| Journal | Schweiz Arch Tierheilkd | |
| Verlag | GST | |
| Heft | Band 168, Heft 9, septembre 2026 |
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| ISSN (print) | 0036-7281 | |
| ISSN (online) | 1664-2848 | |
| online seit | 01 septembre 2026 |
Science
Pilot Study on the Development and Assessment of a Novel Sensor for Measuring Rein Tension
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English
Pilot Study on the Development and Assessment of a Novel Sensor for Measuring Rein TensionEffective horse–rider communication is essential in equestrian sports, both for performance and animal welfare. Rein tension, which is often applied through negative reinforcement (i.e., the release of pressure to reward a desired response), plays a central role in this interaction. However, high or inconsistent tension can lead to discomfort or injury, particularly in the mouth cavity. While previous studies have analyzed rein tension in basic gaits such as walk, trot, and canter, limited research exists on more complex maneuvers like jumping or abrupt stops. This pilot study introduces a custom-designed strain gauge-based sensor system developed to measure rein tension under typical riding conditions. A high sampling rate was configured to allow accurate detection of short-duration tension peaks. The sensors were calibrated and showed an accuracy of < 1 %. Five professional rider–horse teams performed standardized sessions including various gaits, jumping, and unexpected stops. Statistical analysis showed significant differences in rein tension between gaits (p < 0.05). Mean rein tension values were 16.7 N for walking, 29.7 N for trotting, 36.8 N for canter, 114.2 N for jumping, and 200.3 N for unexpected stops. The sensors functioned reliably and consistently throughout testing and did not interfere with riding performance. Rein tension patterns were influenced by both the type of maneuver and individual rider–horse dynamics. The results suggest that the system is reliable for rein tension evaluation under typical riding conditions.
Keywords: equestrian sports, horse–rider interaction, sensor calibration, signal analysis, strain gauge sensor, tension measurement
Deutsch
Pilotstudie zur Entwicklung und Bewertung eines neuartigen Sensors zur Messung der ZügelspannungEine effektive Kommunikation zwischen Pferd und Reiter ist im Pferdesport sowohl für die Leistung als auch für das Wohlergehen des Tieres von entscheidender Bedeutung. Die Zügelspannung, die häufig durch negative Verstärkung (d. h. das Lösen des Drucks als Belohnung für eine gewünschte Reaktion) eingesetzt wird, spielt in dieser Interaktion eine zentrale Rolle. Eine zu hohe oder ungleichmässige Spannung kann jedoch insbesondere im Maulbereich zu Beschwerden oder Verletzungen führen. Während frühere Studien die Zügelspannung bei Grundgangarten wie Schritt, Trab und Galopp analysiert haben, gibt es nur wenige Untersuchungen zu komplexeren Manövern wie Springen oder abrupten Stopps. Diese Pilotstudie stellt ein speziell entwickeltes, auf Dehnungsmessstreifen basierendes Sensorsystem vor, das zur Messung der Zügelkraft unter typischen Reitbedingungen konzipiert wurde. Es wurde eine hohe Abtastrate konfiguriert, um kurzzeitige Spannungsspitzen genau erfassen zu können. Die Sensoren wurden kalibriert und wiesen eine Genauigkeit von < 1 % auf. Fünf professionelle Reiter-Pferd-Teams absolvierten standardisierte Einheiten, die verschiedene Gangarten, Sprünge und unerwartete Stopps umfassten. Die statistische Analyse ergab signifikante Unterschiede in der Zügelspannung zwischen den verschiedenen Gangarten (p < 0,05). Die mittleren Zügelkraftwerte betrugen 16,7 N im Schritt, 29,7 N im Trab, 36,8 N im Galopp, 114,2 N beim Springen und 200,3 N bei unerwarteten Stopps. Die Sensoren funktionierten während des gesamten Tests zuverlässig und konsistent und beeinträchtigten die Reitleistung nicht. Die Zügelzugkraftmuster wurden sowohl von der Art des Manövers als auch von der individuellen Dynamik zwischen Reiter und Pferd beeinflusst. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass das System für die Bewertung der Zügelzugkraft unter typischen Reitbedingungen zuverlässig ist.
Schlüsselwörter: Pferdesport, Interaktion zwischen Pferd und Reiter, Sensorkalibrierung, Signalanalyse, Dehnungsmessstreifen-Sensor, Zugkraftmessung
Français
Étude pilote sur le développement et l’évaluation d’un nouveau capteur destiné à mesurer la tension des rênesUne communication efficace entre le cheval et le cavalier est essentielle dans les sports équestres, tant pour la performance que pour le bien-être animal. La tension des rênes, souvent appliquée par le biais du renforcement négatif (c’est-à-dire le relâchement de la pression pour récompenser une réponse souhaitée), joue un rôle central dans cette interaction. Cependant, une tension trop forte ou irrégulière peut entraîner une gêne ou des blessures, en particulier au niveau de la cavité buccale. Alors que des études antérieures ont analysé la tension des rênes lors d’allures de base telles que le pas, le trot et le galop, peu de recherches existent sur des manœuvres plus complexes comme le saut ou les arrêts brusques. Cette étude pilote présente un système de capteurs spécial, basé sur des jauges de contrainte, développé pour mesurer la tension des rênes dans des conditions d’équitation particulières. Une fréquence d’échantillonnage élevée a été configurée pour permettre une détection précise des pics de tension de courte durée. Les capteurs ont été étalonnés et ont montré une précision de < 1 %. Cinq binômes cavalier-cheval professionnels ont effectué des séances standardisées comprenant diverses allures, des sauts et des arrêts inattendus. L’analyse statistique a montré des différences significatives de tension des rênes entre les allures (p < 0,05). Les valeurs moyennes de tension des rênes étaient de 16,7 N pour le pas, 29,7 N pour le trot, 36,8 N pour le galop, 114,2 N pour le saut et 200,3 N pour les arrêts inattendus. Les capteurs ont fonctionné de manière fiable et constante tout au long des essais et n’ont pas interféré avec les performances équestres. Les profils de tension des rênes ont été influencés à la fois par le type de manœuvre et par la dynamique individuelle cavalier-cheval. Les résultats suggèrent que le système est fiable pour l’évaluation de la tension des rênes dans des conditions d’équitation spécifiques.
Mots-clés: sports équestres, interaction cheval-cavalier, étalonnage des capteurs, analyse des signaux, capteur à jauge de contrainte, mesure de la tension
Italiano
Studio pilota sullo sviluppo e la valutazione di un nuovo sensore per la misurazione della tensione delle rediniUna comunicazione efficace tra cavallo e cavaliere è fondamentale negli sport equestri, sia per la performance sia per il benessere dell’animale. La tensione delle redini, spesso applicata attraverso il rinforzo negativo (ovvero il rilascio della pressione come ricompensa per una risposta desiderata), svolge un ruolo centrale in questa interazione. Tuttavia, una tensione elevata o incoerente può causare disagio o lesioni, in particolare nella cavità orale del cavallo. Sebbene studi precedenti abbiano analizzato la tensione delle redini nelle andature di base come passo, trotto e galoppo, esistono poche ricerche su manovre più complesse come il salto o le fermate improvvise. Questo studio pilota presenta un sistema di sensori personalizzato basato su estensimetri, sviluppato per misurare la tensione delle redini in condizioni tipiche di equitazione. È stata configurata un’elevata frequenza di campionamento per consentire il rilevamento accurato di picchi di tensione di breve durata. I sensori sono stati calibrati e hanno mostrato una precisione inferiore all’1 %. Cinque binomi professionali cavallo–cavaliere hanno eseguito sessioni standardizzate comprendenti diverse andature, salti e arresti improvvisi. L’analisi statistica ha evidenziato differenze significative nella tensione delle redini tra le diverse andature (p < 0,05). I valori medi di tensione delle redini sono stati: 16,7 N durante il passo, 29,7 N durante il trotto, 36,8 N durante il galoppo, 114,2 N durante il salto e 200,3 N durante gli arresti improvvisi. I sensori hanno funzionato in modo affidabile e costante durante tutte le prove e non hanno interferito con le prestazioni di guida. I modelli di tensione delle redini sono risultati influenzati sia dal tipo di manovra sia dalle dinamiche individuali di ciascun binomio. I risultati suggeriscono che il sistema è affidabile per la valutazione della tensione delle redini in condizioni tipiche di equitazione.
Parole chiavi: sport equestri, interazione cavallo–cavaliere, calibrazione dei sensori, analisi del segnale, sensore a estensimetro, misurazione della tensione
