運動生物力學學科發展現狀及前景分析

王翯

摘? 要：運動生物力學學科是我國科學技術在研究與發展期間的一項重要內容，在該項工作當中，需要對于運動生物力學的發展現狀做出系統性的分析，之后才能夠明確在該項工作當中發展的問題主要存在何處，在明確生物力學學科的發展瓶頸之后便可以具有針對性地朝著相應的方向發展，這樣才能夠全方位提升我國運動生物力學學科的發展質量。

關鍵詞：運動生物? 力學學科? 發展現狀? 前景分析

中圖分類號：G804.6? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：2095-2813（2020）01（c）-0018-02

運動生物力學主要是對人體運動進行研究，隨后通過力學方式將原本復雜的系統數學化，之后便能夠對于人體運動現象做出相對來說比較客觀并且定量的描述及解釋，同時該學科也是綜合了解剖學、生物學、生理學、力學等方面的理論相互交叉融合而產生的一門具有綜合性質的學科。同時伴隨著我國社會主義現代化建設事業全方位向前推進，我國在運動生物力學方面的研究同時取得了迅速的發展，在研究方法以及技術手段不斷進步期間，在各個方面的研究也取得了較為豐碩的成果。

1? 運動生物力學學科發展現狀分析

目前，在我國生物力學研究當中主要便是通過運動學、動力學以及肌點測試等方式來對人體在運動期間的力學問題進行分析與探究。在實踐中，由于人體在運動期間的復雜程度，所以便造成其中力學參數測試的難度較大，基于此，為了全方位保證其中力學參數測試的精確性及可靠性，便需要在力學參數測試期間嚴格遵守測試方法的流程以及要求，同時在提高測試精度及減少誤差方面不斷進行探索、研究。

1.1 運動學研究現狀

在我國當前獲取人體運動過程運動學參數的措施有以下方式：攝像與影像解析、還有紅外光點運動捕捉與分析、電磁感應式運動捕捉與分析、慣性技術運動捕捉與分析等，其中攝像與影像分析主要包括二維與三維分析的方式，而在當前人體運動三維攝像與解析的方法已經廣泛應用到運動員的技術分析與研究當中。在該項工作當中，需要注意的是，我國運動生物力學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中容易出現系統錯誤和隨機誤差，以上情況會影響到分析的結果以及所得出的結論，基于此，減少及校正誤差便是提升運動生物力學分析水平的前提。

1.2 動力學研究現狀

在實際應用期間，動力學傳感器可以測量人體在運動期間與環境或者是器械間的相互作用力，進而計算以及分析人體在運動期間的力學情況，在運動技術分析以及運動損傷機制的研究期間，動力學測試工作對于分析動作改變因素以及損傷危險機制具有較大的幫助，同時該項技術也越來越受到研究者的重視。當前，我國在運動生物力學研究工作當中主要便是應用測力平臺以及數據對于跳躍能力、落地能力、專項動作技術、人體姿態控制等方面做出分析、測量以及評價[1]。在此期間，需要注意的是，在當前關節力以及力矩研究期間的最為主要研究方式便是逆向動力學，不過這種方式在實際應用期間存在一定的誤差，且誤差較大。隨著紅外點運動捕捉系統在實踐當中的應用大面積普及，使人體運動學的數據的精度得到全面提升，而此時逆向動力學數據的誤差也得到了有效降低。

1.3 運動生物力學測試手段的研究

在運動生物力學學科發展期間，根據該項學科的發展需要，便開發以及研究出了一些具有特定功能的力學傳感器以及具有測試功能的系統，在研究期間，通過測量關節以及加速度等張收縮關節功率曲線測試系統。在實際應用過程中，根據研究需要，研制及開發出了診斷運動員技術水平的系統，這些專項技術診斷及監測系統都會涉及到多數的運動項目，例如：夏季運動項目及冬季運動項目，從而將該項工作應用在運動員的專項技術訓練當中。

2? 運動生物力學學科發展前景分析

2.1 肌肉力學研究

當前，對于肌肉力學的研究便是目前運功生物力學發展期間最具有吸引力及挑戰性的領域研究，在力學學科發展期間，肌力測量便是其中一個重要的問題，同時也是在運動生物力學學科當中的一個核心問題。當前，自從希爾方程被推算而出以來，便為肌肉力學研究提供了極大助力，同時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，牛頓力學理論也建立在了離體肌的基礎上面，然而，當前離體肌的研究也產生了一定程度的挑戰，同時需要尋求研究活體運動力學規律的方式，在此期間，有關于肌肉損傷以及恢復等方面的問題，隨著肌力的協調以及分配的方面做出定量的研究，以上問題也是運動生物力學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，其屬于運動生物力學學科在發展期間的重要方式，在此期間由于測量方式不斷的改進，平面影響的解析已經研究出三維影像解析的方式，不太方便的高速攝影已經被更加高級的高速攝影所代替，與此同時，慢速的手工數字化過程也具有光點實時采樣系統快速反饋的功能，在這個過程當中，高精度的三維測力臺被應用到其中，同時單項工程的測力器也已經成為液壓驅動[3]。在運動生物力學學科中，高速攝影、攝影測量、動態測力、肌電測試等便是當前的主要測試方式，同時其也能夠在以后的一段時間內仍然擔任測試手段，除此之外，在我國科技水平持續發展的背景下，測量方式也必將不斷完善以及發展。

2.3 力學模型以及運動仿真研究

我國20世紀80年代興起了一門生物力學學科研究課題，即對人體運動的模擬。在實際應用期間，該方式能夠依照不同類型的人體運動來建立相應的人體模型，隨后用數學語言將運動目的完整描述出來，并且進行科學的分析，除此之外，運動方式以及運動行為的控制也是其中一項重要的內容，通過該項工作也能夠有效結合實驗測量來建立其人體運動方程以及相應的邊界條件，之后便可以通過計算機對于實踐當中較為復雜的方程進行求解，通過求解方式所得出的結果便能夠對人體運動力學學科現狀做出解釋[4]。

2.4 教材體系研究

當前，我國在運動生物力學教材的研究方面具有部分缺點，在其中的一些內容還存在一定程度的爭議，基于此，當前便需要對于生物力學的教材做出改革，同時對于教材的改革要充分體現出本學科當中的特點以及優勢，也要確保其中每一處知識點的實用性以及精確性，在此期間突出全新的研究成果。除此之外，還需要適當地借鑒國外的先進經驗。同時，在教學工作當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學科研究呈現出一片欣欣向榮的趨勢。

3? 結語

綜上所述，在我國運動生物力學學科研究工作當中，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動生物力學學科研究的發展，基于此，若是想要全方位提升該項工作的質量與效果，便需要對于當前運動生物力學學科的發展現狀做出系統性的分析與探索，這樣才能夠充分明確該項工作的瓶頸，同時在發展期間基于現狀來確定發展方向，從而全方位提升運動生物學學科的發展質量。

參考文獻

[1] 甄潔.運動生物力學學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.目前運動生物力學的主要研究方法及應用[J].拳擊與格斗，2017（22）：65.

[3] 王敏，蔣慧宇，趙道卿.我國運動生物力學的發展趨勢與對策[J].體育科技文獻通報，2018，26（5）：164-166.

[4] 林坤.運動生物力學研究的現狀及發展趨勢探微[J].當代旅游，2018（10）：276.