Insights to vertical jumping from computer simulations

Un nouveau regard sur le saut vertical à travers la simulation numérique

¹ Biomechanics Laboratory, 29 Recreation Building, The Pennsylvania State University, University Park, PA 16802-3408, USA
² Department of Kinesiology, East Carolina University, 332A Ward Sports Medicine Building, Greenville, NC 27858, USA

Received: 15 July 2012
Accepted: 22 October 2012

Abstract

Maximum vertical jumping has served as a useful tool for examining musculoskeletal coordination. This review is to present the results of three simulation studies of maximal human vertical jumping. The model is a direct dynamics muscle model driven model which uses optimization to simulate maximum jumps in the sagittal plane. The first study demonstrates how a model can be used to guide technique modification to optimize subject performance. The second study illustrates how muscle properties dictate jumping performance. Finally, the third study explains how armswing influences jump performance. Models are by definition flawed representations of the systems they emulate, but despite this they provide a powerful tool, and a useful adjunct to experimental studies, for the examination of musculoskeletal coordination.

Résumé

La performance maximale en saut vertical est un paradigme expérimental très utilisé pour caractériser la coordination musculo-squelettique. L’objectif de cet article de synthèse est de montrer l’intérêt de la simulation numérique du mouvement humain à partir des résultats de trois études portant sur le saut vertical. Le modèle utilisé est un modèle dynamique direct actionné par des muscles. Il simule la performance maximale de saut vertical humain dans le plan sagittal. La première étude montre comment un modèle peut être utilisé pour élaborer des modifications techniques afin d’optimiser la performance. La seconde étude illustre comment les propriétés musculaires dicte la performance du saut. Enfin, la troisième étude explique comment le balancement des membres supérieurs influence la performance du saut. Les modèles sont, par définition, des représentations erronées des systèmes qu’ils imitent, mais malgré cela, ils constituent un outil puissant et un complément utile aux études expérimentales pour l’étude de la coordination musculo-squelettique.