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中國知網(wǎng)的文獻,是有關于數(shù)學建模的應用,分享給大家,望笑納

醫(yī)用生物力學第26卷第2期2011年4月

JournalofMedicalBiomechanics，Vol.26No.2，Apr.2011

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7220（2011）02-0097-08文章編號：1004-

·專家論壇·

人體運動的生物力學建模與計算機仿真進展

郝衛(wèi)亞

（國家體育總局體育科學研究所，北京100061）

摘要：人體運動的生物力學建模與仿真，廣泛應用于闡明不同運動的生理機理、探討運動損傷機制、提高運動員運

動成績和降低損傷等諸多研究領域。他涉及人體骨骼、關節(jié)、肌肉和神經(jīng)等組織的生理、解剖和力學特征的數(shù)學建模。利用數(shù)學模型，可以采用相關算法求解運動過程中不同肌肉的收縮力，同時還可通過計算機軟件進行仿真實驗并將仿真結果可視化。本文對人體運動的生物力學建模與仿真及其應用進行了綜述。關鍵詞：人體運動；生物力學；數(shù)學模型；計算機仿真中圖分類號：R318.01文獻標志碼：A

Advancesinbiomechanicalmodelingandcomputersimulationofhumanmovement

HAOWei-ya（ChinaInstituteofSportScience，GeneralAdministrationofSportofChina，Beijing100061，Chi-na）

Abstract：Themethodofbiomechanicalmodelingandcomputersimulationforhumanmovementhasbeenwidelyusedinsuchresearchfieldsaselucidatingphysiologicalmechanismsofdifferentkindsofmovements，investiga-tingthecausesofsportsinjuries，helpingtopromotesportsperformancesandtopreventinjuriesforathletes.Suchmethodinvolvesmathematicalmodelingonaseriesofphysiological，anatomicalandmechanicalcharacter-isticsofhumanbones，joints，musclesandnerves.Muscleforcesexertedduringmovementscanbeestimatedusingalgorithmsbasedonsuchmodels.Meanwhile，simulationexperimentscanbeperformedandmakethere-sultsvisualizedbyusingcomputersoftware.Thispaperwillreviewthebiomechanicalmodelingandcomputersimulationofhumanmovementanditsapplicationindetails.

Keywords：Humanmovement；Biomechanics；Mathematicalmodeling；Computersimulation

運動是人體最基本機能之一。運動系統(tǒng)執(zhí)行人

包括骨、關節(jié)（骨連接）和骨骼肌。體的運動功能，

人體運動系統(tǒng)由全身各骨借關節(jié)相連形成骨骼，構

成人體的支架，賦予人體基本形態(tài)。骨骼肌附著于骨，在神經(jīng)系統(tǒng)調控下進行收縮和舒張，牽引骨改變位置和角度，產(chǎn)生運動。

運動生物力學就是研究與人體運動有關的力學

問題。當前，，運動生物力學專家已經(jīng)可以通過基于

高速攝像機等先光學的運動捕獲系統(tǒng)（如VICON）、

進設備精確記錄粘貼在人體身上標志點的三維運動

軌跡，并分析各種形式的人體動作過程中不同環(huán)節(jié)和關節(jié)的運動特點。根據(jù)不同形式的人體動作特點，建立相應的剛體系統(tǒng)力學模型，對相應數(shù)學方程進行計算機仿真研究是運動生物力學學科的求解，

01-04；修回日期：2011-01-31收稿日期：2011-），作者簡介：郝衛(wèi)亞（1966-國家體育總局體育科學研究所研究員，博士研究生導師，國家體育總局備戰(zhàn)奧運會科技專家組成員，國家新世紀百

千萬人才工程入選者。研究方向：人體運動系統(tǒng)的生物力學與計算機仿真，運動技術分析與優(yōu)化，體育工程與生物力學，運動鞋生物力學等�，F(xiàn)任中國體育科學學會運動生物力學分會秘書長，全國人類工效學標準化技術委員會委員，北京生物醫(yī)學工程學會生物力

《mail：haoweiya@。學分會委員，醫(yī)用生物力學》雜志編委等學術團體職務。E-

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