ANS

In 2016 gaat Nederland voor goud op de Olympische Spelen in Rio de Janeiro. Niet alleen sterke spieren zullen hierbij een rol spelen, maar ook wetenschappelijke kennis kan een steentje bijdragen. Kunnen professoren topsporters helpen bij het grijpen naar goud?

Tekst: Kiki Kolman en Bas Verkooijen Illustraties: Jurgen Tesselaar

Epke Zonderland deed menig toeschouwer en sportcommentator opspringen van hun stoel met zijn rekstokoefening tijdens de Olympische Spelen van 2012. Als eerste turner ooit voerde hij drie vluchtelementen achter elkaar uit tijdens een wedstrijd. Hoogleraar Neuromechanica Bert Otten analyseerde de beelden en concludeerde dat Zonderland zijn zwaaien nog krachtiger kon maken als hij zijn heupspieren effectiever zou aanspannen. ‘The Flying Dutchman’ ging met dit advies aan de slag. Slechts enkele dagen later plaatste hij een filmpje op YouTube waarop hij maar liefst vier vluchtelementen achter elkaar uitvoert. Steeds vaker komen wetenschap en sport samen. Door analyses, kennis van het menselijk lichaam en gebruik van statistiek kunnen sportprestaties worden verbeterd. Daarnaast is de sport een onuitputtelijke bron van data voor de wetenschap. ANS ging op zoek naar de wisselwerking tussen de twee velden.

Superbrood Sporters worden steeds beter. In honderd jaar tijd is het wereldrecord zwemmen op de 100 meter vrije slag voor mannen verbeterd van 65,6 seconden naar 46,91 seconden. Bij het schaatsen deed de snelste man nog 44,4 seconden over de 500 meter, terwijl het record nu 34,03 bedraagt. Hoe is dit mogelijk? Luc van Agt, manager bij InnoSportLab Papendal: ‘De technische innovatie speelt hier een grote rol. Bij beide sporten zijn de pakken bijvoorbeeld enorm verbeterd, de klapschaats is uitgevonden en door belijning in het zwembad wordt de golfslag en daardoor de weerstand verminderd. Daarnaast zijn diëten en trainingsmethoden door meer kennis sterk verbeterd.’ Het sportlab op Nationaal Sportcentrum Papendal is een van de zes InnoSportLab-locaties in Nederland. Overkoepelende sportorganisatie NOC*NSF heeft de centra samen met InnoSportNL opgezet om kennisinstellingen, bedrijven en het sportveld samen te brengen en zo innovatie te stimuleren. Dit is in lijn met het doel om Nederland bij de wereldwijde top 10 te krijgen. Regelmatig reizen wetenschappers af naar Papendal om data te verzamelen en InnoSportLab heeft ook eigen onderzoekers in dienst. ‘Vroeger moesten sporters naar het lab, waar zij op de loopband of hometrainer aan elektrodes werden gehangen’, vertelt Van Agt. ‘Zij doen hier echter nooit dezelfde oefeningen als buiten de muren van de testruimte. Nu maken we gebruik van mobiele meetapparatuur, waarmee wielrenners bijvoorbeeld op de baan worden getest onder invloed van luchtweerstand en bochten.’ Dankzij de verzamelde gegevens leert men meer over het menselijk lichaam. Daarnaast worden innovaties op sportgebied direct getest. ‘Momenteel hebben we speciaal brood in het topsportrestaurant liggen, dat onder andere ingrediënten bevat die Ethiopische langeafstandslopers ook veel binnenkrijgen.’ Gekeken wordt of er onder de sporters behoefte is aan deze voedzame sneetjes en in hoeverre zij deze ook te schaften vinden.

Goede raad is goud waard Los van technische innovaties en studies over het lichaam, kunnen wedstrijden ook worden gewonnen door het berekenen van kansen. Alle cijfermatige gegevens van competities uit het verleden worden verzameld en aan de hand hiervan creëren statistici verwachtingen over successen en acties tijdens komende wedstrijden. Een sport waar deze ingewikkelde wiskunde op grote schaal wordt toegepast is honkbal. Het bekendste voorbeeld is de Amerikaanse honkbalclub Oakland A’s in 2002. Bij gebrek aan geld om topspelers binnen te hengelen, besloot trainer Billy Beane over te stappen op een compleet nieuwe tactiek: hij selecteerde zijn spelers puur op basis van de statistische gegevens die hij over hen verzamelde. Criteria als fysieke gesteldheid, zelfvertrouwen en slagtechniek liet hij buiten beschouwing. Op basis van spelersprestaties in het verleden berekende Beane de kans die een speler had om het eerste honk te bereiken. Enkel kijkend naar deze gegevens, wist hij met de afdankertjes van de topclubs een winning machine samen te stellen. Uiteindelijk wonnen de A’s twintig wedstrijden op rij en werd hun succesverhaal verwerkt in het boek en de gelijknamige verfilming Moneyball. Honkbal is altijd een pionier geweest op het gebied van statistieken. Peter Meijers van de Koninklijke Nederlandse Baseball en Softball Bond: ‘Honkbal is een start- en stopsport. Bij elke worp en slag kun je metingen verrichten. Deze kun je naast elkaar leggen om spelers en teams te vergelijken. Moneyball heeft dit gebruik een extra impuls gegeven.’ Het Nederlands honkbalteam werd in 2011 onverwacht wereldkampioen. Ook hier speelde statistiek een doorslaggevende rol. Zo kon bijvoorbeeld de bepalende vangbal worden gemaakt omdat de Nederlandse veldspeler was gesommeerd twee stappen naar rechts te maken. Het coachteam deed dit, omdat uit de statistieken was gebleken dat de Cubaanse slagman waarschijnlijk naar links zou slaan. Conservatieve coaches Statistiek en wiskunde worden steeds belangrijkere onderdelen van de sportwereld. Hoogleraar Gerard Sierksma van de Rijksuniversiteit Groningen (RUG) was een van de eerste wetenschappers in Nederland die zich specialiseerde op dit gebied. Sierksma: ‘Econometristen bereken voor bedrijven verwachtingen voor winst en omzet. In de sport gebeurt precies hetzelfde: je moet nu beslissingen nemen over spelersselecties en trainingsmethoden, terwijl het resultaat pas in de toekomst ligt.’ Een aantal jaren geleden bracht Sierksma zijn kennis naar de markt en richtte hij zijn eigen onderneming Team Support Systems op. Het inmiddels doorverkochte bedrijf verricht analyses voor hockey-, voetbal- en volleybalclubs. ‘We werken voor bijna alle eredivisieclubs’, vertelt Sierksma. ‘Ajax is een van de grootste klanten. Voor hen wordt bijvoorbeeld de tactiek van de tegenstanders in de Champions League geanalyseerd. De resultaten gaan naar de technische staf, wat die er vervolgens mee doen, is voor hun eigen rekening.’ Bewegingswetenschapper Raymond Verheijen werkt als adviseur voor de Koninklijke Nederlandse Voetbalbond (KNVB) en was onder meer conditietrainer voor het Nederlands Elftal, Rusland en Zuid-Korea op verschillende WK’s en EK’s. Volgens hem valt in het voetbal nog veel te winnen op statistisch gebied. ‘Er worden momenteel heel veel data gegenereerd, maar de meeste belanden in een bureaula. Mensen met verstand van voetbal hebben koudwatervrees voor statistische gegevens en mensen die verstand hebben van dat laatste, kunnen er door gebrek aan voetbalkennis geen interpretatie aan geven. Trainers zijn vaak oud-voetballers en blijven hangen in de methoden die zij als voetballer hebben geleerd. Het voetbal is een conservatief wereldje.’ Beslagen ten ijs In aanloop naar de Winterspelen van Vancouver benaderde de Koninklijke Nederlandse Schaatsenrijdersbond (KNSB) Sierksma. De bond wilde gebruik maken van zijn expertise bij het selecteren van de schaatsers. Voor zowel de mannen als de vrouwen zijn achttien ritten te verdelen, maar mogen maar tien schaatsers worden meegenomen. ‘Voorheen ontstond er altijd onenigheid over de selectieprocedure, het was vaak nattevingerwerk’, aldus Sierksma. Hij ontwikkelde samen met studenten een nieuwe objectieve selectiemethode. ‘Op basis van de resultaten van de belangrijke wedstrijden in de seizoenen voorafgaand aan de Olympische Spelen berekenen we per schaatser de medaillekansen. Uiteindelijk gaat de selectie mee die naar verwachting het hoogst zal eindigen in het medailleklassement. Als deze nieuwe methode vier jaar eerder voor de Winterspelen van Turijn was toegepast, had Nederland andere heren op de ijzers gezet. ‘Volgens ons model zouden Gerard van Velde en Mark Tuitert zijn meegegaan. We zullen natuurlijk nooit weten of zij het ook in werkelijkheid beter hadden gedaan dan de afgevaardigde ploeg. Verwachtingen komen immers niet altijd uit. Dat Sven Kramer de binnenbocht neemt in plaats van de buitenbocht, kun je niet incalculeren.’ Sierksma bundelt regelmatig zijn krachten met wetenschappers uit andere onderzoeksvelden. Samen met bewegingswetenschappers van de RUG ontwikkelde hij het TalentToStar-systeem, als onderdeel van het landelijke TalentVolgSysteem van het NOC*NSF. Sierksma: ‘Wat wij hier doen is het meten van allerlei kwaliteiten van een sporter, zoals zuurstofopname, sprongkracht, gewicht en lengte. Aan de hand van deze prestatie-indicatoren berekent TalentToStar een verwachting van wat de atleet lichamelijk zou moeten kunnen presteren.’ Momenteel wordt het systeem gebruikt voor de topschaatsers bij de KNSB. ‘Voor hen is dit een goede manier om hun ontwikkeling bij te houden. Bovendien kunnen we berekenen wat het verwachte effect is van trainingen en verbetering van bepaalde prestatie-indicatoren.’ Sierks-ma kan exact calculeren hoeveel sneller een schaatser een afstand af zal leggen wanneer deze bijvoorbeeld zijn spierkracht door training vergroot. Door het vergelijken van de verwachte met de feitelijke wedstrijduitslagen, wordt inzicht verkregen in redenen van het boven of onder verwachting presteren. ‘Zo kunnen de trainers bepalen welke onderdelen meer aandacht verdienen.’

Op die fiets Het is niet verwonderlijk dat het TalentToStar-systeem in samenwerking met bewegingswetenschappers is ontworpen. Binnen dit vakgebied wordt onderzoek gedaan naar beweging van het menselijk lichaam, van het wiebelen van de kleine teen tot het kauwen met de kaken. ‘Door het onderzoek dat wij doen bij topsporters, leren we meer over de mechanica van het lichaam in het algemeen’, zo vertelt Bert Otten. TopSport Topics is een platform waar Nederlandse topcoaches in contact worden gebracht met nieuwe wetenschappelijke informatie, onder andere uit Ottens studieveld. Herman IJzerman van TopSport Topics legt uit: ‘Wij maken nieuwe kennis toegankelijk. Daarnaast koppelen wij coaches met hun vragen over bijvoorbeeld trainingsmethoden, voeding en techniek aan geschikte wetenschappers.’ Wielerploeg Belkin Pro Cycling Team was in dubio over welke tijdritfiets zij het beste konden gebruiken tijdens de Giro d’Italia. TopSport Topics verwees hen door naar Otten. Hij gebruikte zijn expertise op het gebied van krachten op en energie vanuit het lichaam om een simulatiemodel te bouwen. ‘Ik had toevallig al een model voor baanwielrenners gemaakt dat bleek te kloppen qua energie, biomechanica en aerodynamica. Om het te vertalen naar een wegmodel voegde ik factoren als wind, hoogte, hellingen en bochten toe.’ Hierdoor kon de bewegingswetenschapper uitspraken doen over de verwachte eindtijd voor iedere renner op verschillende fietsen. ‘Die resultaten heeft Belkin gebruikt bij het kiezen van zijn materialen.’ Dit verhaal is een mooi voorbeeld van hoe sport een casus kan bieden voor de wetenschap. Otten: ‘Tot mijn verbazing bleek de voorspelling die ik had gemaakt voor profwielrenner Stef Clement slechts 0,05 kilometer per uur te verschillen met zijn werkelijke gemiddelde snelheid. Ik heb mijn model toen nog tweemaal toegepast op andere parcoursen en ik bleek er telkens maximaal 0,1 kilometer per uur naast te zitten.’

Publicatieverbod De wetenschap kan dus helpen bij het najagen van podiumplaatsen. Doordat de waarde van kennis in de sport steeds groter wordt, ontstaat er een run op knappe koppen. Dit kent ook zijn nadelen, vertelt Otten. ‘Weinig wetenschappelijke bevindingen worden gepubliceerd, omdat onderzoekers voor clubs en organisaties gaan werken die hen dik betalen. Het addertje onder het gras is dan wel dat onderzoeksresultaten niet geopenbaard mogen worden.’ Ook bij InnoSportLab wordt deze eis weleens gesteld. Van Agt: ‘Fundamenteel onderzoek naar bijvoorbeeld de werking van een spier moet natuurlijk wel gepubliceerd worden, maar specifiek sportonderzoek willen wij liever niet direct openbaar hebben.’ Op die manier kan Nederland een voorsprong behouden op de rest van de wereld. Dit is echter niet Ottens streven. ‘Dat de sport verbetert is een mooie bijkomstigheid, maar mijn hoofddoel is inzicht in het menselijk lichaam. Mensen die mij zeggen dat ik fulltime voor Epke moet gaan werken om hem de overwinning in Rio te bezorgen, hebben het echt niet begrepen.’

Bekijk hier de overige artikelen uit de november-ANS.