhaltigen Gestaltungs-raums für kooperative Exergames unterstützen.
Kooperationen:
Human-Computer Interactions (CHI) (2019)
ExerCube vs. Personal Trainer: Evaluierung eines ganzheitlichen, immersiven und adaptiven Fitness-Spielkonzepts
In dieser Vergleichsstudie wurde die subjektiv empfundene Effektivität und Attraktivität eines Trainings im ExerCube (in zwei Teilbedingungen: adaptiv und nicht-adaptiv) und mit einem Personal Trainer bewertet. Aus den Ergebnissen wurden konkrete Trainingsgestaltungsempfehlungen für die weitere Arbeit abgeleitet.
Kooperationen:
Frontiers in Computer Science (2020)
"HIIT" der ExerCube: Vergleich der Effektivität von funktionellem hochintensivem Intervalltraining bei konventionellem vs. Exergame-basiertem Training
In dieser Studie wurde ein adaptives funktionelles HIIT-Protokoll für den ExerCube entwickelt, um ein funktionelles Exergame auf HIIT-Niveau zu schaffen. Wir haben dieses neue ExerCube-Trainingsprotokoll mit einem herkömmlichen funktionellen HIIT (fHIIT) verglichen, indem wir objektive (physiologische) und subjektive Messungen der Trainingsintensität bei gesunden jungen Erwachsenen vorgenommen haben. Darüber hinaus haben wir das subjektive Erleben der Teilnehmer in Bezug auf Motivation, Flow und Spass während beider Trainingsarten untersucht.
Kooperationen:
Aktuelle Projekte
Projektpartner:
Dauer:
September 2020 – April 2023
Innosuisse Projekt - ExerCube @Home
Ziel ist es, einen ExerCube für den häuslichen Gebrauch zu entwickeln, um inaktive Menschen zu körperlicher Aktivität zu bewegen und Hindernisse wie Zeitmangel, fehlende Motivation und fehlenden Zugang zu überwinden. Gemeinsam mit den Endnutzern und Bewegungswissenschaftlern (Fokusgruppen) haben Industriedesigner ein System entwickelt, das die haptische und immersive Erfahrung des ExerCube in ein körperbasiertes Feedbacksystem umsetzt. Vibrationsmotoren (haptisch), LEDs (visuell) und Soundsysteme (auditiv) wurden in die vorhandenen Handtracker integriert, welche den Spielern in Echtzeit Feedback zu den Übungen geben. Eine erste Studie zeigte eine gute Benutzerfreundlichkeit und positive Trainingserfahrungen, wie hohe Motivation, Spass und Flow. In einer zweiten Studie werden körperliche und kognitive Funktionen nach einer Trainingsintervention mit dem ExerCube @Home System bewertet.
AAL Projekt - ExerGetic
Ziel ist es, das bestehende ExerCube-System für den Einsatz bei älteren Menschen zu erweitern, um wichtige motorische und kognitive Funktionen für die Durchführung von Aktivitäten des täglichen Lebens zu trainieren. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Anpassung der Hard- und Software für eine nutzerzentrierte Lösung. Industriedesigner erweitern das ExerCube-Gerüst um ein Gurtsystem, das während des Trainings als Sturzsicherung dienen kann. Auf der Grundlage eines Trainingskonzepts (entworfen von Therapeuten und Bewegungswissenschaftlern) entwickeln Spieldesigner ein Spielszenario in der Natur. Spezifische und alltägliche Aktivitäten können flexibel aneinandergereiht (Minispiele) und je nach Trainingsschwerpunkt und Schwierigkeitsgrad in Echtzeit individuell angepasst werden. In einer ersten Studie wird die Benutzerfreundlichkeit und Trainingserfahrung bei älteren Erwachsenen untersucht.
Projektpartner:
Dauer:
Mai 2021 – Oktober 2023
Projektpartner:
Dauer:
September 2021 – August 2023
DIZH Projekt - ExerUP
Ziel ist die Entwicklung und Evaluierung eines ExerCube-Trainingsszenarios für eine effektive und attraktive Sportrehabilitation, insbesondere bei Knieverletzungen. Der Fokus liegt dabei auf der Phase 3 des Rehabilitationsprozesses. In dieser Phase ist es wichtig, dass die Patienten lernen, ihre wiedergewonnenen körperlichen Funktionen mit kognitiven Reizen zu verknüpfen und ihren Fokus in einer motivierenden und unterhaltsamen Umgebung zu verlagern. Auf der Grundlage von Fokusgruppen entwickeln die Spieldesigner gemeinsam mit Reha-Experten spezifische Spielszenarien, die wichtige Prozesse für diese Rehabilitationsphase auslösen.
Studien
Der ExerCube: Mitwirkungsgestaltung einer immersiven Fitness-Spielumgebung
Autoren Martin-Niedecken, A. L. Mekler, E. D. Veröffentlichung Joint International Conference on Serious Games (pp. 263-275). Jahr 2018 Zur Studie Zusammenfassung Exergames haben sich von einem
ExerCube vs. Personal Trainer: Evaluierung eines ganzheitlichen, immersiven und adaptiven Fitness-Spielsets
Autoren Martin-Niedecken, A. L. Rogers, K. Turmo Vidal, L. Mekler, E. D. Márquez Segura, E. Veröffentlichung Proceedings of the 2019 CHI Conference on Human Factors
In Richtung sozial immersiven Fitness-Spielen: Eine explorative Bewertung durch verkörperte Darstellung
Autoren Martin-Niedecken, A. L. Márquez Segura, E. Rogers, K. Niedecken, S. Turmo Vidal, L. Veröffentlichung Extended Abstracts of the Annual Symposium on Computer-Human Interaction in
“HIIT“ der ExerCube: Vergleich der Wirksamkeit von funktionellem hochintensivem Intervalltraining bei konventionellem vs. exergiebasiertem Training
Autoren Martin-Niedecken, A. L. Mahrer, A. Rogers, K. de Bruin, E. D. Schättin, A. Veröffentlichung Frontiers in Computer Science, 33. Jahr 2020 Zur Studie Zusammenfassung
Lasst die Body’n’Brain-Spiele beginnen: zu innovativen Trainingsansätzen bei esports-Athleten
Autoren Martin-Niedecken, A. L. Schättin, A. Veröffentlichung Frontiers in psychology, 11, 138. Jahr 2020 Zur Studie Zusammenfassung Das Phänomen des eSports ist heute allgegenwärtig. Internationale Meisterschaften
Untersuchung des Designraums von immersiven sozialen Fitnessspielen: Das ImSoFit-Spiele-Modell
Autoren Márquez Segura, E. Rogers, K. Martin-Niedecken, A. L. Niedecken, S. Vidal, L. T. Veröffentlichung Proceedings of the 2021 CHI Conference on Human Factors in
Adaptives hochintensives Exergaming: Die unterhaltsamere Alternative zu konventionellen Trainingsansätzen trotz härterer Arbeit
Autoren Röglin, L. Ketelhut, S. Ketelhut, K. Kircher, E. Ketelhut, R. G. Martin-Niedecken, A. L. (…) Stoll, O. Veröffentlichung Games for Health Journal, 10(6) (pp. 400-407).
Die neue Art zu trainieren? Evaluierung eines innovativen herzfrequenzgesteuerten Exergames
Autoren Ketelhut, S. Röglin, L. Kircher, E. Martin-Niedecken, A. L. Ketelhut, R. G. Hottenrott, K. Ketelhut, K. Veröffentlichung International Journal of Sports Medicine, 43(01) (pp. 77-82).
Ein spielbasierter Ansatz zur Senkung des Blutdrucks? Vergleich der akuten hämodynamischen Reaktionen auf Ausdauertraining und Exergaming: Eine randomisierte Crossover-Studie
Autoren Kircher, E. Ketelhut, S. Ketelhut, K. Röglin, L. Hottenrott, K. Martin-Niedecken, A. L. Ketelhut, R. G. Veröffentlichung International Journal of Environmental Research and Public
Spielen statt trainieren? Exergaming induziert einen hochintensiven Trainingsreiz und reduziert die kardiovaskuläre Reaktivität auf einen kalten Drucktest
Autoren Ketelhut, S. Ketelhut, R. G. Kircher, E. Röglin, L. Hottenrott, K. Martin-Niedecken, A. L. Ketelhut, K. Veröffentlichung Frontiers in Cardiovascular Medicine, 55. Jahr 2022
Akute Auswirkungen von herzfrequenzgesteuertem Exergaming auf die Gefässfunktion bei jungen Erwachsenen
Autoren Kircher, E. Ketelhut, S. Ketelhut, K. Röglin, L. Martin-Niedecken, A. L. Hottenrott, K. Ketelhut, R. G. Veröffentlichung Games for Health Journal (pp. 58-66). Jahr
Die Integration regelmässiger Exergaming-Sitzungen im ExerCube in ein schulisches Umfeld erhöht die körperliche Fitness von Grundschulkindern: Eine randomisierte, kontrollierte Studie
Autoren Ketelhut, S. Röglin, L. Martin-Niedecken, A. L. Nigg, C. R. Ketelhut, K. Veröffentlichung Journal of Clinical Medicine, 11(6) (p. 1570). Jahr 2022 Zur Studie
Entwicklung eines neuartigen Exergames für den Heimgebrauch mit On-Body-Feedback: Studie zur Benutzerfreundlichkeit
Autoren Schättin, A. Pickles, J. Flagmeier, D. Schärer, B. Riederer, Y. Niedecken, S., (…), Martin-Niedecken, A. L. Veröffentlichung JMIR Serious Games; 10(4). Jahr 2022 Zur Studie