生体力学と身体運動

生体力学とは、筋肉、骨、腱、靭帯がどのように運動して運動を起こすかを含む生体運動の科学です。バイオメカニクスは運動学の大きな分野の一部であり、具体的には運動のメカニズムに焦点を当てています。それは、基礎と応用の両方の科学であり、研究結果とその発見の実用化を含んでいます。

生体力学には、骨や筋肉の構造だけでなく、それらが生み出す運動だけでなく、血液循環、腎機能、および他の身体機能のメカニズムも含まれます。アメリカのバイオメカニクス学会は、バイオメカニクスは力学と生物学システムの幅広い相互作用を表していると言います。バイオメカニクスは人体だけでなく動物も研究し、植物や細胞の機械的作用にも及ぶ。

例： スクワットの生体力学には、足、腰、膝、背中と肩、および腕の位置および/または動きの考慮が含まれる。

生体力学の要素

• 統計学：静止しているか一定速度で動いている平衡状態にあるシステムを学習する。
• ダイナミクス：加速と減速を伴う運動中のシステムの研究。
• キネマティクス：力がシステムに及ぼす影響を記述する。時間の経過とともに速度の直線的変化および角度変化を含む運動パターン。位置、変位、速度、加速度について検討する。
• キネティックス：動きの原因を調べること、仕事中の力と瞬間。

スポーツバイオメカニクス

スポーツバイオメカニクスは、運動中およびスポーツ中の人間の動きを研究する。物理学と力学の法則が運動能力に適用されます。

• バイオメカニクスは、個人に適用され、運動を分析し、運動およびスポーツ運動中のより効果的な運動のためにそれらを指導することができる。個人の走っている歩行またはゴルフスイングを撮影することができ、それらを変更して改善するための推奨がなされる。
• 生体力学は、スポーツ用具、衣類、靴、およびスポーツが行われる分野および施設の設計に使用することができる。靴は、中距離ランナーまたはラケットに最適なグリップ性能を発揮するように設計できます。
• バイオメカニクスは、スポーツ技術やトレーニングシステムを勉強し、より効率的にする方法を開発することができます。これは、手の位置が水泳の推進力にどのように影響するかに関する基礎的な研究を含むことができる。スポーツの機械的な要求に基づいて新しいトレーニング手法を提案して分析し、より良いパフォーマンスを達成することを目指しています。
• 生体力学は、スポーツ傷害の原因、治療、予防を研究するのに応用することができます。この研究は、足首の捻挫につながる可能性のある作業中の勢力と、靴のデザインや遊び面が怪我のリスクをどのように低減するかを分析します。

バイオメカニクスのキャリア

生体力学の専門分野は次のとおりです。

• 生物科学：ヒト、動物、細胞および植物の生体力学の研究。
• エクササイズとスポーツ科学：陸上競技における人間のパフォーマンスにバイオメカニクスを応用する。
• 保健科学：傷害の原因、治療および予防を研究し、リハビリプログラムおよび機器を設計するために生体力学を使用する。
• 人間工学とヒューマンファクター：人間と機械のインターフェース、職場、機能デザインとプロセスにバイオメカニクスを適用する。
• エンジニアリングと応用科学

運動科学の博士号取得者は、スポーツ企業の研究とデザイン、運動研究とテスト、職場テスト、人間と機器の間のインターフェースの設計など、バイオメカニクス分野でのキャリアにつながる可能性があります。

生体力学の学生は、物理学、生物学、解剖学、生理学、数学、および統計学の授業を行います。実験室機器には、フォースプレート、筋電図、高速ビデオモーション解析システム、デジタル化機器、加速度計、圧力センサー、ポテンショメータ、コンピュータ解析プログラム、モデリングプログラムなどがあります。

バイオメカニクスの専門家団体

• 国際バイオメカニクス学会
• 米国バイオメディカル学会
• スポーツにおける国際バイオメカニクス学会