運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀及前景分析

王翯

摘? 要：運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科是我國科學(xué)技術(shù)在研究與發(fā)展期間的一項(xiàng)重要內(nèi)容，在該項(xiàng)工作當(dāng)中，需要對于運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀做出系統(tǒng)性的分析，之后才能夠明確在該項(xiàng)工作當(dāng)中發(fā)展的問題主要存在何處，在明確生物力學(xué)學(xué)科的發(fā)展瓶頸之后便可以具有針對性地朝著相應(yīng)的方向發(fā)展，這樣才能夠全方位提升我國運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科的發(fā)展質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：運(yùn)動(dòng)生物? 力學(xué)學(xué)科? 發(fā)展現(xiàn)狀? 前景分析

中圖分類號：G804.6? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：2095-2813（2020）01（c）-0018-02

運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)主要是對人體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行研究，隨后通過力學(xué)方式將原本復(fù)雜的系統(tǒng)數(shù)學(xué)化，之后便能夠?qū)τ谌梭w運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象做出相對來說比較客觀并且定量的描述及解釋，同時(shí)該學(xué)科也是綜合了解剖學(xué)、生物學(xué)、生理學(xué)、力學(xué)等方面的理論相互交叉融合而產(chǎn)生的一門具有綜合性質(zhì)的學(xué)科。同時(shí)伴隨著我國社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)事業(yè)全方位向前推進(jìn)，我國在運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)方面的研究同時(shí)取得了迅速的發(fā)展，在研究方法以及技術(shù)手段不斷進(jìn)步期間，在各個(gè)方面的研究也取得了較為豐碩的成果。

1? 運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀分析

目前，在我國生物力學(xué)研究當(dāng)中主要便是通過運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)以及肌點(diǎn)測試等方式來對人體在運(yùn)動(dòng)期間的力學(xué)問題進(jìn)行分析與探究。在實(shí)踐中，由于人體在運(yùn)動(dòng)期間的復(fù)雜程度，所以便造成其中力學(xué)參數(shù)測試的難度較大，基于此，為了全方位保證其中力學(xué)參數(shù)測試的精確性及可靠性，便需要在力學(xué)參數(shù)測試期間嚴(yán)格遵守測試方法的流程以及要求，同時(shí)在提高測試精度及減少誤差方面不斷進(jìn)行探索、研究。

1.1 運(yùn)動(dòng)學(xué)研究現(xiàn)狀

在我國當(dāng)前獲取人體運(yùn)動(dòng)過程運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的措施有以下方式：攝像與影像解析、還有紅外光點(diǎn)運(yùn)動(dòng)捕捉與分析、電磁感應(yīng)式運(yùn)動(dòng)捕捉與分析、慣性技術(shù)運(yùn)動(dòng)捕捉與分析等，其中攝像與影像分析主要包括二維與三維分析的方式，而在當(dāng)前人體運(yùn)動(dòng)三維攝像與解析的方法已經(jīng)廣泛應(yīng)用到運(yùn)動(dòng)員的技術(shù)分析與研究當(dāng)中。在該項(xiàng)工作當(dāng)中，需要注意的是，我國運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究的主要測試手段為攝像以及影像解析方式。但是，在此期間，影像拍攝和解析過程當(dāng)中容易出現(xiàn)系統(tǒng)錯(cuò)誤和隨機(jī)誤差，以上情況會(huì)影響到分析的結(jié)果以及所得出的結(jié)論，基于此，減少及校正誤差便是提升運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)分析水平的前提。

1.2 動(dòng)力學(xué)研究現(xiàn)狀

在實(shí)際應(yīng)用期間，動(dòng)力學(xué)傳感器可以測量人體在運(yùn)動(dòng)期間與環(huán)境或者是器械間的相互作用力，進(jìn)而計(jì)算以及分析人體在運(yùn)動(dòng)期間的力學(xué)情況，在運(yùn)動(dòng)技術(shù)分析以及運(yùn)動(dòng)損傷機(jī)制的研究期間，動(dòng)力學(xué)測試工作對于分析動(dòng)作改變因素以及損傷危險(xiǎn)機(jī)制具有較大的幫助，同時(shí)該項(xiàng)技術(shù)也越來越受到研究者的重視。當(dāng)前，我國在運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究工作當(dāng)中主要便是應(yīng)用測力平臺(tái)以及數(shù)據(jù)對于跳躍能力、落地能力、專項(xiàng)動(dòng)作技術(shù)、人體姿態(tài)控制等方面做出分析、測量以及評價(jià)[1]。在此期間，需要注意的是，在當(dāng)前關(guān)節(jié)力以及力矩研究期間的最為主要研究方式便是逆向動(dòng)力學(xué)，不過這種方式在實(shí)際應(yīng)用期間存在一定的誤差，且誤差較大。隨著紅外點(diǎn)運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)在實(shí)踐當(dāng)中的應(yīng)用大面積普及，使人體運(yùn)動(dòng)學(xué)的數(shù)據(jù)的精度得到全面提升，而此時(shí)逆向動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)的誤差也得到了有效降低。

1.3 運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)測試手段的研究

在運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科發(fā)展期間，根據(jù)該項(xiàng)學(xué)科的發(fā)展需要，便開發(fā)以及研究出了一些具有特定功能的力學(xué)傳感器以及具有測試功能的系統(tǒng)，在研究期間，通過測量關(guān)節(jié)以及加速度等張收縮關(guān)節(jié)功率曲線測試系統(tǒng)。在實(shí)際應(yīng)用過程中，根據(jù)研究需要，研制及開發(fā)出了診斷運(yùn)動(dòng)員技術(shù)水平的系統(tǒng)，這些專項(xiàng)技術(shù)診斷及監(jiān)測系統(tǒng)都會(huì)涉及到多數(shù)的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，例如：夏季運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目及冬季運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，從而將該項(xiàng)工作應(yīng)用在運(yùn)動(dòng)員的專項(xiàng)技術(shù)訓(xùn)練當(dāng)中。

2? 運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科發(fā)展前景分析

2.1 肌肉力學(xué)研究

當(dāng)前，對于肌肉力學(xué)的研究便是目前運(yùn)功生物力學(xué)發(fā)展期間最具有吸引力及挑戰(zhàn)性的領(lǐng)域研究，在力學(xué)學(xué)科發(fā)展期間，肌力測量便是其中一個(gè)重要的問題，同時(shí)也是在運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科當(dāng)中的一個(gè)核心問題。當(dāng)前，自從希爾方程被推算而出以來，便為肌肉力學(xué)研究提供了極大助力，同時(shí)人們也對于離體肌肉做出了大量的研究，并且取得了一定的研究成果[2]。與此同時(shí)，牛頓力學(xué)理論也建立在了離體肌的基礎(chǔ)上面，然而，當(dāng)前離體肌的研究也產(chǎn)生了一定程度的挑戰(zhàn)，同時(shí)需要尋求研究活體運(yùn)動(dòng)力學(xué)規(guī)律的方式，在此期間，有關(guān)于肌肉損傷以及恢復(fù)等方面的問題，隨著肌力的協(xié)調(diào)以及分配的方面做出定量的研究，以上問題也是運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)工作者在以后工作中的主要方向。

2.2 測量方式研究

所謂的測量方式，其屬于運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科在發(fā)展期間的重要方式，在此期間由于測量方式不斷的改進(jìn)，平面影響的解析已經(jīng)研究出三維影像解析的方式，不太方便的高速攝影已經(jīng)被更加高級的高速攝影所代替，與此同時(shí)，慢速的手工數(shù)字化過程也具有光點(diǎn)實(shí)時(shí)采樣系統(tǒng)快速反饋的功能，在這個(gè)過程當(dāng)中，高精度的三維測力臺(tái)被應(yīng)用到其中，同時(shí)單項(xiàng)工程的測力器也已經(jīng)成為液壓驅(qū)動(dòng)[3]。在運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科中，高速攝影、攝影測量、動(dòng)態(tài)測力、肌電測試等便是當(dāng)前的主要測試方式，同時(shí)其也能夠在以后的一段時(shí)間內(nèi)仍然擔(dān)任測試手段，除此之外，在我國科技水平持續(xù)發(fā)展的背景下，測量方式也必將不斷完善以及發(fā)展。

2.3 力學(xué)模型以及運(yùn)動(dòng)仿真研究

我國20世紀(jì)80年代興起了一門生物力學(xué)學(xué)科研究課題，即對人體運(yùn)動(dòng)的模擬。在實(shí)際應(yīng)用期間，該方式能夠依照不同類型的人體運(yùn)動(dòng)來建立相應(yīng)的人體模型，隨后用數(shù)學(xué)語言將運(yùn)動(dòng)目的完整描述出來，并且進(jìn)行科學(xué)的分析，除此之外，運(yùn)動(dòng)方式以及運(yùn)動(dòng)行為的控制也是其中一項(xiàng)重要的內(nèi)容，通過該項(xiàng)工作也能夠有效結(jié)合實(shí)驗(yàn)測量來建立其人體運(yùn)動(dòng)方程以及相應(yīng)的邊界條件，之后便可以通過計(jì)算機(jī)對于實(shí)踐當(dāng)中較為復(fù)雜的方程進(jìn)行求解，通過求解方式所得出的結(jié)果便能夠?qū)θ梭w運(yùn)動(dòng)力學(xué)學(xué)科現(xiàn)狀做出解釋[4]。

2.4 教材體系研究

當(dāng)前，我國在運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)教材的研究方面具有部分缺點(diǎn)，在其中的一些內(nèi)容還存在一定程度的爭議，基于此，當(dāng)前便需要對于生物力學(xué)的教材做出改革，同時(shí)對于教材的改革要充分體現(xiàn)出本學(xué)科當(dāng)中的特點(diǎn)以及優(yōu)勢，也要確保其中每一處知識(shí)點(diǎn)的實(shí)用性以及精確性，在此期間突出全新的研究成果。除此之外，還需要適當(dāng)?shù)亟梃b國外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)，在教學(xué)工作當(dāng)中還可以由院校自行編纂教材，這樣才能夠使我國的生物力學(xué)學(xué)科研究呈現(xiàn)出一片欣欣向榮的趨勢。

3? 結(jié)語

綜上所述，在我國運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科研究工作當(dāng)中，其中還存在部分問題，這些問題在一定程度上影響到我國運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科研究的發(fā)展，基于此，若是想要全方位提升該項(xiàng)工作的質(zhì)量與效果，便需要對于當(dāng)前運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科的發(fā)展現(xiàn)狀做出系統(tǒng)性的分析與探索，這樣才能夠充分明確該項(xiàng)工作的瓶頸，同時(shí)在發(fā)展期間基于現(xiàn)狀來確定發(fā)展方向，從而全方位提升運(yùn)動(dòng)生物學(xué)學(xué)科的發(fā)展質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1] 甄潔.運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科研究特征及方法綜合探究[J].青少年體育，2017（12）：50-51.

[2] 秦凱.目前運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的主要研究方法及應(yīng)用[J].拳擊與格斗，2017（22）：65.

[3] 王敏，蔣慧宇，趙道卿.我國運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的發(fā)展趨勢與對策[J].體育科技文獻(xiàn)通報(bào)，2018，26（5）：164-166.

[4] 林坤.運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢探微[J].當(dāng)代旅游，2018（10）：276.