09 februari 2024

Hur fungerar en skidåkares rörelser? Vilken teknik är bäst? Det har biomekanik-forskaren Joakim Holmberg studerat. Med hjälp av matematiska beräkningar kunde han följa hur kraften fördelades i varje tag med stavarna.

animerad bild på skelett och foto av en skidåkare.
Joakim Holmbergs animering av hur skelettet rör sig. Bilden på skidåkaren är tagen i ett annat sammanhang. Joakim Holmberg/iStock
Där det finns rörliga delar, där finns också mekanik. Det gäller inte minst människans skelett. Något som länge har fascinerat Joakim Holmberg, maskiningenjör och universitetslektor på avdelningen för mekanik och hållfasthetslära vid Linköpings universitet.
Foto Thor Balkhed Joakim Holmberg.
– Det grundar sig i mitt intresse för skidåkning, i kombination med matematik. Att kunna göra beräkningar på kraft och rörelse kan vara ganska användbart, säger Joakim Holmberg.

Han både undervisar och forskar. Och så handleder han doktorander i ämnet biomekanik, bland annat på Gymnastik- och idrottshögskolan. Han har även tvärvetenskapliga kontakter med forskare på Medicinska fakulteten vid Linköpings universitet.

Samverkan

− Där har vi inlett ett samarbete med forskare inom ortopedi och höftledsoperationer. Det handlar om förstudier av polymerer, polyuretan som är en sorts plast. Och lastfördelningen mellan skruvar i olika riktningar.

Under sina egna doktorandstudier vid Tekniska fakulteten i Linköping gjorde Joakim Holmberg experimentella mätningar på skidåkare. Det var ett samarbete med Nationellt vintersportcentrum i Östersund (NVC).

– Vi mätte upp stavarnas krafter och vi mätte var handen befinner sig i förhållande till underarmen för att kunna ta fram mått på en skidrörelse, och så mätte vi olika externa krafter, berättar han.

Räknade ut kraften

Därefter utvecklade han en simuleringsmodell och räknade ut kraften i olika muskler och i det totala muskelarbetet. Slutligen tog han fram ett mått för verkningsgraden.

Skidåkare i spåret.I skidspåret.  Foto: iStockFoto: iStock
– Jag utgick från olika åkstilar. En äldre stil, ungefär den som skidlegendaren Thomas Wassberg åkte. Och en som många åker nu. Wassberg åkte med högre verkningsgrad. Så åker man fortfarande när man åker långt. Medan den nyare stilen passar bättre för kortare lopp.

Andra forskare har senare kommit fram till liknande resultat. Men Joakim Holmberg fortsatte inte att studera åkstilar. I stället handleder han doktorander och är medförfattare i olika studier. Till exempel en studie från 2022 av en doktorand på Vintersportcentrum i Östersund som behandlar nya lösningar inom skidåkning som parasport, för personer med funktionsnedsättning.

– Det handlar om sitski, alltså där man sitter på ett slags kälke. Åkarna sitter fastspända och studien innebar bland annat beräkningar på ett alternativt sätt att sitta i sitski, säger Joakim Holmberg.

animerad bild av sitski-skidåkare.Sitski-släden testas i olika utformning. Foto Marie Ohlsson
Med den traditionella kälken sitter åkaren fastspänd med benen uppvikta mot bröstet i en framåtlutad ställning. I studien testades en ny kälke där åkaren har en mer upprätt ställning och en support, alltså en platta att luta sig fram mot. Det innebär mindre belastning i ländryggen men högre belastning i axlarna.

– Med hjälp av simuleringsteknik inom biomekanik kan man förebygga problem som kan vara svåra att se på andra sätt. Har man ingen känsel så får man inte samma varningssignaler från kroppen.

Enligt studien minskar verkningsgraden något med den nya metoden.

− Men den kan vara säkrare för åkaren. Nere i diskarna i ländryggen har åkarna ingen känsel och märker inte belastningen. Det kan vara viktig kunskap när sporten utvecklas.

 

Du kan känna dig bra,
men ändå vara lite
svag i sidled 
Joakim Holmberg bistår även en doktorand som arbetar med simuleringsmetoder för att ta reda på när alpina skidåkare kan börja träna efter en skada.

– I alpin åkning är det svårt att veta. Du kan känna dig bra, men ändå vara lite svag i sidled, i knäet eller muskeluppbyggnaden. Då kan man lättare drabbas av en ny skada.

Dokumentation i förväg

alpin skidåkare.Alpin skidåkning. Foto: iStockGenom att dokumentera olika hoppövningar redan innan skadan har inträffat så kan man lättare hitta tillbaka till idrottarens rörelser efter en skada.

– Den här studien ska ta fram mer sportspecifika övningar för att få en noggrannare idé om när man kan gå tillbaka till träning och tävling, berättar Joakim Holmberg.


Läs mer

Estimation of muscular metabolic power in two different cross-country sit-skiing sledges using inverse-dynamics simulation.
Lund Ohlsson M, Danvind J, Holmberg LJ.
J Rehabil Assist Technol Eng. 2022

Shoulder and Lower Back Joint Reaction Forces in Seated Double Poling.
Lund Ohlsson M, Danvind J, Holmberg LJ.
J Appl Biomech. 2018.

Skiing efficiency versus performance in double-poling ergometry.
Holmberg LJ, Lund Ohlsson M, Supej M, Holmberg HC.
Comput Methods Biomech Biomed Engin. 2013.

Kontakt

Relaterat innehåll

Senaste nytt från LiU

Ola Larsmo.

En brygga mellan universitetet och samhället

Författaren Ola Larsmo sammanfattar sin tid som gästprofessor vid LiU som spännande, givande och viktig. Han menar att det i dag är viktigare än någonsin att känna till sin historia och att förstå den.

Glasskiva med droppe belyst underifrån.

Nästa generations hållbara elektronik dopas med luft

Forskare vid LiU har utvecklat en ny metod där organiska halvledare kan bli mer ledande med hjälp av luft som störämne. Enligt forskarna är det ett stort steg mot framtidens billiga och hållbara organiska halvledare.

läkare studerar undersökningsbilder.

Tolkar i vården viktiga för vård efter hjärtinfarkt

Efter en hjärtinfarkt är utlandsfödda mindre benägna att delta i återfallsförebyggande hjärtskola än inrikes födda patienter. Men med tillgång till en professionell tolk ökar deltagandet. Detta enligt en studie som letts av forskare vid LiU.