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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. . . . . . . . . .
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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 . . . . . . . . . . . . . . . . .
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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
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