Hinter den Kulissen bei Nike Mind: Wo Neurowissenschaft auf Schuhdesign trifft

Ihr neuester Durchbruch, Nike Mind, ist ein sensorisches Schuhsystem, an dem seit über zehn Jahren gearbeitet wird und das verändern soll, wie sich Athlet:innen auf Wettkämpfe vorbereiten und davon erholen. 

Wir haben uns mit sieben Teammitgliedern von Nike Mind zusammengesetzt, um herauszufinden, wie diese lang erwartete Technologie vom Konzept zur Realität wurde.

DER NEURO-ARCHITEKT: GRAEME MOFFAT, PHD
Principal Researcher, Nike Sport Research Lab

Als leitender Forscher im Nike Mind Science Team verantwortet Graeme Moffat die Neurowissenschaft hinter Nike Mind: mithilfe von EEG-Daten, Druckmesskarten und Muskelsignalen erforscht er, wie sensorische Reize Fokus und Performance beeinflussen. Mit seinem Background in der Brain-Computer-Interface-Forschung hilft er dabei, Wahrnehmungsforschung in Design zu übersetzen, das man bei jedem Schritt spürt. Für Moffat geht es bei diesem Projekt nicht nur um einen neuen Schuh. Es geht darum zu beweisen, dass Körper und Geist durch sensorische Reize gemeinsam trainiert werden können.

Einer der einfachsten Wege, aus dem Kopf herauszukommen, ist, in den Körper hineinzugehen – also die Sinne aktiv zu nutzen. Mit Nike Mind sehen wir im Gehirn eine erhöhte Aktivität in den sensomotorischen Bereichen sowie einen Anstieg der Alpha-Wellen, die mit entspannter Wachsamkeit verbunden sind. 

Wie die Handflächen hat auch die Fußsohle eine einzigartige Haut mit 10- bis 20-mal mehr Mechanorezeptoren als die meisten anderen Körperstellen. Das sind die Teile unseres Körpers, mit denen wir die Welt fühlen und uns in ihr zurechtfinden. Jeder Druckpunkt in Nike Mind bewegt sich unabhängig, sodass Kräfte gezielt durch den Fuß weitergeleitet werden. Das Ergebnis ist eine direktere Verbindung zum Boden.

Wir haben Erkenntnisse aus der sensorischen Forschung genutzt, um die Platzierung der 22 Druckpunkte zu bestimmen. Indem wir die sogenannte Zwei-Punkte-Diskriminationsschwelle gemessen haben – also wie weit Berührungen auseinanderliegen müssen, bevor man sie als getrennt empfindet –, konnten wir die Dichte der Rezeptoren auf dem Fuß abbilden. Deshalb sind die Druckpunkte im Vorfuß enger beieinander und in der Ferse weiter auseinander.

Wir haben alles gemessen: Druckverteilung unter der Sohle, Elektromyographie der unteren Extremitäten und EEG-Aktivität. Athlet:innen liefen in den Prototypen und Vergleichsmodellen, während ihre Gehirnaktivitäten vor, während und nach dem Tragen gemessen wurden. Wir konnten klare Unterschiede bei der Gehirnaktivität und den Oszillationsmustern erkennen. Diese Signale zeigten, wie das sensorische System in diesem Schuh das Gehirn aktiviert. Das ist eine völlig neue Art, Schuhe zu entwickeln, ausgehend vom sensorischen System des Körpers. Fast 10 Jahre Forschung und zahllose Entwicklungsstufen haben es möglich gemacht.

Es ist eine unglaubliche Technologie. Es fühlt sich an, als hätten meine Schuhe eine integrierte Anti-Ermüdungsfunktion. Es ist einfach ein fantastisches Gefühl. Ich will sie am Ende des Tages gar nicht mehr ausziehen.

Das Mind Science Team selbst ist einzigartig. Bei uns arbeiten Neurowissenschaftler:innen, Wahrnehmungsforscher:innen, Physiolog:innen und Ingenieur:innen zusammen. Wir vereinen Disziplinen, die normalerweise nicht bei einem Unternehmen wie Nike zusammen vertreten sind. Dadurch können wir wissenschaftliche Erkenntnisse schnell in echte Produktinnovationen übersetzen. Wir können Prototypen entwickeln, sie gemeinsam mit Athlet:innen testen und in einem Tempo weiterentwickeln, das sonst niemand erreicht. Diese Fähigkeit unterscheidet Nike von allen anderen.

DER GEHIRN-KARTOGRAF: TREVOR BARSS, PHD
Lead Researcher, Mind Sciences Team

An der Seite von Moffat half Trevor Barss dabei, die frühen neurowissenschaftlichen Studien durchzuführen, die das Fundament von Nike Mind bildeten. Als sensorischer Neurowissenschaftler mit Spezialisierung auf Neurophysiologie erforschte er mithilfe von EEGs und anderen Messungen, wie taktiles Feedback die Muster der Gehirnaktivität verändert – Signale, die Bewegung, Fokus und Bewusstsein verbinden. Die Ergebnisse des Teams zeigten deutliche Verschiebungen in der sensomotorischen Aktivierung und den Alpha-Rhythmen, als Athlet:innen Nike Mind Schuhe trugen. Diese Erkenntnisse beeinflussen bis heute, wie das Nike Sport Research Lab die Verbindung von Körper und Geist erforscht.

Die ersten 45 Jahre konzentrierte sich die Forschung bei Nike auf den Körper vom Hals abwärts. In den nächsten 45 Jahren wird das Gehirn einbezogen. 

Meine Aufgabe war es, einzigartige Aspekte der Gehirnaktivierung zu untersuchen, während Athlet:innen die Schuhe trugen. Wir haben die elektrische Aktivität im Gehirn vor, während und nach der Bewegung gemessen und diese mit Wahrnehmungsdaten kombiniert. Das Ziel war, die Wahrnehmung der Athlet:innen mit dem zu verbinden, was wir neurologisch tatsächlich beobachten konnten.

Wir fanden heraus, dass diese Zusammenarbeit zwischen Wahrnehmungsforschung und Neurowissenschaften unsere Arbeit so erfolgreich macht. Wir können eine erhöhte Aktivierung in einer Gehirnregion feststellen, aber wenn wir dabei die Wahrnehmung der Athlet:innen nicht verstehen, wissen wir nicht, ob das gut oder schlecht ist. Wenn wir beides kombinieren, bekommt die Gehirnaktivität Bedeutung.

Als ich bei Nike anfing, war ich von der Umgebung beeindruckt. In den meisten Forschungsumgebungen muss man eine E-Mail verschicken, einen Termin vereinbaren und warten, um mit Expert:innen außerhalb des eigenen Fachgebiets zu sprechen. Hier kann ich einfach drei Tische weitergehen und ein Gespräch mit Weltklasse-Expert:innen in Biomechanik, Physiologie oder Materialwissenschaften führen. Diese räumliche Nähe beschleunigt alles.

Die Stärke dieses Labors ist der fließende Austausch von Wissen. Neurowissenschaftler:innen, Ingenieur:innen und Designer:innen arbeiten Seite an Seite, testen und lernen in Echtzeit voneinander. Diese Zusammenarbeit verbindet verschiedene Fachbereiche und es entstehen neue Ideen, die im Alleingang gar nicht aufgekommen wären.

Wir stehen am Startpunkt eines völlig neuen Forschungsfeldes. Die Methoden sind etabliert, aber sie auf Schuhe und Bekleidung anzuwenden, ist Neuland. Jedes Experiment wirft neue Fragen auf.

Für mich ist der inspirierendste Teil, von brillanten Köpfen umgeben zu sein, die diese Neugier teilen. Wenn man tiefgehende wissenschaftliche Expertise mit kreativem Design-Thinking paart, entdeckt man neue Möglichkeiten, die unsere Vorstellung von Performance verändern können.

Wir blicken nach vorn, und die Möglichkeiten sind endlos. Wir haben überall an unserem Körper sensorische Rezeptoren. Jedes Mal, wenn man den sensorischen Input verändert, interagiert man mit seinem Nervensystem. Diese Verbindung weiter zu erforschen, könnte ganz neue Wege eröffnen, um das Bewusstsein, den Fokus und die Regeneration von Athlet:innen zu unterstützen.

DIE ENGINEERING-EXPERTIN: ELIZABETH RAISSIAN
Senior Director, Performance Engineering

Im Performance Engineering Lab von Nike bewegt sich die Arbeit von Elizabeth Raissian an der Schnittstelle von Produktfunktionalität und digitaler Modellierung. Für Nike Mind entwickelte sie gemeinsam mit ihrem Team das digitale Framework, das das Konzept erstmals in großem Maßstab realisierbar machte. Sie nutzten dabei die Methode der finiten Elemente (FEM) und Simulationstools, um zu modellieren, wie sich jeder Druckpunkt, Flexpunkt und Druckbereich unter dem Fuß verhält. Ihre Modellierung sorgte für ein präzise abgestimmtes sensorisches Design, das bei jeder Größe und jedem Schritt ein konsistentes Gefühl und Feedback liefert.

Der große Durchbruch war, rechnerische Methoden zu nutzen, um die Herausforderung der Skalierung zu meistern. Nike Mind hat viele kleine Teile in einem größeren System. Wir haben Skripte geschrieben, die ermittelt haben, wo jeder Druckpunkt für die Performance der Athlet:innen sein musste und wie diese Platzierungen trotzdem konsistent hergestellt werden konnten.

Unser Ziel war, dass alle Athlet:innen die gleiche Erfahrung machen, egal welche Schuhgröße sie haben. Wir haben Variablen wie Größe, Höhe und Material der Druckpunkte mithilfe von FEM getestet. Das hat uns dabei geholfen, den Sweet Spot zwischen zu viel und zu wenig Gefühl zu finden. Sobald wir den hatten, konnten wir ihn proportional über die Größen skalieren, sodass sich das Produkt von vorn bis hinten konsistent anfühlte.

Für mich war das ein Traumjob, von dem ich nicht wusste, dass es ihn gibt. Ich kann anspruchsvolle technische Arbeit mit der Kreativität verbinden, die entsteht, wenn man Seite an Seite mit Designer:innen, Sportwissenschaftler:innen und anderen Spezialist:innen arbeitet. Auch nach 23 Jahren finde ich meinen Job immer noch spannend.

Was mich am meisten begeistert, ist, wie schnell sich die Tools weiterentwickeln. Wir haben eine starke Grundlage geschaffen, und jetzt kommen neue Technologien hinzu, mit denen wir Dinge tun können, die wir vor einem Jahrzehnt nicht für möglich gehalten hätten. Das verändert, wie wir Produkte angehen, und öffnet Türen für die Zukunft.

DER BRÜCKENBAUER: SEAN LU
Footwear Developer

Seit mehr als zwei Jahrzehnten hilft Sean Lu dabei, die kühnsten Konzepte von Nike vom Prototyp zur Produktion zu bringen. Als Entwickler steht er an der entscheidenden Schnittstelle, wo Innovation auf die skalierbare Schuhproduktion von Nike trifft. Bei Nike Mind bedeutete das, beispiellose Produktionsherausforderungen zu meistern, beispielsweise wie man 22 unabhängige Druckpunkte erstellt und verbindet, während man das präzise sensorische Design bewahrt, das die Technologie bahnbrechend macht.

Meine Expertise ist es, ein Design durch Projektmanagement und Leadership zum Leben zu erwecken, während ich eng mit Teams aus unterschiedlichsten Bereichen zusammenarbeite. Das Ziel ist immer, sowohl hervorragende Teamleistung als auch herausragende Produktqualität zu erreichen und sicherzustellen, dass das Produkt die Vorgaben und Designabsichten erfüllt sowie umfassend getestet und bewährt ist.

Die größte Herausforderung bestand darin, 22 einzelne Druckpunkte einheitlich zu produzieren und zu befestigen. Normale Schuhe haben etwa fünf oder sechs Hauptteile. Bei diesem Modell waren es 22, die alle präzise gefertigt und verbunden werden mussten. Dafür mussten wir völlig neue Herstellungsmethoden entwickeln, die weit über die klassische Schuhfertigung hinausgehen.

Ein entscheidender Durchbruch war der dehnbare Strobel. In normalen Schuhen ist der Strobel steif. Aber hier musste er sich multidirektional dehnen können, damit sich die Druckpunkte frei bewegen und das Gefühl übertragen konnten. Ohne diese Flexibilität hätte das gesamte System nicht funktioniert.

Es gab Momente, da dachten wir, das ist zu schwierig, vielleicht schaffen wir es nicht. Aber wir fragten uns immer: "Geben wir wirklich unser Bestes oder gibt es noch einen anderen Weg?" Wenn du dieses Ziel erreichst, ist der Nutzen für die Athlet:innen die Mühe absolut wert.

DER KREATIVE VISIONÄR: ERIC AVAR
VP, Creative Director, Innovation

Es gibt nur wenige Designer:innen, die die gestalterische und funktionale Sprache von Nike stärker geprägt haben als Eric Avar. Nach Jahrzehnten, in denen er stilprägende Modelle von Foamposite über Free bis hin zur Kobe-Kollektion entworfen hat, brachte er seine Vision bei Nike Mind ein, um komplexe Neurowissenschaft in Design zu übersetzen. Sein Fokus: Einfachheit finden, neugierig bleiben und einen Schuh kreieren, der die natürliche Verbindung des Körpers zur Bewegung neu aktiviert.

Was dieses Projekt auf das nächste Level brachte, war die Möglichkeit, alles zu vergessen, was wir über herkömmliches Schuhdesign wussten. Anstatt sich auf Antrieb oder Leichtigkeit zu konzentrieren, haben wir uns gefragt, wie wir ein natürlicheres sensorisches Gefühl unter dem Fuß erschaffen können. Eine Wahrnehmung, die Körper und Geist stärker verbindet und Athlet:innen dabei unterstützt, ruhig, fokussiert und präsent zu bleiben.

Meine Rolle war es, die kreative Vision mitzugestalten. Die makro- und mikrotechnischen Details von Wissenschaft, Kunst und der Geschichte dahinter zu verbinden. Die besten Ideen entstehen, wenn diese Dimensionen aufeinandertreffen. Ich habe dem Team geholfen, eine klare Richtung zu finden und genau zu definieren, wie sich die Technologie am Fuß anfühlen sollte.

Jede Dimension dieses Projekts war neu: neue Wissenschaft, neue Ingenieurskunst, neue Designsprache. Jede Erkenntnis aus dem Labor veränderte, wie wir an Materialien oder Geometrie herangingen, und jeder Prototyp führte zu neuen Forschungsfragen. In diesem ständigen Hin und Her entstanden die Durchbrüche.

Performance-Design ist immer ein Balanceakt. Zu viel Dämpfung und man verliert das Gefühl; zu viel Gefühl und es wird überfordernd. Unsere Herausforderung war, Harmonie zwischen Tragekomfort, Klarheit und Bewusstsein zu finden.

Das fühlt sich wie neues Terrain an – ein neues Paradigma für Performance. Wir beweisen Dinge wissenschaftlich, aber wir entdecken sie auch intuitiv. Je mehr wir uns auf diese Mischung aus Neugier und Expertise einlassen, desto mehr Magie entsteht.

Was ich an dieser neuen Technologie am meisten mag, ist, dass sie das Unbekannte repräsentiert. Sie ist eine Erinnerung daran, dass es bei Performance nicht nur darum geht, schneller zu werden. Es geht darum, mehr zu fühlen, tiefer zu denken und wieder im Moment zu sein.

DER MASTER-KOORDINATOR: MATTHEW NURSE, PHD
Chief Science Officer, NIKE, Inc.

Mit einem Background in Biomechanik, Physiologie und Performanceforschung hat Matthew Nurse die ehrgeizigsten, wissenschaftsbasierten Innovationen von Nike geleitet. Als Chief Science Officer überwachte er Nike Mind aus einer multidisziplinären Perspektive und koordinierte Wissenschaftler:innen, Designer:innen und Ingenieur:innen, um sicherzustellen, dass die verschiedenen Bereiche synchron liefen.

Die meisten Menschen unterschätzen die Bedeutung von sensorischem Feedback des Körpers, insbesondere der Füße. Der Fuß enthält Tausende Sensoren, die dem Gehirn ständig Informationen über Gleichgewicht, Position und räumliche Wahrnehmung geben. Dies ist das erste Produkt, das gezielt darauf ausgelegt ist, dieses Feedback zu beeinflussen, um Athlet:innen dabei zu helfen, fokussierter, präsenter und bewusster zu bleiben.

Wenn der Körper der Motor ist, dann ist der Geist der Fahrer. Bei Nike Mind denken wir darüber nach, wie wir den Fahrer fokussierter und präsenter machen können. Mentale Vorbereitung ist genauso wichtig geworden wie körperliche, und wir kratzen gerade erst an der Oberfläche dessen, was möglich ist.

Wissenschaft und Kreativität müssen sich gegenseitig beflügeln. Wissenschaft sollte Träume nicht einschränken, sondern ihnen eine Richtung geben. Manche dieser Konzepte sind nicht neu, aber erst jetzt haben wir die Design- und Produktionsfähigkeiten, um sie umzusetzen. Frei bewegliche, unabhängige Druckpunkte herzustellen, die sich komprimieren und drehen, um sensorische Informationen an das Gehirn zu senden – das war vor 20 Jahren nicht möglich. Heute ist es das.

Das Feedback der Athlet:innen war dabei entscheidend. Wir haben Hunderte Varianten getestet und dabei die Anzahl, Dichte, Flexibilität und Position der Druckpunkte immer wieder angepasst. So konnten wir sicherstellen, dass das Gefühl stark genug ist, um es wahrzunehmen und sich darauf zu fokussieren, aber nicht so intensiv, dass es stört. Es musste "genau richtig" sein, und nur Athlet:innen konnten uns sagen, wo diese Balance lag.

Das Schöne an Nike Mind ist: Es geht nicht nur darum, sich geerdet zu fühlen, man ist es tatsächlich. Mithilfe von EEGs haben wir Veränderungen in der Gehirnaktivität in den Bereichen gemessen, die mit Fokus und Präsenz verbunden sind. Das ist das erste Mal, dass wir zeigen und auch belegen konnten, dass die Schuhkonstruktion beeinflussen kann, wie der Geist funktioniert.

Und das ist erst Kapitel eins. Wir haben uns jahrzehntelang auf den Körper konzentriert. Wenn wir nun auch den Kopf miteinbeziehen, sind die Möglichkeiten für Athlet:innen grenzenlos.

DER PROBLEMLÖSER: BRYAN YOUNGS
Innovation Program Director, Footwear

Mit über 20 Jahren Erfahrung in der Schuhentwicklung konzentriert sich Bryan Youngs darauf, Innovationen in fertige Produkte zu verwandeln. Bei Nike Mind leitete er die Skalierung: Er übertrug einen handgefertigten Sensorik-Prototyp in ein System, das sich konsistent und zuverlässig produzieren lässt. Indem er fortschrittliche Innovation mit globaler Fertigung verband, stellte er sicher, dass das Konzept vom Laborexperiment zur Produkteinführung gelangen konnte.

Die Idee sensorischer Schuhkonzepte gab es schon seit einem Jahrzehnt, doch die Herausforderung war die Skalierbarkeit. Jahrelang blieb es ein handgefertigtes Experiment – etwas, das man von Hand herstellen, aber nicht in die Massenproduktion bringen konnte. Mit MIND mussten wir diesen Punkt überwinden und etwas entwickeln, das sich gemeinsam mit unseren Produktionspartnern herstellen ließ und dennoch die komplexe Architektur unter dem Fuß bewahrte.

Zusammen mit unseren Partnern entwickelten wir ein System, das den Aufbau von Dutzenden Einzelelementen auf nur wenige wichtige Schritte reduzierte. Diese Umstellung ermöglichte es uns, das sensorische Erlebnis, das Athlet:innen bereits in den frühesten Prototypen liebten, zu replizieren und gleichzeitig die Herstellung auf ein industrielles Niveau zu bringen.

Unsere Bereitschaft, uns mit den schwierigsten Problemen auseinanderzusetzen, ist etwas, das Nike einzigartig macht. Zehn Jahre lang haben wir es nicht geschafft, sensorische Schuhtechnologie zu entwickeln. Aber aus jedem Versuch haben wir etwas gelernt. Wir haben die Bereitschaft, die großen Fragen immer wieder zu stellen, sowie die nötige Geduld und Ausdauer, um ihnen wirklich auf den Grund zu gehen. Mit diesen beiden neuen Produkten stehen wir erst am Anfang.

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