Wat is menselijke biomechanica?

Menselijke biomechanica als rigoureuze discipline is de relatief moderne fusie van de twee oude wetenschappen van fysiologie en engineering.Onderzoek naar biomechanica heeft altijd bestaan, van de vroegste mensen die een bot uit een karkas met dieren hebben gehaald en het met succes gebruikten om een zware steen op te tillen waaronder smakelijke insectengrabs begraven.Pas in de jaren zeventig, met technologische vooruitgang in elektronische metingen en berekening, werden mechanistische principes een belangrijke invloed op het begrip van biologische systemen.Het menselijke kniegewricht wordt bijvoorbeeld routinematig gemodelleerd als, zelfs gedefinieerd als een mechanisch scharnier of hendel.Deze benadering van menselijke anatomie strekt zich uit tot vele gevarieerde gebieden die verder gaan dan de geneeskunde, waaronder atletische prestaties en industrieel ontwerp.

Het is niet zo dat de menselijke knie niet als scharnier was geanalogiseerd door eerdere fysiologen die de structuren en de functie van lichaamsdelen bestuderen.Werktuigbouwkunde is een praktische wetenschap in de taal van de wiskunde.Toen het mogelijk werd om precies de vele delen van een knie en hun toleranties voor mechanische krachten te meten, was het een gemakkelijke brug om deze cijfers aan te sluiten op bekende technische vergelijkingen die de fysieke attributen van een scharnier of hendel definiëren.Dergelijke metingen en berekeningen, biometrie genoemd, worden gebruikt om protheses te verbeteren, zoals kunstmatige heupvervangingsverbindingen.Menselijke biomechanica is de poging om niet alleen een botgewricht te definiëren, maar het hele menselijke lichaam mdash;zijn structuur, ontwerp en functioneren mdash;als iets dat vertegenwoordigt door computersimulatie.

Het primaire doel van biomechanica, omdat het van toepassing is op het menselijk lichaam, is grotendeels een van de verbetering van de gezondheid geweest.Een voorbeeld hiervan is de beoordeling van cardiovasculaire hartgezondheid door metingen van de bloedstroom en toepassen op de technische principes voor vloeistofdynamiek, het fysieke gedrag van vloeistoffen.Een van de meest bekende toepassingen van menselijke biomechanica is kinesiologie, de studie van beweging.Dit is een belangrijke bijdrage aan de sportindustrie geweest.

Het engineeringprincipe genaamd Optimalisatie bepaalt de specifieke waarden van een mechanisch systeem, zoals een motormotor, om een bepaalde toestand te bereiken, zoals efficiëntie of fouttolerantie.Met relevante metingen van een bepaalde atleet en een model van de menselijke biomechanica van hardlopen, is het op dezelfde manier mogelijk om zijn optimale vorm, pas en andere waarden te berekenen voor een kans op het wereldrecord.Volgens dezelfde methoden kan worden aangetoond dat de juiste biomechanica voor een bepaalde honkbalwerper zijn split-finger-fastball dicteert, met meer bocht en minder koppelstress moet worden gegooid bij het scharnierende ellebooggewricht.Technologieën voor meet en analyse zijn wat het moderne veld van menselijke biomechanica heeft aangedreven.Sensoren zoals versnellingsmeters voor het meten van snelheid, snelle driedimensionale beweging van camerasystemen en krachtige computers die in staat zijn om de prestaties van zeer complexe systemen te simuleren, zijn allemaal voorbeelden van de tools die onderzoek van het lichaam als een mechanisch systeem mogelijk maken.