Estimating load in running: proposal of a novel simulation method.
Translated title
Estimering af belastning ved løb: en foreslået ny simuleringsmetode.
Author
Skejø, Sebastian Deisting
Term
4. semester
Education
Publication year
2019
Abstract
Running is popular yet has a high injury rate, creating a need for methods that estimate structure-specific loads outside the lab. This thesis examines whether sagittal-plane kinematics and kinetics can be reconstructed by optimizing parameters of a statistical, parametric running model using a few easily obtainable measures (vertical oscillation, ground contact time, running speed) together with simple anthropometrics. The model, built from 3D motion capture and force plate recordings and reduced via principal component analysis, is inverted to generate simulated running patterns whose parameters are optimized to match measured characteristics, subject to basic physical constraints (e.g., foot–ground contact). Optimization objectives were tuned on one dataset (training) and then evaluated on an independent dataset by comparing simulated and measured sagittal kinematics and kinetics. In both datasets, agreement between measured and simulated variables was poor. The most plausible explanation is an inadequate optimization setup, including not incorporating a full kinematic model in the optimization. The findings suggest the concept is promising but requires substantial methodological refinement before it can reliably estimate structure-specific loads in field settings.
Løb er både udbredt og forbundet med mange skader, hvilket øger behovet for metoder, der kan estimere belastninger på specifikke strukturer uden for laboratoriet. Denne afhandling undersøger, om man kan genskabe sagitale kinematik- og kinetikprofiler ved at optimere parametre i en statistisk, parametrisk løbemodel ud fra få let tilgængelige målinger (vertikal oscillation, bakkekontakttid og løbehastighed) samt simple antropometriske data. Modellen er udviklet på baggrund af 3D-bevægelsesanalyse og kraftplademålinger og reduceret med principal komponentanalyse; simuleringer genereres ved at invertere modellen og finde de parametre, der bedst matcher målte karakteristika via optimering, med simple fysiske begrænsninger (fx fod–underlag-kontakt). Optimeringskriterier blev først afprøvet på ét datasæt (træning) og derefter valideret på et uafhængigt datasæt ved at sammenligne simulerede og målte sagitale kinematik- og kinetikvariable. I begge datasæt var overensstemmelsen mellem målinger og simulationer dårlig. Den mest sandsynlige forklaring er en utilstrækkelig opsætning af optimeringen, herunder fravær af en fuld kinematisk model i optimeringen. Resultaterne tyder på, at tilgangen er lovende i koncept, men kræver væsentlige metodiske forbedringer, før den kan bruges til pålideligt at estimere struktur-specifikke belastninger i felten.
[This apstract has been generated with the help of AI directly from the project full text]