Download Modelling Martial Arts Techniques
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Contents 1 Introduction 1.1 Martial arts . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2 Building a musculoskeletal model . . . . 1.3 Modelling dynamic systems . . . . . . . 1.3.1 Simulation . . . . . . . . . . . . 1.3.2 Numerical solvers . . . . . . . . . 1.4 Modelling and simulation with Simulink 1.4.1 Modelling with Simulink . . . . . 1.4.2 Simulation with Simulink . . . . 1.5 Optimization problems. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 3 3 5 5 5 6 6 6 7 2 Building skeletal models 2.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2 The skeletal model . . . . . . . . . . . . . 2.3 Simplifications . . . . . . . . . . . . . . . 2.4 Dynamics of a rigid body in 2D . . . . . . 2.4.1 Equations of motion . . . . . . . . 2.5 Example: free-falling thigh . . . . . . . . 2.5.1 Implementation with Matlab . . . 2.5.2 Multi-body dynamics . . . . . . . 2.6 Modelling with SimMechanics . . . . . . . 2.6.1 What is SimMechanics and why . 2.7 Free-falling thigh with SimMechanics . . . 2.7.1 Building the model . . . . . . . . . 2.7.2 Simulation . . . . . . . . . . . . . 2.8 Skeletal data . . . . . . . . . . . . . . . . 2.8.1 Free-falling thigh with realistic hip. 2.9 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 9 9 9 10 12 13 15 17 19 19 19 19 21 23 23 24 3 Building skeletal-muscle models. 3.1 Structure of skeletal muscles . . . 3.2 Activation of the skeletal muscles 3.2.1 The cross-bridge theory . 3.3 Brief overview of current models. 3.4 Muscle experiments . . . . . . . . 3.5 Virtual Muscle . . . . . . . . . . 3.5.1 Hill’s muscle model . . . . 3.5.2 The Virtual Muscle model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 27 29 30 31 31 33 33 35 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .