Co to jest ludzka biomechanika?

Biomechanika ludzka jako rygorystyczna dyscyplina to stosunkowo nowoczesne połączenie dwóch starożytnych nauk fizjologii i inżynierii. Zapytanie o biomechanikę zawsze istniało, od najwcześniejszych ludzi, którzy wydobyli kość z tuszy zwierzęcych i z powodzeniem wykorzystali ją do podniesienia ciężkiego kamienia, pod którym zakopały się smaczne żniwo owada. Jednak dopiero w latach siedemdziesiątych, wraz z postępem technologicznym w zakresie pomiaru i obliczeń elektronicznych, zasady mechanistyczne stały się głównym wpływem w rozumieniu systemów biologicznych. Na przykład ludzki staw kolanowy jest rutynowo modelowany jako nawet zdefiniowany jako mechaniczny zawias lub dźwignię. Takie podejście do anatomii ludzkiej rozciąga się na wiele różnych dziedzin poza medycyną, w tym wydajność sportową i design przemysłowy.

Nie chodzi o to, że ludzkie kolano nie zostało analogowane jako zawias przez poprzednich fizjologów badających struktury i funkcję części ciała. Inżynieria mechaniczna to praktyczna nauka w językue of Mathematics. Kiedy stało się możliwe dokładne zmierzenie wielu części kolana i ich tolerancji na siły mechaniczne, łatwym mostem było podłączenie tych liczb do znanych równań inżynierskich, które definiują fizyczne atrybuty zawiasu lub dźwigni. Takie pomiary i obliczenia, zwane biometrią, są wykorzystywane do poprawy protetyki, takich jak sztuczne stawy zastępcze bioder. Ludzka biomechanika to próba zdefiniowania nie tylko stawu kostnego, ale całego ludzkiego ciała - jego struktury, projektowania i funkcjonowania - jako czegoś reprezentowalnego poprzez symulację komputerową.

Podstawowym celem biomechaniki, ponieważ dotyczy ludzkiego ciała, był w dużej mierze na poprawie zdrowia. Przykładem tego jest ocena zdrowia serca sercowo -naczyniowego poprzez pomiary przepływu krwi i zastosowanie ich do zasad inżynierskich rządzących dynamiką płynów, zachowania fizycznelub cieczy. Jednym z bardziej znanych zastosowań ludzkiej biomechaniki jest kinezjologia, badanie ruchu. Był to znaczący wkład w branżę sportową.

Zasada inżynierii zwana optymalizacja określa określone wartości układu mechanicznego, takie jak silnik silnikowy, w celu osiągnięcia określonego stanu, takiego jak wydajność lub tolerancja błędów. Przy odpowiednich pomiarach danego sportowca i modelu ludzkiej biomechaniki biegania, podobnie możliwe jest obliczenie jego optymalnej formy, kroku i innych wartości dla szansy na rekord świata. Można wykazać, że prawidłowa biomechanika dla konkretnego miotacza baseballowego dyktuje jego podzielone palety typu fastball z większym zakrętem i mniejszym naprężeniem momentu obrotowego, na złączy na zawiasach. Technologie pomiaru i analizy doprowadziły do ​​współczesnego dziedziny biomechaniki ludzkiej. Czujniki takie jak przyspieszniki do pomiaru prędkości, szybki trzy-wymiarowe systemy kamer rejestrowania ruchu i potężne komputery zdolne do symulacji wydajności bardzo złożonych systemów są przykładami narzędzi umożliwiających badanie ciała jako układu mechanicznego.