powerAI v3: Ein Kalman-Filter für deine Formkurve

powerAI v3: Ein Kalman-Filter für deine Formkurve

Diesen Artikel anhören Gesprochen von Sebastian Schluricke (Afasteryou) · 5 Min

Vor rund achtzehn Monaten haben wir uns eine Frage gestellt: Wie können neuronale Netze einem Sportler echten Mehrwert bringen? Und genauer — was wäre, wenn du von Woche zu Woche, von Einheit zu Einheit das bekommst, wofür man sonst ins Labor oder zum Powertest muss? Aus dieser Frage ist über drei Modell-Generationen powerAI v3 geworden. Das hier ist die ehrliche Version dessen, was v3 besser macht — und was es bewusst nicht verspricht.

Warum wir das gebaut haben

Im Ausdauersport bist du die meiste Zeit im Blindflug. Du trainierst, Woche für Woche — aber wie sich deine Leistungsfähigkeit wirklich entwickelt, siehst du nicht. Und welcher Trainingsblock welchen Effekt hatte, erst recht nicht. Es gibt saubere Studien dazu, aber die finden im Labor statt: kontrollierte Bedingungen, teure Geräte, an die ein normaler Sportler nie herankommt. Genau das wollten wir aufbrechen. Unser Anspruch war von Anfang an, diese Klarheit bezahlbar zu machen — und für alle, nicht nur für ein Testlabor.

Der Weg hierher: v1 und v2

v1 war unser erstes neuronales Netz — der Anfang, dem viele weitere folgen sollten. Für einen ersten Wurf war es erstaunlich gut. Aber es lehnte sich an einen demografischen Zusammenhang an, der die Zahlen im Nachhinein zu optimistisch aussehen ließ, und bei gleichförmigen Indoor-Einheiten kam es aus dem Takt.

v2 war ein sauberer Neuanfang: mehr Daten, robustere Testkonzepte, und der Metrik-Fehler aus v1 korrigiert — das damalige Gütemaß war, das geben wir offen zu, zu optimistisch gewesen. v2 kam auch mit schlechten oder sehr konstanten Herzfrequenzwerten deutlich besser klar. Und der eigentliche Sprung: v2 gibt zu jeder Schätzung eine Unsicherheit mit aus. Bei einer verwackelten Einheit sagt das Modell selbst: da bin ich mir nicht sicher. Das Modell weiß, wann es nicht weiß.

Nur haben wir v2 nie als Standard für alle scharf geschaltet. Ein paar Nutzer konnten aktiv umschalten, mehr nicht — denn uns war da schon klar, dass deutlich mehr drin ist. Also sind wir direkt weiter zu v3 gegangen.

v3: der Sprung

v3 ist der Quantensprung, aus zwei Gründen.

Der erste: v3 liest deine Rohdaten direkt. Frühere Modelle bekamen vorgekaute Kennzahlen serviert. v3 lernt Sekunde für Sekunde aus deinen Rohdaten selbst — Herzfrequenz, Leistung, Temperatur, Trittfrequenz und mehr. Stell dir ein Wettermodell vor: Es bekommt tausende verrauschte Messpunkte — Temperatur hier, Luftdruck dort — und rekonstruiert daraus den Zustand der gesamten Atmosphäre. Genau das tut v3 mit deinem Körper. Aus dem rohen Wechselspiel von Puls, Watt, Temperatur, Tritt- und Schrittfrequenz und vielem mehr rekonstruiert es den Zustand deines Motors. Das Fundament dafür hat es auf 744.871 Trainings-Streams gelernt, bevor es je eine einzige VO2max geschätzt hat — es weiß, wie ein Körper auf Belastung reagiert.

Der zweite Grund ist der eigentliche Clou: die Filterung.

Der Kalman-Filter, in einem Satz

Auf jeder einzelnen Messung liegt Rauschen. Ein Training bei Hitze, eine schlechte Nacht, ein zickiger Brustgurt — jede Einheit für sich ist eine verwackelte Momentaufnahme deines Motors. Kein Wert allein ist die Wahrheit. Aber zusammen ergeben sie ein klares Bild.

Genau dafür ist ein Kalman-Filter gemacht. Er fusioniert eine Kette verrauschter Messungen zu einer ruhigen Kurve, indem er jede neue Einheit gegen das abwägt, was er bisher über dich weiß. Der Clou liegt darin, wie sehr er zuhört: In einer ruhigen Woche glättet er stark und mittelt kleine Ausreißer weg. Steigt dein Trainingsumfang und signalisiert, dass sich gerade wirklich etwas ändern könnte, öffnet er das Tor und lässt mehr Bewegung zu. So verschluckt er keinen echten Sprung, nur weil er sonst ruhig ist.

Der Filter selbst ist Lehrbuch. Die über 11.000 kuratierten Powertest-Labels, gegen die er kalibriert ist, sind es nicht.

Wie ruhig ist die Kurve wirklich?

Wir messen diese Ruhe mit einer einzigen Größe: der typischen Schwankung deiner geschätzten Fitness von einer Woche zur nächsten — gemessen über 425 Athleten mit jeweils mindestens zehn Trainingswochen. Wichtig: Das ist keine Abweichung von einem Laborwert. Es ist ein Maß dafür, wie ruhig die Kurve selbst über die Zeit läuft.

Woche-zu-Woche-SchwankungRoh (ungefiltert)v3 gefiltertphysikalischer Floor
VO2max ml/min/kg1,840,8860,76
Critical Power W11,395,415,10

Im Klartext: Deine geschätzte VO2max schwankt von Woche zu Woche um weniger als einen Punkt, deine Critical Power um weniger als 6 W. Gegenüber v2, das hier bei rund 1,95 ml/min/kg und rund 11,7 W lag, ist das mehr als halbiert.

Die letzte Spalte, der „physikalische Floor", ist die Grenze, unter die keine ehrliche Glättung kommen kann — die Kurve eines echten Athleten trägt immer etwas echte Woche-zu-Woche-Bewegung in sich. Wir sitzen mit 0,886 praktisch auf diesem Boden. Das ist der beste Beleg dafür, dass wir das Rauschen wegbügeln, aber nicht deine Form.

Und jeder einzelne Wochenwert kommt mit einem ehrlichen Unsicherheits-Band. Bei den ersten Athleten, die v3 live nutzen, liegt es im Mittel bei rund ±0,4 bis 0,5 ml/min/kg und ±2 bis 3 W. Dieses Band atmet: Nach einer Trainingspause, wenn der Filter länger nichts Neues von dir gehört hat, wird es breiter — mit jeder Einheit, die wieder hereinkommt, zieht es sich enger. Die Kurve sagt dir also nicht nur, wo du stehst, sondern auch, wie sicher sie sich dabei gerade ist.

Zum ersten Mal ist eine Woche-zu-Woche-Messung dieser Güte für jeden zugänglich — nicht im Labor, nicht in einer Studie, sondern in deinem ganz normalen Training. Ehrlich gesagt: Uns ist keine Plattform bekannt, die das leistet.

Ruhig heißt nicht taub

Der naheliegende Einwand: Macht der Filter die Kurve nur deshalb so glatt, weil er echte Fortschritte verschluckt? Nein — und wir haben das dreifach geprüft:

  • Die gefilterte Kurve sitzt am physikalischen Floor, nicht darunter. Sie glättet bis an die Grenze des Ehrlichen, aber nicht darüber hinaus.
  • Auf geräte-konsistenten Vergleichspaaren bewegt sich die gefilterte Kurve stärker im Gleichtakt mit echten Powertest-Sprüngen als die Rohschätzung.
  • Wo ein echter Powertest einen Sprung zeigt, folgt ihm die gefilterte Kurve enger als die ungefilterte.

Ruhig, wo nichts passiert. Wach, wenn sich etwas ändert.

Eine echte Formkurve

Nimm einen Athleten aus unserer Validierung: Powertest im Mai, dann über die folgenden Wochen eine steigende Kurve bis zu einem Peak von 52,0 ml/min/kg VO2max und 316 W Critical Power im Juli — danach ein sauberer Abfall in die Regeneration. Keine Zacken, kein Zittern. Eine Formkurve, wie ein Coach sie von Hand zeichnen würde. Und weil jeder Punkt sein Vertrauensband mitträgt, siehst du auf einen Blick, wie belastbar die Kurve gerade ist.

Das ist der eigentliche Gewinn: Zum ersten Mal kannst du Trainingseffekte direkt an deiner Leistungskurve ablesen. Nicht raten, ob der harte Block etwas gebracht hat — sondern sehen, wie die Kurve darauf reagiert.

Was v3 nicht ist

Zwei ehrliche Dinge, weil sie dazugehören.

Erstens: Die Rohschätzung einer einzelnen Aktivität streut deutlich — erst die Fusion über die Zeit macht daraus eine ruhige Kurve. v3 ist deshalb kein Ersatz für einen Labortest oder deinen Powertest. Im Gegenteil.

Zweitens: Bei der großen Mehrheit der Athleten liegt die Kurve von Anfang an in einem völlig vertretbaren Band. Selten kann der Startwert aber einen größeren Offset haben — die Kurve läuft dann sauber, sitzt als Ganzes jedoch ein Stück neben deinem echten Niveau. Dafür gibt es eine einfache Lösung: Ein einziger Powertest kalibriert das Netz auf dich — unser Digital-Twin-Modell — und danach ist die Kurve auf dich geankert. Unsere Empfehlung deshalb: ein Powertest am Anfang, und danach etwa einer pro Jahr, um kalibriert zu bleiben.

Physiologisch geerdet

v3 schätzt die zwei sauberen Achsen — aerobe Kapazität (VO2max) und Critical Power. VLamax, deine Schwellen und deine Trainingszonen leiten wir daraus mit dem etablierten Mader-Modell ab. Das Netz liefert die ruhigen Achsen, die Physiologie macht den Rest. Kein Modell-Zoo, eine kohärente Quelle.

Dein Powertest ist der Anker

Je öfter wir dich sauber vermessen, desto enger sitzt deine Kurve an dir — und nicht an einem Bevölkerungsschnitt. Der Powertest ist genau dieser Ankerpunkt: der eine saubere Fixstern, an dem die ganze Zeitreihe ausgerichtet wird. Das ist der Unterschied zwischen „aus deinen Daten geschätzt" und „an dir gemessen".

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Wo v3 gerade steht

Stand heute rollt v3 gerade aus. Wir schalten es schrittweise scharf und prüfen dabei die Kurven-Stabilität auf Live-Daten gegen das Bild aus der Validierung. An einzelnen Athleten sehen wir mit einem neueren Ansatz schon jetzt noch glattere Kurven — das validieren wir gerade über die Breite, bevor wir Zahlen dazu nennen. Keine Marketing-Deadline; wir nennen das Datum, wenn wir es sehen.

Und diese ruhige Kurve ist erst der Anfang. Sie wird die Grundlage für den nächsten Schritt unserer TrainAI — ein Training, das sich an deiner echten Entwicklung ausrichtet statt an einem Bevölkerungsschnitt.

FAQ

Was ist neu an v3 gegenüber v2? v2 liefert einen guten Einzelwert samt Unsicherheit. v3 fusioniert diese Einzelwerte über die Zeit zu einer ruhigen Formkurve — genau das, was ein adaptiver Plan braucht.

Was macht der Kalman-Filter? Er behandelt jede Trainingseinheit als verrauschte Messung deines Motors und verrechnet sie zu einer glatten Kurve. In harten Trainingswochen lässt er mehr Bewegung zu, damit echte Formänderungen durchkommen.

Heißt „ruhig" nicht, dass ihr echten Fortschritt verschluckt? Nein. Die Kurve sitzt am physikalischen Floor und folgt echten Powertest-Sprüngen enger als die Rohschätzung. Sie glättet Rauschen, nicht Form.

Ist v3 genauer als ein Powertest? Nein. Der Powertest bleibt der Fixstern, an dem v3 seine ganze Zeitreihe ausrichtet — der genaueste Einzelwert. v3 macht etwas anderes: Es hält deine Kurve zwischen den Tests ruhig, aktuell und ehrlich.

Woher kommen die Zahlen? Aus über 11.000 kuratierten Powertest-Labels und einem Vortraining auf 744.871 Aktivitäts-Streams. Die Woche-zu-Woche-Konsistenz ist über 425 Athleten gemessen.

Brauche ich einen Powertest, damit v3 funktioniert? Nein — v3 läuft auch aus deinen normalen Aktivitäten. Aber mit einem Powertest sitzt deine Kurve an dir statt am Bevölkerungsschnitt, und ein Test pro Jahr hält sie kalibriert.

Wann ist v3 für mich live? Es rollt gerade aus. Wir schalten schrittweise scharf, sobald die Live-Stabilität dem Validierungsbild entspricht.

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Quellen: powerAI-Codebase intern (Modell-Architektur, Filter-Definition, Benchmark-Pipeline). Daten-Basis: Vortraining auf 744.871 Aktivitäts-Streams, Kalibrierung gegen über 11.000 kuratierte Powertest-Labels, Woche-zu-Woche-Konsistenz gemessen über 425 Athleten (245.972 Records).

Foto: Annalena Duschl

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