Traditionally, research on cross‐country skiing biomechanics is based mainly on experimental testing alone. Trying a different approach, this thesis explores the possibilities of using computational musculoskeletal biomechanics for cross‐country skiing. As far as the author knows, this has not been done before. Cross‐country skiing is both fast and powerful, and the whole body is used to generate movement. Consequently, the computational method used needs to be able to handle a full‐body model with lots of muscles. This thesis presents several simulation models created in the AnyBody Modeling System, which is based on inverse dynamics and static optimization. This method allows for measurementdriven full‐body models with hundreds of muscles and rigid body segments of all major body parts. A major result shown in the thesis is that with a good simulation model it is possible to predict muscle activation. Even though there is no claim of full validity of the simulation models, this result opens up a wide range of possibilities for computational musculoskeletal biomechanics in cross‐country skiing. Two example of new possibilities are shown in the thesis, finding antagonistic muscle pairs and muscle load distribution differences in different skiing styles. Being able to perform optimization studies and asking and answering “what if”‐questions really gives computational methods an edge compared to traditional testing. To conclude, a combination of computational and experimental methods seems to be the next logical step to increase the understanding of the biomechanics of crosscountry skiing. / Traditionellt har biomekaniska forskningsstudier av längdskidåkning baserats helt och hållet på experimentella metoder. För att prova ett annat angreppssätt undersöks i denna avhandling vilka möjligheter som beräkningsbaserad biomekanik kan ge för längdskidåkning. Så vida författaren vet, har detta inte gjorts tidigare. Längdskidåkning innehåller snabba och kraftfulla helkroppsrörelser och därför behövs en beräkningsmetod som kan hantera helkroppsmodeller med många muskler. Avhandlingen presenterar flera simuleringsmodeller skapade i AnyBody Modeling System, som baseras på inversdynamik och statisk optimering. Denna metod tillåter helkroppsmodeller med hundratals muskler och stelkroppssegment av de flesta kroppsdelarna. Ett resultat som avhandlingen visar är att med en bra simuleringsmodell är det möjligt att förutsäga muskelaktiviteten för en viss rörelse och belastning på kroppen. Även om ingen validering av simuleringsmodellen ges, så visar ändå resultatet att beräkningsbaserad biomekanik ger många nya möjligheter till forskningsstudier av längdskidåkning. Två exempel visas, hur muskelantagonister kan hittas samt hur lastfördelningen mellan musklerna förändras då skidåkaren förändrar stilen. Att kunna genomföra optimeringsstudier samt fråga och svara på ”vad händer om”‐ frågor ger beräkningsbaserad biomekanik en fördel i jämförelse med traditionell testning. Slutsatsen är att en kombination av beräkningsbaserade och experimentella metoder borde vara nästa steg för att addera insikt om längdskidåkningens biomekanik. / <p>Report code: LIU‐TEK‐LIC‐2008:4. On the day of the defence date the status of article V was: Submitted.</p>

Title: The comparison of the training preparation of cross-country skiers in distance and long-distance races. Objectives: The main goal of this thesis is to compare and evaluate the training preparation and the applied training means of two selected long-distance and the distance cross-country skiers. Methods: The case study, in which we will use the method of literary research, the data analysis method and the data comparison to evaluate the training preparation of the long-distance and the distance competitors. Results: By comparing the records of distance and long-distance cross-country skiers' training indicators, we conclude that the training of the long distance racer achieves larger volumes than the distance racer. Another surprising finding was the lower load intensities in training preparation of the distance competitor compared to the long-distance competitor. Keywords: cross country skiing, sport training, annual training cycle, training indicators.

<p>Traditionally, research on cross‐country skiing biomechanics is based mainly on experimental testing alone. Trying a different approach, this thesis explores the possibilities of using computational musculoskeletal biomechanics for cross‐country skiing. As far as the author knows, this has not been done before.</p><p>Cross‐country skiing is both fast and powerful, and the whole body is used to generate movement. Consequently, the computational method used needs to be able to handle a full‐body model with lots of muscles. This thesis presents several simulation models created in the AnyBody Modeling System, which is based on inverse dynamics and static optimization. This method allows for measurementdriven full‐body models with hundreds of muscles and rigid body segments of all major body parts.</p><p>A major result shown in the thesis is that with a good simulation model it is possible to predict muscle activation. Even though there is no claim of full validity of the simulation models, this result opens up a wide range of possibilities for computational musculoskeletal biomechanics in cross‐country skiing. Two example of new possibilities are shown in the thesis, finding antagonistic muscle pairs and muscle load distribution differences in different skiing styles. Being able to perform optimization studies and asking and answering “what if”‐questions really gives computational methods an edge compared to traditional testing.</p><p>To conclude, a combination of computational and experimental methods seems to be the next logical step to increase the understanding of the biomechanics of crosscountry skiing.</p> / <p>Traditionellt har biomekaniska forskningsstudier av längdskidåkning baserats helt och hållet på experimentella metoder. För att prova ett annat angreppssätt undersöks i denna avhandling vilka möjligheter som beräkningsbaserad biomekanik kan ge för längdskidåkning. Så vida författaren vet, har detta inte gjorts tidigare.</p><p>Längdskidåkning innehåller snabba och kraftfulla helkroppsrörelser och därför behövs en beräkningsmetod som kan hantera helkroppsmodeller med många muskler. Avhandlingen presenterar flera simuleringsmodeller skapade i AnyBody Modeling System, som baseras på inversdynamik och statisk optimering. Denna metod tillåter helkroppsmodeller med hundratals muskler och stelkroppssegment av de flesta kroppsdelarna.</p><p>Ett resultat som avhandlingen visar är att med en bra simuleringsmodell är det möjligt att förutsäga muskelaktiviteten för en viss rörelse och belastning på kroppen. Även om ingen validering av simuleringsmodellen ges, så visar ändå resultatet att beräkningsbaserad biomekanik ger många nya möjligheter till forskningsstudier av längdskidåkning. Två exempel visas, hur muskelantagonister kan hittas samt hur lastfördelningen mellan musklerna förändras då skidåkaren förändrar stilen. Att kunna genomföra optimeringsstudier samt fråga och svara på ”vad händer om”‐ frågor ger beräkningsbaserad biomekanik en fördel i jämförelse med traditionell testning.</p><p>Slutsatsen är att en kombination av beräkningsbaserade och experimentella metoder borde vara nästa steg för att addera insikt om längdskidåkningens biomekanik.</p> / Report code: LIU‐TEK‐LIC‐2008:4. On the day of the defence date the status of article V was: Submitted.

This thesis is devoted to the analysis and optimization of pacing strategies in cross-country skiing and time-trial road cycling. In locomotive sports, it is well known that variable pacing strategies using changes in the distribution of power output are beneficial when external forces vary along the way. However, there is a lack of research that more in detail investigates the magnitude of power output alteration necessary to optimize performance.A numerical program has been developed in the MATLAB software to simulate cross-country skiing and time-trial road cycling, as well as pacing strategy optimization in these two locomotive sports. The simulations in this thesis are performed by solving equations of motion, where all the main forces acting on the athlete are considered. The motion equations also depend on the course profile, which is expressed as a connected chain of cubical splines.The simulation process is linked to an optimization routine called the Method of Moving Asymptotes (MMA), which strives to minimize the finishing time while altering the power output along the course. To mimic the human energetic system, the optimization is restricted by behavioural and side constraints.Simple constraints like maximum average power output are used for cross-country skiing in Papers I and II. In Paper III a more sophisticated and realistic constraint is used for the power output in time-trial road cycling. It is named the concept of critical power for intermittent exercise and combines the aerobic and anaerobic contributions to power output.In conclusion, this thesis has demonstrated the feasibility of using numerical simulation and optimization in order to optimize pacing strategies in two locomotive sports. The results are clearly showing that these optimized pacing strategies are more beneficial to performance than an even distribution of power output. / Denna avhandling är dedikerad att analysera och optimera farthållningsstrategier i längdskidåkning och tempocykling på landsväg. I idrotter som bygger på kontinuerlig framåtdrivning är det väl känt att farthållningsstrategier med variabel effekt är fördelaktiga om de yttre krafterna varierar längs banan. Ändå saknas forskning som mer i detalj utreder hur mycket effekten ska variera för att optimera prestationen.Ett numeriskt program har utvecklats i programvaran MATLAB för att simulera längdskidåkning och tempocykling samt optimera farthållningsstrategin i dessa idrotter. Simuleringarna använder sig av rörelseekvationer som består av de huvudsakliga krafter som verkar på idrottsutövaren under färd. Rörelseekvationerna påverkas också av banprofilen, som är uppbyggd av en sammankopplad kedja av tredjegradspolynom.Simuleringsprogrammet är kopplat till en optimeringsalgoritm med namnet Method of Moving Asyptotes (MMA), som strävar efter att minimera tiden mellan start och mål genom att ändra effekten längs med banan. Optimeringen begränsas av bivillkor i ett försök att efterlikna den mänskliga kroppens fysiologiska begränsningar.Enkla begränsningar såsom maximal medeleffekt används för längdskidåkningen i artikel I och II. I artikel III används mer sofistikerade och realistiska bivillkor för att begränsa uteffekten vid landsvägscykling. Här används modellen för kritisk effekt vid intervallträning, som kombinerar aerobt och anaerobt arbete.Sammanfattningsvis har denna avhandling visat på möjligheterna med att använda numerisk simulering och optimering för att optimera farthållningsstrategin i två idrotter. Resultaten visar tydligt att dessa optimerade farthållningsstrategier med varierande effekt är mer fördelaktiga för prestationen jämfört med en farthållningsstrategi med helt jämn effektfördelning.

Längdskidåkning är en av de mest krävande uthållighetsidrotterna där tävlingstiderna kan variera mellan tre minuter till närmare fyra timmar. Om en idrottsutövare ska nå toppen av sin förmåga krävs det vanligtvis att denne avsätter 20 till 30 timmar per vecka åt träning och tävling under flera års tid. Inom skidskytte behöver utövarna, utöver att vara duktiga längdskidåkare, dessutom bära ett gevär på ryggen och skjuta på måltavlor under högintensiv belastning. Syftet med studien var att kartlägga utövares upplevelser av avgörande och betydelsefulla faktorer för långa framgångsrika idrottskarriärer inom längdskidåkning och skidskytte. I studien användes en kvalitativ metod med semistrukturerade intervjuer, där totalt nio individer deltog. Deltagarna hade tävlat på nationell eller internationell nivå inom längdskidåkning eller skidskytte under minst en tio årsperiod som seniorer. Ett antal övergripande betydelsefulla och avgörande faktorer för framgångsrika idrottskarriärer inom längdskidåkning kunde identifieras. Dessa var: träning och organisation, socioekonomiska faktorer, talang och genetisk potential samt återhämtning. För att nå nationella och internationella framgångar och bedriva en elitsatsning krävs inte bara många års träning, utan även stöd från omgivning i form av familj, tillgång till rätt kompetens och ekonomiskt bidrag eller lön. / Cross country skiing is one of the most demanding endurance sports where the duration of physical effort during a competitive event usually lasts from three minutes up to four hours, or sometimes even longer. To reach national or international elite level, an athlete generally needs to invest 20 to 30 hours of training a week over many years. In biathlon, an athlete not only has to be a good skier, but also be able to carry a rifle and shoot on targets during high intense work load. The aim of this study was to identify athletes' own experiences of the crucial factors that allow for long and successful sport careers in cross country skiing. The study was qualitatively orientated, where semi-structured interviews were used to collect the athlete's perceptions. In total, nine individuals with at least 10 years of competitive cross country skiing or biathlon experience as adults at national or internationallevel participated. The interviews revealed several factors that athletes believe are crucial for achieving long and successful careers. These factors were: 1. Training and organization, 2. Socioeconomic factors, 3. Talent and genetic potential and 4. Recovery. To maintain long and successful careers in cross country skiing, athletes perceive that in addition to factors associated with the training process, support from family, their team and sponsors play important roles.

Aim This study aimed to investigate at what age young adolescence in Dalarna stops competing in cross-country skiing. Furthermore, to explore possible reasons to why they decide to stop competing. Method To answer the aim a mixed-method was applied. The data collection comprised a quantitative statistical study of when young adolescence from five different teams stopped competing. Additionally, 10 qualitative interviews were conducted with six young adolescence, three coaches and Dalarnas ski associations head of management training. Results The results show that most young adolescents in Dalarnas association stops competing when they reach the age of 12-13. Furthermore, the results suggest that there isn’t just one specific reason to why young adolescence in Dalarnas stops competing. Instead five reoccurring themes: performance, other sports, parents, interpersonal relationships and physical prerequisites were found. Conclusion The results show that the age where most young adolescents stops competing is 12-13 years. Additionally that here is no simple answer to why young adolescent in Dalarna stops competing. Instead the reasons why they decide to stop competing consists of many different factors. With background from the result a conclusion can be made that there is need of improvement, from the association as well as the teams, concerning how to make competition more attractive to youth in Dalarna. The two most common areas to talk about amongst the interview subjects were performance and interpersonal relationships. Therefore those two areas might be a good starting point in the process of keeping youth in competition context. / Syfte Syftet med studien var att undersöka vid vilken ålder barn och ungdomar inom Dalarnas Skidförbund slutar att delta i längdskidtävlingar. Vidare att undersöka möjliga bakomliggande orsaker till att barn och ungdomar slutat tävla. Metod För att besvara syftet med studien applicerades en blandad metod. Delstudie ett är av kvantitativ karaktär och innehåller data gällande vid vilken ålder som unga längdskidåkare inom Dalarnas Skidförbund slutar tävla. Delstudie 2 är av kvalitativ karaktär och består av tio intervjuer. Sex av dessa var med ungdomar som valt att sluta, tre var med aktiva ledare och den sista intervjun var med den utbildningsansvariga i Dalarnas Skidförbund. Resultat Resultatet visar på att barn- och ungdomar inom Dalarnas Skidförbund slutar tävla när de når 12- 13 års ålder. Vidare tyder resultatet på att det inte finns någon specifik enskild anledning till att barn och ungdomar inom Dalarnas Skidförbund slutar att tävla på längdskidor. Istället identifierades fem återkommande teman: Prestation/resultat, andra idrotter, föräldrar, social samhörighet och fysiska förutsättningar. Slutsatser Resultatet visar att de flesta barn och ungdomar inom Dalarnas Skidförbund slutar vid 12-13 års ålder. Vidare att det inte finns något enkelt svar på varför barn och ungdomar i Dalarnas Skidförbund slutar att tävla på längdskidor. Istället grundas deras beslut att sluta tävla på ett flertal olika faktorer. Utifrån studiens resultat går det att dra slutsatsen att det finns förbättringspotential både inom klubbarna men även hos förbundet när det gäller arbetet för att behålla tävlingsaktiva längdskidåkare i distriktet. Det som intervjudeltagarna pratade mest om var prestation/resultat och social samhörighet. Därför kan dessa två områden vara en bra startpunkt att utgå från i arbetet för att behålla tävlingsaktiva inom distriktet.

Syfte: Studiens syfte var att undersöka skillnaden mellan två olika återhämtningsstrategier, delkroppsarbete (cykelergometer) och helkroppsarbete (rullskidor), avseende effektutveckling vid upprepade högintensiva arbeten på stakergometer. Vidare syftar studien till att undersöka om hjärtfrekvensen och blodlaktatkoncentrationen skiljer sig åt mellan återhämtningsstrategierna. Metod: Sju elitaktiva manliga skidåkare på nationell nivå rekryterades till studien där en crossovermetod tillämpades. En prolog och tre heat med tre minuter högintensivt arbete genomfördes under varje prestationstillfälle. Återhämtningsstrategierna genomfördes med 16 min arbete på en arbetsbelastning vid ≈ 55% av VO2max. De testvariabler som samlades in var laktatkoncentration, effektutveckling samt hjärtfrekvens. Resultat: En signifikant lägre laktatkoncentration påvisades efter helkroppsarbete som återhämtningsstrategi. Dock kunde ingen skillnad mellan strategierna påvisas avseende effektutveckling under heaten. Det kunde heller inte påvisas någon skillnad i hjärtfrekvens före eller under heaten. Slutsatser: Ingen utav de undersökta återhämtningsstrategierna kan rekommenderas framför den andra avseende att optimera sprintprestationsförmågan i längdskidåkning. Däremot visade det sig att helkroppsarbete medförde en lägre blodlaktatkoncentration inför nästkommande heat jämfört mot delkroppsarbete som återhämtningsstrategi. / Purpose: The purpose of the study was to investigate the difference between two recovery strategies, lower-body work (cycle) and whole-body work (roller skiing), regarding to power development in repeated maximum workout on double-poling ergometer. Moreover, the study also aims to investigating whether the heart rate and the blood-lactate concentration differ between the recovery strategies. Method: Seven elite-active male skiers at national level were recruited to the study where a crossover method was applied. A prologue and three heats with three minutes of high-intensity work were performed during each performance. Recovery strategies were carried out with 16 min work at a workload for ≈ 55% of VO2max. The collected test variables in this study were lactate concentration, effect development, and heart rate. Results: A significant difference was found in the lactate concentration after whole-body work as a recovery strategy. However, there was no difference between the strategies in power development during the heats. Furthermore, no difference in heartrates was detected before or during the heats. Conclusions: None of the investigated recovery strategies can be recommended above the other in order to optimize the sprint performance in cross-country skiing. However, whole-body work resulted in a lower blood-lactate concentration prior to next heat compared to lower-body work as recovery strategy.

This thesis is focused on evaluating age structure of cross-country skiing racers who participate in World Championship and Olympic Games. The work shall show if the age of sportsmen can be determined as one of the factors of success, what is the optimal age limit and how is this age limit changed in the course of time or if it stays the same. After studying available literature and after looking up certain data on the internet, the results were evaluated in Excel, the graphs were created and the final report was written. The results showed: the average age often oscillates among 24 and 36 years in the majority of disciplines, it has been rather decreasing mostly in the discipline od women - cross-countra skiing for 5 km both at the World Championship and at the Olympic Games. The age decreases at shorter distance and a little higher age increases or predominates at disciplines for longer distance. The total arithmetic mean of the age of the maximum performance is 27.99 years in cross-country skiing at World Championship and at winter Olympic Games from 1970 to 2007. The arithmetic mean of the age of winners in World Championship is 27.75 years. The arithmetic mean of the age of racers participated in winter Olympic Games is 28.33 years in that time. Average age of women is 27.78 years, average age of men is 28.19 years.

This report aims to solve a problem for the   waxers in the Swedish National Cross-country Ski Team, which hereafter will   be referred to as the national team. The problem in hand is that currently,   the national team lacks a system for book-keeping of ski pairs and ski tests.   Also, the project intends to provide a tool for predicting the best ski pairs   in given conditions. The report describes cross-country skis and factors that   affect the performance of these skis. Moreover, this report presents the   testing procedure of the national team. The project provides a solution to   the problem in hand by developing a web service based on Django and Django   REST Framework and an iOS application to handle the user interaction. The app   was tested and approved by the waxers of the national team. To predict the   best performing skis in given conditions, the three Machine Learning   algorithms Support Vector Machine (SVM), Decision Tree, and Artificial Neural   Network (ANN) is implemented and evaluated. Experimental results indicate   that the ANN algorithm has better accuracy than the Decision Tree, and that   the SVM algorithms and that the SVM was performing slightly worse than the   other two, when applied on test data which is artificially generated based on   the experience of the national team. All three Machine Learning algorithms   perform better in terms of mean accuracy which is significantly higher   compared to the accuracy of a baseline algorithm. The report suggests that   the accuracy of the ANN algorithm is high enough to be useful for the   national team.

Bakgrund: I dagens längdskidåkning har stakningen utvecklats till att bli en avgörande komponent till att prestera framgångsrikt, framförallt inom sprintåkningen där de höga hastigheterna ställer stora krav på överkroppsstyrka. Bålens styrka bör därför testas för att planera och utvärdera träning vilket endast sker genom statiska och uthållighetbaserade övningar som inte är speciellt idrottsspecifika. Ett isokinetiskt bålstyrkettest för elitskidåkare saknas i dagsläget men med Biodex System 3 är det möjligt att utveckla. Syftet med studien var att ta fram ett testprotokoll för isokinetisk bålstyrka i Biodex och analysera sambandet mellan isokinetisk, isometrisk och explosiv bålstyrka samt ställa resultatet mot FIS-punkter i sprint. Metod: Elva elitskidåkare deltog i studien där de efter ett testbatteri med explosiva och statiska styrketester genomförde ett isokinetiskt bålstyrketest i Biodex. I testet skulle forskningspersonerna fastspända i sittande position producera maximal koncentrisk kraft i 50-90° höftflexion under sex repetitioner under en standardiserad hastighet på 60° per sekund. Datat analyserades med Spearmans korrelationskoefficient (r) och signifikansvärdet var: p &lt;0,05.  Resultat: Ett starkt positivt samband (r=0,79, p &lt;0,05) fanns mellan det isokinetiska bålstyrketestet (Biodexₘₐₓ) och det isometriska bålstyrketestet (Isobålₘₐₓ). För de manliga åkarna påvisades ett starkt positivt samband mellan Biodexₘₐₓ och FIS-punkter i sprint (r=0.89, p&lt;0.05) samt Biodexₘₐₓ och vikt (r=0,92 p &lt;0,05). Inga fler statistiskt signifikanta samband kunde påvisas. Konklusion: Studien visar att det finns ett tydligt samband mellan Biodexₘₐₓ och Isobålₘₐₓ samt Biodexₘₐₓ och vikt bland män. Ingen signifikant koppling mellan Biodexₘₐₓ och bollkastet samt Biodexₘₐₓ och längd bland män kunde hittas. Sambandet mellan Biodexₘₐₓ och FIS-punkter i sprint bland män visar att högt resultat i biodextestet tyder på sämre prestationsförmåga i sprint. Inga stora slutsatser kan dras från resultatet på grund av för lågt deltagarantal. Däremot kan isokinetisk bålstyrka nu testas i Biodex och bidra till framtida forskning. / Backgrund: Double poling has developed into a crucial component for cross country skiing performance, especially in sprint where high velocities place great demands on upper body strength. Core strength should therefore be tested to evaluate training which only occurs through static and endurance-based exercises that are not particularly sports-specific. An isokinetic core strength test for elite skiers is currently not available but the Biodex System 3 makes it possible to develop. The purpose of the present study was to develop a protocol for isokinetic core strength and analyze the relationship between isokinetic, isometric and explosive core strength and also compare the result to FIS-points in sprint.  Method: Eleven cross country skiers participated in the study where they after a set of explosive and static tests completed an isokinetic core strength test in the Biodex. The subjects were strapped to the Biodex into a sitting position where they produced maximum concentric force in 50-90° hip flexion during six repetitions at a standardized speed of 60° per second. The data was analysed with Spearman korrelationskoeffizient (r) och the level of significance was: p &lt;0,05. Result: A strong positive relationship (r=0,79, p &lt;0,05) was found between the isokinetic core strength test (Biodexₘₐₓ) and the isometric core strength test (Isobålₘₐₓ). For male skiers a strong positive relationship was found between Biodexₘₐₓ and FIS-point in sprint (r=0.89, p&lt;0.05) and Biodexₘₐₓ and weight (r=0,92 p &lt;0,05). No more statistically significant results were observed. Conclusion: This study shows a strong relationship between Biodexₘₐₓ against Isobålₘₐₓ and Biodexₘₐₓ and weight among men. No statistically significant connection was found between Biodexₘₐₓ and the ball throw and Biodexₘₐₓ and length among men. The relationship between Biodexₘₐₓ and FIS-points in sprint among men indicates that high values in the Biodex means a decreased performance in sprint. No major conclusions can be made from the results due to the low numbers of participants. However, isokinetic core strength can now be tested in the Biodex and contribute to future recherch.