بیومکانیک، به عنوان یکی از شاخههای اصلی در کینزیولوژی (علم حرکت انسان)، طی چهار دهه گذشته تحولات قابل توجهی را تجربه کرده است. این علم که در ابتدا بر تحلیل تکنیکهای ورزشی متمرکز بود، اکنون به یک حوزه پیشرفته تبدیل شده که به طور مستقیم از هوش مصنوعی (AI) و یادگیری ماشین (Machine Learning) بهره میبرد و امکان تحلیل دقیقتر حرکت انسان و پیشبینی آسیبها را فراهم میآورد.
در طول این سالها، بیومکانیک از تحلیلهای ساده حرکت به یک علم پیچیده تبدیل شده است که به پژوهشگران این امکان را میدهد تا با استفاده از تکنولوژیهای نوین، به نتایج دقیقتری در حوزههای مختلفی چون پزشکی، مهندسی مکانیک، ارگونومی و زیستشناسی دست یابند. این علم به طور خاص در زمینههای پروتزها، رباتیک پزشکی و تحلیل عملکرد ورزشی گسترش یافته است.
انجمنهای علمی مانند انجمن بینالمللی بیومکانیک (ISB)، انجمن بیومکانیک در ورزش (ISBS)، انجمن بیومکانیک آمریکا (ASB) و انجمن بیومکانیک کانادا (CSB) با برگزاری همایشها و کنفرانسها، به پیشرفت و ترویج بیومکانیک کمک کردهاند و بهطور مستمر به گسترش دانش و تبادل اطلاعات در این حوزه پرداختهاند.
پیشرفتهای فناوری در ابزارهای اندازهگیری و تحلیل دادهها نقشی حیاتی در تحولات اخیر بیومکانیک ایفا کرده است. از جمله این ابزارها میتوان به سیستمهای ضبط حرکت (Motion Capture Systems) اشاره کرد که با استفاده از دوربینهای ۳۶۰ درجه و فناوریهای بینایی کامپیوتری، حرکت انسان را در محیطهای واقعی ثبت و تحلیل میکنند. همچنین، پلتفرمهای اندازهگیری نیرو (Force Platforms) و الکترومایوگرافی (EMG) به دقت اندازهگیری نیروهای وارد بر بدن و فعالیتهای عضلانی در طول حرکات مختلف را امکانپذیر ساختهاند.
حسگرهای حرکتی اینرسی (Inertial Measurement Units - IMUs) نیز با امکان اندازهگیری بیسیم حرکت در شرایط طبیعی و بدون نیاز به تجهیزات پیچیده، بهطور فزایندهای در پژوهشهای بیومکانیکی استفاده میشوند. این فناوریها به محققان این امکان را میدهند که دادههای دقیقتری از عملکرد بدن انسان در فعالیتهای روزمره یا ورزشی جمعآوری کنند.
بیومکانیک بهعنوان یکی از حوزههای پیشرفته مهندسی مکانیک و پزشکی به سرعت در حال گسترش است و با پیشرفتهای اخیر در مدلسازی عضلانی-اسکلتی و شبیهسازیهای کامپیوتری، تحلیلهای بسیار دقیقتری از حرکت انسان و آسیبها در اختیار پژوهشگران قرار میدهد. این مدلها به کمک الگوریتمهای بهینهسازی و شبیهسازیهای دینامیک پیشرفته امکان شبیهسازی رفتار بدن انسان در شرایط مختلف را فراهم کردهاند.
با توجه به تکنولوژیهای نوین و پیشرفتهای سریع در هوش مصنوعی و یادگیری ماشین، بیومکانیک به مرزهای جدیدی دست یافته است و میتواند به حل مسائل پیچیدهتر مانند پیشبینی آسیبهای عضلانی-اسکلتی، بهینهسازی حرکت در ورزش و طراحی بهتر پروتزها کمک کند. این پیشرفتها نشاندهندهی پتانسیل عظیم بیومکانیک در بهبود عملکرد انسانی و کیفیت زندگی است.
منبع: Joseph Hamill, Kathleen M. Knutzen, Timothy R. Derrick, Biomechanics: 40 Years On, Kinesiology Review, 2021.
