Jyväskylän yliopiston liikuntatieteellinen tiedekunta on toiminut vuodesta 1968, ja jo 1970-luvulla lähdettiin kehittelemään erilaisia kehon ja suoritusten mittaustekniikoita.

Hippoksen urheilupuistossa sijaitsevan teknisen osaston rakentamilla laitteilla on testattu niin Matti Nykäsen ponnistusta kuin tuhansien muiden suorituskykyä.

Saman katon alla voidaan tehdä myös verikokeita ja solututkimusta. Käytössä on solunviljelylaitteet, ja kehon koostumusta mitataan arvokkaalla dxa-skannerilla, joka käyttää röntgensäteitä.

Omilla laitteilla maailman kärjessä

Aktiivisen kehittelyn tuloksena Jyväskylässä on useita maailman huippua olevia toteutuksia. Yksi niistä on ehkä maailman pisin voimalevyrata, jolla voidaan tutkia esimerkiksi juoksu- ja hyppäystekniikkaa ja selvittää, millaisia voimia keho pystyy tuottamaan.

Liikuntatieteellisellä tiedekunnalla on toimintaa myös Sotkamon Vuokatissa, jonka hyppyrimäkien nokalle ja hiihtoputkeen on toteutettu vastaavat anturit. Vuokatin laitteiden hoito on teknisen osaston vastuulla.

Voimalevyjen vieressä on edelleen täydessä iskussa oleva mittauskelkka vuodelta 1987. Voimistelussa huippu- urheilijan uran tehnyt erikoislaboratoriomestari Sakari Vekki istuu kelkan kyytiin ja ponnistaa.

Laitteen anturit rekisteröivät hyppyjen kontaktivoimia, ja usein samalla mitataan urheilussa keskeistä lihasaktiivisuutta. Lihaksen liike on venymistä ja lyhenemistä.

Punnerrus onnistuu ilman painoja

Myös akillesjännemittauksia on kehitetty Jyväskylässä. Jänteen voiman mittaamisella löydetään suorittamisen rajat, joita muissakin tutkimuksissa etsitään. Nykyisin voidaan käyttää ulkoista anturia, mutta akillesjänneantureita on kiinnitetty tutkittavaan myös leikkauksella.

Kuntosalin näköisessä tilassa on testipenkki, jossa mallinnetaan nilkan suorituskykyä juoksussa: lihasten ja hermojärjestelmän väsymistä. Tutkittavan päähän voidaan laittaa samalla aivoja mittaava anturi.

– Aivojen sähköinen aktiivisuus on suurempaa oppimisvaiheessa ja pienenee, kun suorituksesta tulee rutiinia, akatemiatutkija Timo Rantalainen sanoo.

Samassa salissa on myös punnerruspenkki, jossa ei tarvita puntteja ollenkaan. Ne on korvattu sähköllä, joka vastustaa parhaimmillaan 1 500 kilon voimalla. Tankoon kohdistuva voima mitataan itse valmistetulla voimalevyllä, joka on punnerruspenkin alla. Tämäkin toteutus on ehkä maailman ainoa.

Tutkijatohtori Heikki Peltonen ei sano seuraavaa kohteliaisuuttaan, vaan tarkoittaa sitä:

– Ilman huippuluokan insinööriosaamista tämä kaikki ei olisi mitenkään mahdollista.

Teknisen osaston erikoisosaaminen on määritelty myös yhdeksi tekijäksi, jolla liikuntatieteellinen tiedekunta erottautuu kansainvälisessä kilpailussa.

Ketterää ja kestävää tuotekehitystä

Tekninen osasto on koko tuotantoketjussa erittäin omavarainen. Osastolla pystytään tekemään piirikortit, sorvaamaan ja hitsaamaan osia tai vaikka ompelemaan penkkien verhoilut. Uudesta teknologiasta käytössä on laadukas 3D-tulostin.

– Tällä hetkellä suunnitteilla on muun muassa pneumaattisesti toimiva ”lihas”, jossa on laajenevia ja samalla lyheneviä säikeitä, kuten aidossakin lihaksessa. Kyseistä aktuaattoria voidaan hyödyntää esimerkiksi motoriseen tutkimukseen aivotutkimuslaboratoriossa, laboratoriomestari Markus Kerminen kertoo.

Etuna on, että itse tehtyjä laitteita voidaan myös muuttaa reaaliaikaisesti tarpeiden vaihtuessa. Ulkoa ei hankita palveluita juurikaan. Osasto on rakentanut teknologiaa muun muassa puolustusvoimille, THL:lle, Destialle ja ammattikorkeakoululle.

– Laitteiden kehittely alkaa siitä, että tutkijoilta tulee toive, millaisia asioita pitäisi pystyä mittaamaan. Sitten sellainen laite tehdään, laboratorioteknikko Jouni Tukiainen sanoo.

Nykymaailmassa tekniikka vaihtuu tiheään, ja suunniteltu vanheneminen tekee siitä ennenaikaisesti käyttökelvotonta.

Liikuntatieteellisen teknisellä osastolla tilanne on päinvastainen. Käytössä on tarkoituksella hyvinkin pitkäikäisiä laitteita ja ohjelmistoja. Seurantamittauksia tehdään jopa 20 vuoden aikavälillä, ja silloin mittaustekniikan on pysyttävä käyttökunnossa ja samanlaisena vuodesta toiseen.

– Monimutkaisimpien tutkimuslaitteiden suunnitteluun ja rakentamiseen voi mennä jopa vuosi. Niiden pitää kestää kauan, ohjelmistoja kehittävä Sakari Vekki kuvaa.