運動生物力學運動生物力學
biomechanics
應用力學原理和方法研究生物體的外在機械運動的生物力學分支。狹義的運動生物力學研究體育運動中人體的運動規律。按照力學觀點，人體或一般生物體的運動是神經系統、肌肉系統和骨骼系統協同工作的結果。神經系統控制肌肉系統，產生對骨骼系統的作用力以完成各種機械動作。運動生物力學的任務是研究人體或一般生物體在外界力和內部受控的肌力作用下的機械運動規律，它不討論神經、肌肉和骨骼系統的內部機制，後者屬於神經生理學、軟組織力學和骨力學的研究范疇（生物固體力學）。在運動生物力學中，神經系統的控制和反饋過程以簡明的控制規律代替 ， 肌肉活動簡化為受控的力矩發生器，作為研究對象的人體模型可忽略肌肉變形對質量分布的影響，簡化為由多個剛性環節組成的多剛體系統。相鄰環節之間以關節相連接，在受控的肌力作用下產生圍繞關節的相對轉動，並影響系統的整體運動。
對於人體運動的研究最早可追溯到15世紀達·芬奇在力學和解剖學基礎上對人體運動器官的形態和機能的解釋。18世紀已出現對貓在空中轉體現象的實驗和理論研究。運動生物力學作為一門學科是20世紀60年代在體育運動、計算技術和實驗技術蓬勃發展的推動下形成的。70年代中H.哈茲將人體的神經-肌肉-骨骼大系統作為研究對象，利用復雜的數學模型進行數值計算，以解釋最基本的實驗現象。T.R.凱恩將描述人體運動的坐標區分為內變數和外變數，前者描述肢體的相對運動，為可控變數；後者描述人體的整體運動，由動力學方程確定。這種簡化的研究方法有可能將力學原理直接用於人體實際運動的模擬和理論分析。由於生物體存在個體之間的差異性，實驗研究在運動生物力學中佔有特殊重要地位。實驗運動生物力學利用高速攝影和計算機解析、光電計時器、加速度計、關節角變化、肌電儀和測力台等工具量測人體運動過程中各環節的運動學參數以及外力和內力的變化規律。
在實踐中，運動生物力學主要用於確定各專項體育運動的技術原理，作為運動員的技術診斷和改進訓練方法的理論依據。此外，運動生物力學在運動創傷的防治，運動和康復器械的改進，仿生機械如步行機器人的設計等方面也有重要作用。同時還為運動員選材提供了依據.