Qu'est-ce que la biomécanique humaine?
La biomécanique humaine en tant que discipline rigoureuse est la fusion relativement moderne des deux sciences anciennes de la physiologie et de l'ingénierie. L'enquête sur la biomécanique a toujours existé, depuis les tout premiers êtres humains qui ont extrait un os d'une carcasse d'animal et qui l'ont utilisé avec succès pour soulever une lourde pierre sous laquelle de savoureuses larves d'insectes creusaient. Ce n’est cependant que dans les années 1970, avec les progrès technologiques en matière de mesure et de calcul électroniques, que les principes mécanistes sont devenus une influence primordiale dans la compréhension des systèmes biologiques. L'articulation du genou humain, par exemple, est systématiquement modélisée comme étant, même définie, une charnière ou un levier mécanique. Cette approche de l'anatomie humaine s'étend à de nombreux domaines autres que la médecine, y compris la performance sportive et le design industriel.
Ce n’est pas que le genou humain n’ait pas été assimilé à une charnière par des physiologistes antérieurs qui étudiaient la structure et la fonction de parties du corps. Le génie mécanique est une science pratique dans le langage des mathématiques. Lorsqu'il devint possible de mesurer avec précision les nombreuses pièces d'un genou et leurs tolérances aux forces mécaniques, il était facile de brancher ces nombres à des équations d'ingénierie connues définissant les attributs physiques d'une charnière ou d'un levier. Ces mesures et calculs, appelés biométrie, sont utilisés pour améliorer les prothèses telles que les articulations artificielles de remplacement de la hanche. La biomécanique humaine vise à définir non seulement une articulation osseuse, mais également l'ensemble du corps humain - sa structure, sa conception et son fonctionnement - comme pouvant être représenté par une simulation sur ordinateur.
Le principal objectif de la biomécanique, en ce qui concerne le corps humain, a été en grande partie d'améliorer la santé. Un exemple en est l’évaluation de la santé cardiovasculaire cardiovasculaire en mesurant le débit sanguin et en les appliquant aux principes techniques régissant la dynamique des fluides, le comportement physique des liquides. L'une des applications les plus connues de la biomécanique humaine est la kinésiologie, l'étude du mouvement. Cela a été une contribution importante à l'industrie du sport.
Le principe d'ingénierie appelé optimisation détermine les valeurs spécifiques d'un système mécanique, tel qu'un moteur, pour atteindre un certain état, tel que l'efficacité ou la tolérance aux pannes. Avec des mesures pertinentes d'un athlète donné et un modèle de la biomécanique humaine de la course, il est également possible de calculer sa forme optimale, sa foulée et d'autres valeurs pour tenter sa chance au record du monde. Par les mêmes méthodes, il pourrait être démontré que la biomécanique correcte pour un lanceur de baseball particulier dicte que sa balle rapide aux doigts croisés doit être lancée avec plus de courbure et moins de contrainte de couple, au niveau de l’articulation du coude articulé. Les technologies de mesure et d'analyse sont les moteurs du domaine moderne de la biomécanique humaine. Des capteurs tels que des accéléromètres pour mesurer la vitesse, des systèmes de caméra de capture de mouvement tridimensionnels à haute vitesse et des ordinateurs puissants capables de simuler les performances de systèmes très complexes sont tous des exemples d'outils permettant d'étudier le corps en tant que système mécanique.