运动生物力学的历史、现状及发展趋势
运动生物力学学科发展现状及前景分析

运动生物力学学科发展现状及前景分析随着科学技术的不断发展和进步,生物力学作为研究生物体运动的重要学科之一,其研究范围和深度不断扩展,运动生物力学学科已成为一个备受关注的学科领域。
通过对生物体运动过程的分析和研究,运动生物力学能够揭示人体内部结构和功能特性,为运动健康、运动损伤的预防和康复提供科学依据。
本文将对运动生物力学学科的发展现状和未来前景进行分析,探讨其在运动医学、运动训练和运动装备领域的应用前景。
一、发展现状1. 研究领域不断扩展运动生物力学学科的研究领域主要包括生物力学、运动生理学和运动生物工程学等多个方面。
在生物力学领域,研究者通过分析人体运动过程,揭示骨骼、肌肉、关节和神经系统等组织器官的力学特性和协调机制。
在运动生理学领域,研究者关注人体在运动状态下的生理变化,包括心血管系统、呼吸系统、能量代谢等方面的研究。
在运动生物工程学领域,研究者将工程学原理与生物力学相结合,开发运动康复设备、生物仿生材料和人体运动模拟系统等技术和产品。
2. 技术手段不断创新随着科学技术的进步,运动生物力学学科的研究手段和技术不断创新。
运动生物力学研究常用的技术手段包括运动捕捉系统、力学测试系统、生物电信号采集系统等。
这些技术手段可以对运动过程进行精确的测量和分析,为研究者提供了丰富的数据和信息。
3D打印技术、生物材料合成技术等新技术的应用,也为运动生物力学研究提供了新的可能性,促进了该学科的不断发展。
3. 跨学科合作日益深入运动生物力学作为交叉学科,需要与生物医学工程、运动医学、运动康复、运动训练等多个领域进行合作。
随着跨学科研究的不断深入,运动生物力学的研究成果得到了更广泛的应用。
通过与临床医学、运动训练等领域的合作,运动生物力学的研究成果将更好地服务于人类健康和运动发展的需求。
二、前景分析1. 运动医学应用前景广阔随着人们对健康的重视和对运动安全的关注,运动医学领域的需求不断增加。
运动生物力学研究成果可以为运动医学提供重要的科学依据。
运动生物力学学科发展现状及前景分析

运动生物力学学科发展现状及前景分析运动生物力学是一个跨学科的研究领域,它结合了生物学、力学和运动学等多个学科的知识,旨在研究生物体在运动过程中的力学特性和规律。
随着科学技术的不断发展和人们对健康生活的关注,运动生物力学学科逐渐受到了更多人的关注和重视。
本文将从运动生物力学学科的发展现状和前景进行分析。
一、运动生物力学学科的发展现状1. 研究内容广泛运动生物力学的研究内容涵盖了人体运动的各个方面,如运动的力学特性、运动的生物力学效应、运动损伤的机制等。
研究内容广泛,涉及到生物体的结构、功能、力学特性等多个方面,因此具有很大的研究空间。
2. 研究方法多样运动生物力学的研究方法涉及到生物学、医学、工程学、力学等多个学科的知识和技术,包括实验研究、数值模拟、计算机仿真等多种方法。
这些方法的多样性为研究者提供了不同的视角和手段,能够更全面地理解和解释生物体运动过程中的力学特性和规律。
3. 应用领域广泛运动生物力学的研究成果不仅能够用于体育运动的训练和竞技,还能够应用于医学康复、人体仿真、工程设计等领域。
在医学、运动科学、生物工程等领域都存在着广阔的应用前景。
二、运动生物力学学科的发展前景1. 应用于运动训练和康复领域随着人们对健康生活的关注和对运动的需求不断增加,对运动生物力学的研究需求也会逐渐增加。
通过运动生物力学的研究成果,可以更好地指导运动训练,提高运动员的训练效果和竞技水平;也可以为受伤者提供更科学的康复方案,促进受伤组织的修复和功能的恢复。
2. 基于人体仿真的应用基于运动生物力学的研究成果,可以开发出更加真实、准确的人体仿真模型,用于医学影像分析、生物力学仿真等领域。
通过仿真模型,可以更好地理解和管理人体运动中的损伤和疾病,为医学诊断和治疗提供更准确的依据。
3. 运动生物力学与生物材料的结合运动生物力学研究不仅能够帮助人们更好地理解生物体的运动机理,还能够为生物材料的设计和应用提供新的思路和方法。
运动生物力学学科发展现状及前景分析

运动生物力学学科发展现状及前景分析1. 引言1.1 运动生物力学学科的定义运动生物力学学科是研究生物体在运动过程中的力学性能和生理特征的科学领域。
其主要研究对象包括人体、动物和植物等,旨在探讨生物体在实施运动活动时各种力学参数的变化规律及其对生理机能的影响。
运动生物力学学科涉及力学、解剖学、生理学、运动学等多个学科知识,通过对生物体运动行为的定量分析和仿真模拟,揭示了生物体运动的规律和原理。
在运动生物力学学科中,研究者需要借助先进的传感器技术、运动分析系统和数学建模方法,对运动过程中的力、速度、加速度、角度等参数进行精确测量和分析。
通过这些研究手段,可以深入了解生物体在运动过程中的生理变化和运动规律,为运动训练、康复治疗和运动器械设计等提供科学依据。
运动生物力学学科的发展对于深化人类对运动的认识、促进运动健康和提高运动表现具有重要意义。
1.2 运动生物力学的研究内容运动生物力学的研究内容主要包括对人体运动的力学原理进行研究和探索。
其研究对象涉及到运动过程中的各种力、力矩、应力和应变等物理量,以及人体各种组织结构和器官之间的相互作用。
在运动生物力学的研究中,研究者通常关注于身体各部位的运动轨迹、运动速度、加速度、功率等参数,并通过不同的测量方法和分析工具来获取和分析这些数据。
运动生物力学的研究内容还包括对运动技能和动作的优化与改进。
研究者通过分析运动员的动作特点和运动技能,探究如何通过科学的训练方法和技术来提高运动员的表现水平。
运动生物力学研究也涉及到对不同运动方式的比较研究,以及对特定运动动作的生物力学机理和运动学特征进行深入探讨。
运动生物力学的研究内容涵盖了对人体运动过程中涉及的物理和生理规律的研究,旨在揭示人类运动行为的本质,为运动训练、康复和运动器械设计提供科学依据。
通过不断深化对运动生物力学研究内容的探讨和解析,我们可以更好地认识人体运动过程中的机理和变化规律,为人类健康和运动领域的发展提供重要支持和指导。
运动生物力学学科发展现状及前景分析

运动生物力学学科发展现状及前景分析1. 引言1.1 背景介绍运动生物力学学科早期主要应用于体育运动和运动损伤领域,在运动员训练和康复治疗中起到重要作用。
随着科学技术的不断进步和交叉学科的发展,运动生物力学逐渐拓展到医学、生物医学工程、人体工效学等领域,涉及到运动控制、生物材料、仿生工程等多个方面。
通过对人体运动过程的分析和模拟,运动生物力学不仅可以帮助人们更好地理解运动的基本原理,还可以为运动训练和康复提供科学依据。
运动生物力学的研究还有助于改善运动装备的设计和制造,推动运动健康产业的发展。
在这个背景下,运动生物力学学科的发展前景十分广阔,将继续深入探索人体运动的奥秘,推动运动科学的发展,为人类健康和生活质量的提升作出积极贡献。
1.2 研究意义运动生物力学作为跨学科领域的一个重要分支,具有重要的研究意义。
运动生物力学研究可以帮助人们更好地理解人体运动的机制和规律,从而为运动训练、康复治疗等方面提供科学依据。
通过运动生物力学研究,可以深入探讨人体运动过程中的力学原理和生物学机制,为解决运动损伤、疾病预防和康复等问题提供理论指导。
运动生物力学的研究成果还具有广泛的应用前景,可以应用于运动装备设计、运动员选拔培训、运动医学治疗等领域,为促进人体健康和运动科学的发展做出贡献。
运动生物力学的研究具有重要的理论意义和实际应用价值,对于推动运动科学的发展和促进人体健康具有重要意义。
2. 正文2.1 运动生物力学学科发展现状目前,运动生物力学学科在国际上得到了越来越多的关注和重视。
运动生物力学学科主要研究人体在运动过程中的力学原理和生物学特征,通过运用工程学和生物学的知识,探讨人体运动的规律和机制。
随着科学技术的不断进步,运动生物力学学科在理论研究和实际应用方面取得了显著的进展。
现代运动生物力学学科在体育科学、医学和工程技术领域都发挥着重要作用。
通过对人体运动姿势、肌肉力量、关节活动等方面的研究,可以帮助运动员提高训练效果,预防运动损伤,提高运动表现。
运动生物力学学科概述

对特殊人群进行健康促进和健身指导
设计和改进运动装备
预防损伤和功能康复方面
第三节
运动生物力学学科任务
研究人体结构与运动功能之间的相互关系 研究人体技术动作的规律 研究运动技术的最佳化 研究、设计和改进运动器械 研究运动损伤的原因和预防措施 为运动选材提供生物力学参数
”
研究人体运动器系的生物力学特性,以及人体基本活动形式的特征是运动生物力学理论研究的基本任务。
20世纪30年代英国生理学家希尔(Hill)测量了肌肉收缩张力与速度的关系, 建立了希尔方程。希尔关于肌肉收缩的经典性工作,奠定了肌肉力学的理论基础。
采用高速摄影机记录和分析动作的运动学参数;采用三维测力台和动态应变仪记录和分析动力学参数;利用肌电图记录肌肉电活动,分析和评价肌肉的功能;利用γ射线扫描技术和CT技术测定活体的环节质量和质心位置。
永恒主题:方法和技术的研究创新
总的趋势
01
运动生物力学是一门比较年轻的交叉学科,其理论和方法基本借助于力学、数学、解剖学和生理学等基础学科。
从学科演变的历史考察,大致可分为三个时期。
01
02
公元前384-前322年,古希腊“运动学之父”Aristotles开始认识人体重心的作用和杠杆原理。
公元130-200年医生克·盖仑证实了脑发出冲动,使肌肉紧张而产生关节运动,并区别了原动肌和对抗肌,首先使用了动关节与不动关节的机能解剖学术语。
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第四节 运动生物力学的发展趋势
01
01
基础研究
02
应用研究
03
方法学及测试手段的研究
基础研究
01.
研究走、跑、跳、投等基本体育动作的生物力学原理
02.
运动生物力学学科发展现状及前景分析

运动生物力学学科发展现状及前景分析【摘要】运动生物力学是研究生物体在运动过程中产生的力学效应的学科。
本文从运动生物力学学科的起源和发展历程、现阶段研究热点领域、应用于运动训练和康复、未来发展趋势以及跨学科交叉研究的重要性等方面进行了详细分析和探讨。
通过对该学科的现状和前景进行分析,展望了运动生物力学学科的未来发展,提出了推动该学科持续发展的建议和措施。
本文旨在为相关领域的研究者和从业者提供参考,促进运动生物力学学科的进一步发展和应用。
【关键词】。
1. 引言1.1 运动生物力学学科发展现状及前景分析运动生物力学是研究生物体在进行运动时受力和运动机制的学科,它融合了生物学、力学和运动学等多个学科的理论和方法,是一门既有理论研究又有实际应用的交叉学科。
随着人们对健康和运动的重视,运动生物力学学科逐渐受到人们的关注,并在科研领域得到了迅速发展。
本文将分析运动生物力学学科的起源和发展历程,探讨现阶段运动生物力学研究的热点领域,探讨运动生物力学在运动训练和康复中的应用,展望未来运动生物力学发展的趋势,以及探讨运动生物力学学科跨学科交叉研究的重要性。
通过对运动生物力学学科的发展现状和前景进行全面分析,可以为相关领域的研究者提供参考,推动运动生物力学学科的持续发展,促进健康和运动科学的进步。
2. 正文2.1 运动生物力学学科的起源和发展历程在19世纪末20世纪初,运动生物力学开始引起学者们的注意。
这个时期,一些科学家开始对人体运动的机制和规律进行系统研究,逐渐建立了运动生物力学的理论基础。
随着运动生物力学实验方法的不断完善,人们对运动过程中肌肉、骨骼、关节等各个组织和器官的运动机制有了更深入的了解。
20世纪中叶以后,随着计算机技术和图像处理技术的进步,运动生物力学研究取得了更大的突破。
运动生物力学学科的发展进入了一个新的阶段,人们可以通过模拟和仿真的方法研究人体运动的更多细节和规律。
运动生物力学还与其它领域如生物医学工程、运动训练、康复医学等产生了更加紧密的联系,促进了学科的进一步发展。
我国运动生物力学的研究现状及发展趋势

测试的要求。
4.总结 结果表明,在对测试系统的系数 K 值进行标定后,有效的减小了 比色测温装置的误差,提高了整个系统的性能指标。
图 4 R1(T ) - T 的关系曲线与 R(T ) - T 的关系曲线的比较 — 168 —
参考文献 [1]郝晓剑,周汉昌,李科杰等.CO2激光器在表面温度传感器响应时 间测量中的应用[J].仪器仪表学报,2007,28(6):1040-1042. [2]何剑,郝晓剑,周汉昌.蓝宝石光纤温度传感器标定系统设计方 案研究[J].计量与测试技术,2009,(06). [3]郝晓剑,李科杰,刘健,周汉昌,黄亮.基于 CO2激光器的温度传感 器可溯源动态校准[J].兵工学报,2009,(02).
动生物力学学术会议所收录的论文主题进行统计分析,探究我国运动 高其运动成绩为目的。更加注重采用新的测试方法、手段,探索更为有
生物力学的研究现状,预测我国运动生物力学的发展趋势。
效的训练方法。
1、研究对象与方法
(2)运动生物力学基础理论的研究、运动生物力学方法学作为运动
1.1 研究对象
生物力学的基础学科一直以来都能够得到一定的重视,只有具备稳定
(上接第 166 页) 曲线,蓝色表示 R(T ) - T 的关系曲线,再将其它五 个样点处实测的 R(T ) 值代入此 R(T ) - T 关系曲线中,得到在其它五
个样点处标定后的比色测温装置测得的温度,见表 3。
表 3 标定后的比色测温装置测得温度与红外测温仪测得温度的比较
时刻 /s
红外测温仪 /℃
运动生物力学是体育科学中的一门重要学科,对我国体育事业的
(1)运动技术动作分析、应用生物力学训练、测试方法的研究所占
发展起着至关重要的作用。我国的运动生物力学分会自 1990 年成立 比重稳中有降,但一直居于历届的主体地位,占整个学术领域的 58%。
运动生物力学学科发展现状及前景分析

运动生物力学学科发展现状及前景分析运动生物力学是研究生物体运动的科学原理和机理的一门学科,它涉及到物理学、生物学、工程学等多个学科的知识,旨在揭示生物体运动的规律和原理。
随着科学技术的不断发展,运动生物力学学科也在不断拓展和深化,为人类了解生物体运动提供了更多的科学依据和理论支持。
运动生物力学的发展现状近年来,运动生物力学在人类健康、运动训练、康复治疗等领域都取得了显著的成就。
在医学领域,运动生物力学的研究成果可以帮助医生更好地了解和治疗运动损伤,预防运动受伤,提高康复效果。
在运动训练领域,运动生物力学的研究成果可以为运动员提供科学的训练方案,提高运动表现,降低运动损伤风险。
在工程领域,运动生物力学的研究成果可以为生产各种运动器材提供科学依据,设计更符合人体工程学的器材,提高器材的适用性和安全性。
运动生物力学也在人体仿真、虚拟现实等领域得到广泛应用,为电子游戏、电影制作等提供了更加真实的动作效果。
未来,随着科技的不断进步和医学、运动健康意识的提高,运动生物力学的发展前景十分广阔。
具体来说,未来运动生物力学有望在以下几个方面取得更多的突破和贡献。
随着人工智能、大数据等技术的快速发展,未来的运动生物力学研究将更加注重数据采集和分析。
通过大规模的数据采集和分析,可以更全面地了解生物体的运动特性和规律,为健康管理、运动训练等提供更科学的依据。
人工智能技术的应用也有望帮助研究人员更快速、更准确地分析运动数据,发现运动规律,提高研究效率。
随着生物工程技术的发展,运动生物力学也有望在人体植入物、假肢等领域发挥更重要的作用。
通过深入研究生物体的运动原理和机理,可以设计更适合人体工程学的植入物和假肢,提高其使用舒适性和功能性。
这种定制化的生物工程产品也有望更好地满足个体化的需求,为残疾人提供更好的康复和生活质量。
随着人们对健康和运动的重视程度不断提高,未来运动生物力学也将更多地应用于健康管理和疾病预防。
通过研究生物体的运动特性和变化规律,可以帮助人们更好地了解自身的运动状态,提高运动效果,预防运动损伤。
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运动生物力学的历史、现状及发展趋势1、运动生物力学的历史回顾1.1运动生物力学的概念:运动生物力学是研究人体运动力学规律的科学,它是体育科学的重要组成部分。
运动生物力学研究体育运动中人体所进行的各种体育动作,以及在各种不同条件下,人体产生运动和运动状态改变的力学和生物学原因。
1.2运动生物力学学科的起源和形成:运动生物力学学科的形成时间并不长,但是人类注意、观察、分析、研究人体和生物的运动的历史却非常悠久。
运动生物力学史上3个特别重要的事件是:1)1877年美国摄影师麦布里奇(Muybridge)用24架照像机拍摄了马奔跑动作的连续照片,其后又拍摄了人体走、跑等动作的连续照片,从而奠定了影像测量与分析的方法基础。
2)20世纪初德国解剖学家布拉温(B ne)、菲舍尔(Fischer)采用尸体解剖测量了人体环节惯性参数,并基于此建立了第1个人体质量分布模型,从而奠定了人体运动定量分析的基础。
3)20世纪30年代英国生理学家希尔(Hil1)测量了肌肉收缩张力与速度的关系,并基于热力学原理建立了与实验结果相当一致的希尔方程。
古希腊哲学家亚里士多德( Aristotle, 公元前384—322) 就已关注人和动物运动。
曾经作过将“物理学”与生物学研究结合在一起的著名演说。
加仑( C. Galenus, 公元前131-200, 古罗马解剖学家) 通过动物实验证实了由脑发出冲动, 肌肉紧张收缩产生关节运动, 区分了原动肌和对抗肌, 使用了动关节与不动关节的术语。
达·芬奇(Leonardo Da Vinci,1452-1519)是著名的画家, 也是数学家、力学家和医生, 他从解剖学和力学的角度对人体姿态进行过详细的分析。
鲍列利(A. Borelli,1608-1679, 意大利数学家和天文学家) 进一步研究了人和动物运动。
著有《论动物的运动》, 他曾探索各种肌肉发力的数值, 利用杠杆原理测量人体重心的实验方案, 指出了人体重心的位置, 提出肌肉的作用符合数学、力学原理的论点, 并将人体在空间的主动位移动作分为3种主要运动方式, 即:蹬离支点(走、跑、跳)、推离他体(划行, 如游泳)、拉引(如攀登)。
18世纪人们发现了电现象,不久“生物电”的概念便被用来解释人体运动的调节功能。
伽伐尼(Luigi Galvani,1737~1798,意大利医学家)发现电刺激会引起肌肉收缩,完成了著名的论文《关于电对肌肉运动的作用》(1791),并得出了动物电与机器电完全一致的重要结论。
1841年,雷蒙德(Emil Du Bois Reymond, 1818-1896,德国生理学家)在前人研究的基础上确立了肌电测量的方法。
生物电的研究导致肌电图仪的发明。
肌电图目前已经广泛用来研究运动员运动时肌肉的工作状况。
19世纪初韦伯兄弟(Wihelm Weber, Eduard Weber,德国物理学家和解剖学家)用1/60s 的发条时钟计时法, 在研究走的实验中测量了躯干的倾斜以及垂直运动, 得出提高走速必须减少双支撑时间的结论。
著有《人体运动的力学》(1836)1871年麦布里奇( Eadweard Muybridge)用24台固定照相机, 拍摄了一匹马的奔跑状态并测量出马的步长, 四足腾空的现象,其后又拍摄了人的走, 跑等动作的连续照片。
1901年, 麦布里奇发表了《运动中的人体的图像集》, 从而奠定了运动生物力学参数摄影分析测量的方法基础。
为了纪念他对生物力学的贡献, 从1987年第11届生物力学大会开始设立了“麦布里奇杰出贡献奖”以表彰在生物力学基础理论,研究方法和应用研究领域做出突出贡献的学者。
20世纪初, 布拉温(C. W. Braune) 和菲舍尔(O. Fischer) 用实验方法测定了人体各环节相对重量和人体重心等惯性参数, 这些材料时至今日仍被生物力学理论和实践广泛采用。
1916年,阿玛尔(Amar,法国) 研制了第一台可以测定垂直、水平力的二维测力台,为动力学分析提供了测试手段。
谢切诺夫(I. Sechenov, 1829-1905,俄国生理学家)在所著《人体功能运动概论》一书中详尽阐述了“人体运动装置的结构是骨杠杆, 产生杠杆运动的是肌肉张力及其神经支配”等问题。
列斯加夫特(ПётрФранцевичЛесгафт,1837~1909,俄国教育家、解剖学家、医生、体育科学体系的创始者)把人体形态结构功能与体育动作结合起来, 著有并讲授了《身体运动的理论》(后更名为《体育练习生物力学教程》)。
伯恩斯坦( Nikolai Aleksandrovich Bernstain,1896—1966,前苏联心理和生理学家)从20世纪30年代开始注意用神经控制论的观点来研究人体运动, 著有《论动作的结构》。
他的理论成功地应用于康复器械的设计、运动心理学和苏联宇航员的训练上。
伯恩斯坦关于人体动作系和运动行为结构的思想原则, 以及运动感觉反馈修正的理论对运动生物力学的学科发展具有重要的意义。
在此基础上形成的“动力系统理论”成为目前生物力学的一个可能的突破点。
20世纪30年代,英国生理学家希尔( A. V. Hill )取青蛙的缝匠肌为试样, 通过测量肌肉在缩短过程中的肌张力,肌缩短速度, 肌肉产生的热量及肌肉维持挛缩状态所需的热量, 并按热力学第一定律建立了与实验结果相当一致的希尔方程。
他因为肌肉力学的经典性工作成就获得了诺贝尔生理学和医学奖。
赫胥黎(H. E. Huxley, 1954, 英国生理学家) 提出肌丝滑移学说。
20世纪40年代开始的以信息技术为标志的现代科学技术革命是运动生物力学学科形成的加速剂。
20世纪60年代微型计算机的诞生为运动生物力学带来了革命性的变化,带来了运动生物力学测试仪器本质上的进步,促进了这一学科的理论与实践的不断融合与发展。
运动生物力学的测量技术和研究方法2、运动生物力学的研究现状2.1运动生物力学的现代测量技术及研究方法:运动生物力学的现代测量技术,以三维动态测力、三维高速影像解析、等动肌力测量、多道肌电测量以及它们的同步测量技术为标志,系统的测量精度已能使人体运动在三维空问建立清晰的力学图像.根据测最参数的自然属性可将生物力学测量技术分为:运动学参数测量技术、动力学参数测量技术、人体参数测量技术和肌电参数测量技术.测量技术的分类也可根据实验物理学原理将运动生物力学测量技术分为:力学、电学和光学测量技术.力学和电学测量过程,通常需采用接触测量技术以测量人体或身体环节的运动过程,仅适合在实验室和训练中广泛采用.光学测量过程,可采用非接触测量技术以测量人体的运动过程,因而可在比赛中广泛采用.运动生物力学的研究方法基本沿用物理学和生物学的研究方法,对于活体研究,物理学方法的不完备性和生物学方法的不充分性已被认识到,牛顿力学理论应用于活体有其机械局限性,生物材料的黏弹性理论对于人体运动器系建立本构方程还缺乏边界条件的可靠性,人体运动器系的力学特性的深入研究必然涉及生物学研究领域,如肌肉的张力特性不仅与肌纤维结构、类型有关,而且还与受神经系统控制的生物电特性有关.因此,对人体运动的生物力学研究,需要物理学方法和生物学方法互相渗透、融合.适用于机能解剖学、运动生理学和生物化学的生物学研究方法,对于研究生物力学中的人体运动是基本不适用的,惟有“走出系统”的研究方法,才适合于对人体运动的生物力学研究.[1]2.2我国运动生物力学的研究现状:自2O世纪8O年代以来,我国运动生物力学的研究领域逐渐扩大,既涉及竞技体育,也涉及社会体育,但我国竞技体育优势项目所占比重较高,健身、康复等方面的研究相对薄弱。
我国运动生物力学研究领域有如下特点:1)肌肉生物力学特性研究是生物力学领域的热门课题.近几年来,运动医学、运动生物力学对肌肉损伤病理、病变及力学特性变化进行了更加深入的研究.骨骼肌损伤后的力学特征变化规律已成为运动生物力学研究的热点之一.探讨肌肉损伤的力学机制,认识损伤肌肉’恢复过程中的力学变化特征,对预防肌肉损伤和重复性损伤以及损伤肌肉的康复训练安排等有重要意义.2)竞技体育方面的研究仍占相当大的比重,但与以往相比更加注重训练实践,其研究结果能更好地为竞技体育服务.侧如,射击运动中瞄准技术是关键.瞄准虽是一复杂过程、但有规律可循.利用激光瞄准分析系统对优秀运动员的瞄准技术进行量化研究,归纳、总结出运动员瞄准技术的规律,为训练提供定量的参考依据,指导训练.这种方法为我国运动员在世界大赛中取得多枚该项目的金牌起到了关键作用.3)研究内容更加广泛.自国家颁布《全民腱身计划纲要》以来,大众健康已成为体育界研究的热点问题.比如,利用运动生物力学的理论研究正常人体动作结构与运动功能的相互关系;研究评价动作指标对人体的健身功能;关于影响青少年生长发育因素的研究等.运动健身器村、体育科研仪器和体质测定仪器的研制也成为热点课题.我国健身器材产品由20世纪80年代初期模仿照搬国外不适应中国人体型特征产品的初级阶段,进入到自行开发引导市场的芨展阶段,部分产品现已达到国际水平.[2]2.3运动生物力学面临的若干基本问题1)运动学习与控制。
在运动技能的学习与控制中,神经肌肉系统是通过肌肉收缩力矩的调节与控制达到对外力矩和被动的反作用力矩的平衡与适应,进而完成或发展有目的的、高效的、协调的人体动作。
然而,单一肌肉力或肌肉力矩的在体测量是不可能的。
不解决这一问题,运动生物力学离指导运动实践,尤其是评价与指导肌肉力量训练尚远。
直接测量面临生物壁垒的拒测性,间接测量面临复杂的肌肉功能群协作与对抗,理论计算则需实验测量值作为其边界或约束条件。
2)肌力与肌电关系。
肌力的测量是一个十分经典的问题。
离体肌肉力学的研究成果已十分丰富,但离体肌肉力学的研究结论断然不可简单地应用于在体。
离体意味着肌肉的失神经支配,并藉此可能动摇肌丝滑移学的成立假设,这也是生物力学与力学的区别。
因此,肌电测量被很多学者尝试着用来评定肌力,然而,肌力与肌电间的数量关系是很难确定的,不同肌肉问的肌电干扰,肌电幅值与肌力的即时对应关系,我们还基本不清楚。
肌电对肌力的影响,即肌肉募集肌电使肌肉收缩的过程,我们虽已有所认识,但其逆过程,即肌力对肌电的影响,我们还几乎一无所知。
运动控制理论提示,这一逆过程是存在的,这就演绎成为一个因果循环,即既要用肌电评价肌力,又要将肌力作为肌电的初条件。
3)力学传递函数。
力学量在人体内的传递是通过肌肉、骨骼、关节链状系统之间的相互作用完成的。
力学传递函数是这类系统的较好描述,但这类函数是相当复杂的,牵涉到许多材料力学问题。
生物力学中“生理刚化”的目的就是增大传递效果,但只在活体状态下出现。
将传感器置入关节或人工假肢内,可以直接测量人体运动时的骨骼应力变化。