Advances in the development of whole body computer simulation modelling of sports technique

Les progrès dans le développement de modèles corps entier de simulation de techniques sportives

School of Sport, Exercise and Health Sciences, Loughborough University, Loughborough LE11 3TU, United Kingdom

Received: 31 July 2012
Accepted: 21 January 2013

Abstract

Computer simulation models have been used to address a range of research questions in sports biomechanics related to understanding the mechanics of sports movements, contributions to performance, optimisation of sports technique and control of sports movements. This paper will describe how theoretical models used in sports biomechanics have been developed at Loughborough University over the last 20 years, detailing their various components, subject-specific parameters, model evaluation, key findings and the strengths / limitations and how models could be further progressed in the future. With each model a four stage methodology has been used to answer specific research questions: development of the simulation model, determination of subject-specific parameters, evaluation of the model, and application of the model. These computer simulation models have provided insight into the mechanics behind sports movements that would not be possible through observing performance and have established the factors that limit optimal performance. In the future computer simulation models of sports movements will continue to develop in terms of sophistication to include elements such as joint compression and will provide further insight into the mechanics underlying sports movements.

Résumé

Les modèles informatiques de simulation ont étudié de nombreuses questions de recherche en biomécanique du sport liées à la compréhension de la mécanique des mouvements sportifs, leurs contributions à la performance, l’optimisation des techniques sportives et le contrôle des mouvements sportifs. Cet article décrit les modèles théoriques utilisés en biomécanique sportive mis au point à Loughborough University au cours des 20 dernières années, en précisant leurs différents éléments, la personnalisation des paramètres, l’évaluation du modèle, les résultats clés et les points forts/limites ainsi que la façon dont les modèles pourraient encore progresser dans le futur. Avec chaque modèle, une méthodologie en quatre étapes a été utilisée pour répondre aux questions de recherche spécifiques : développement du modèle de simulation, détermination des paramètres personnalisés du sujet, évaluation du modèle, et application du modèle. Ces modèles de simulation par ordinateur ont permis de mieux comprendre la mécanique sous-jacente aux mouvements sportifs, ce qui ne serait pas possible par la seule observation de la performance, et ont établi les facteurs qui limitent la performance optimale. Dans le futur, les modèles de simulation de mouvements sportifs continueront à se développer en termes de sophistication pour inclure des éléments tels que la compression des articulations et fourniront d’autres renseignements sur les mécanismes qui sous-tendent les mouvements sportifs.