از بیومکانیک چه می‌دانید؟

به گزارش مشق صلح، بیومکانیک علمی است که کاربرد قوانین مکانیکی در موجودات زنده و بویژه در رابطه با حرکت و جابجایی انسان را بررسی می‌کند. لذا میتوان علم بیومکانیک را در شاخه‌های مختلف انسانی، حیوانی و حتی گیاهی مورد مطالعه قرار داد.

بیومکانیک از دو واژه “bio”به معنی (زیست و زندگانی) و “mechanic” به معنی (کارکننده یا ابزار یا به عبارتی تعمیرکار) تشکیل شده است.

به بیان دیگر، بیومکانیک دانشی است که برای برقراری ارتباط بین “حیات” و “اصول و قوانین فیزیکی حاکم بر اجسام” وضع پویا و ایستای موجودات زنده ( مانند انسان) را بررسی می‌کند.

بنابر آنچه گفته شد قلمرو علم بیومکانیک بسیار گسترده است؛ مثلاً هنگامی که موضوع مطالعه آن عملکرد مکانیکی انسان باشد، بخش وسیعی از موضوعات در حوزه بررسی آن قرار می‌گیرد که برخی از آنها عبارت است از: فعالیت جسمانی روزانه انسان ها از هر جنسیت و در دوره‌های متفاوت سنی، فعالیت ورزشی ورزشکاران قهرمان که شامل مهارت های پیچیده حرکتی است، فعالیت افرادی که ضایعات عصبی- عضلانی دارند یا دچار قطع اندام شده‌اند، فعالیت کارگرانی که در کارخانه‌ها وسایل را حمل و جا به جا می‌کنند و همینطور دستورالعمل‌ها یا برنامه‌های تمرین درمانی و توانبخشی که متخصصان تنظیم و توصیه می‌کنند.

مروری کوتاه بر تاریخچه علم بیومکانیک و مطالعه بیومکانیکی حرکت انسان
بیومکانیک علمی نو و در عین حال قدیمی است. نو بودن آن را می‌توان در موج گسترده تحقیقات بیومکانیکی و مقاله‌نویسی درباره این دانش که از دهه 1960 آغاز شده است را مشاهده کرد.

مروری کوتاه و گذرا بر تاریخ مطالعه انسان نشان می‌دهد که در مقطعی، پدران و مادران در آموزش مهارت‌های حرکتی ضروری به فرزندان خود، از جمله مهارت‌های تیراندازی، شکار و فرار از موقعیت‌های خطرناک، نقش اساسی داشتند و این کار را با روش آزمون و خطا انجام می‌دادند. سپس، از میان نسل‌های بعدی، محققانی سختکوش برخاستند و درباره حرکت انسان به پژوهش پرداختند. آنان یافته‌های خود را منتشر کردند و نسل‌های بعدی از تکنیک و روش‌های پیشنهادی آنان برای درک و توسعه علم مربوط به مطالعه ابعاد حرکت انسان بهره بردند.

نقش‌های روی دیوار غارها نوع توجه نسل دوره باستان را به روش اجرای مهارت‌های حرکتی نشان می‌دهد. تصویر بسیاری از بازی‌ها و چگونگی اجرای مهارت‌ها، مانند آنچه از آن با نام کشتی فرنگی، شنای کرال سینه، و تکنیک‌های دویدن یاد می‌شود، روی دیوار غارها نقش بسته است.

“ارسطو” (Aristotle) بدون استفاده از دستگاه‌ها و وسایل آزمایشگاهی درباره موقعیت بدن، مرکز ثقل دوندگان، پرندگان و پرتاب کننده‌ها نظریات کارگشایی داده است. “هارت” (Hart) می‌گوید: از نظر علم بیومکانیک باید به ارسطو احترام گذاشت زیرا قوانین حاکم بر چرخش اجسام که بعدها “لئوناردو داوینچی” (Leonardo Da Vinci) آنها را تکمیل کرد، از کشفیات اوست.
“ارشمیدس” (Archimedes) ریاضیدان یونانی و ارائه‌کننده اصل سیالات، پایه‌گذار نظری اصول حاکم بر شنای مدرن شناخته می‌شود، ضمن آنکه نظر او درباره اهرم‌ها و مباحث مربوط به قرقره‌ها بسیار مدرن جلوه می‌کند. دانش او به حدی وسیع بود که توانست ریاضیات را برای طرح نظریات خود به کار گیرد.
“لئوناردو داوینچی” (Leonardo Da Vinci) زیست‌شناس، هنرمند و مهندسی زبده بود. دانش او درباره کالبدشناسی و مکانیک موجب شده که پایه گذار تفکر بیومکانیک شناخته شود. او عملکرد عضلات را هنگام اجرای مهارت‌های حرکتی به تصویر کشید. این کار برای دانشجویان و متخصصان بیومکانیک پس از او اهمیت بسیار داشت.

هم زمان و در ادمه این حرکت رو به رشد، دانشمندانی چون “گالیله” (Galileo)، “بورلی” (Borelli)، و “نیوتن” (Newton)، اطلاعات لازم برای درک ابعاد مختلف حرکت انسان را برای متخصصان بیومکانیک فراهم کردند.
نقش “بورلی” در مطالعه حرکت انسان تا حدی مؤثر بوده که برخی دانشمندان معتقدند باید او را پدر علم بیومکانیک جدید دانست.

تحقیقات و علم بیومکانیک

به طور قطع، پیشرفت دانش در همه زمینه های علمی در چند دهه اخیر سرعت و گستردگی بسیاری داشته و علم بیومکانیک نیز از این قاعده مستثنا نبوده است. تحقیقات بیومکانیکی درباره حرکت انسان شامل سه حوزه “پایه ای و بنیادی” (Fundamental)، “کاربردی” (Applied)، و “درمانی” (Clinical) است.

“بیومکانیک بنیادی” درباره مسائل مبنایی و بنیادی مربوط به این علم و نظریه پردازی های مورد نظر برای درک بهتر مفاهیم موجود، و علت و چرایی پدیده ها بحث میکند. در این حوزه، محققان گوناگونی از جمله مهندسان، ریاضیدانان، زیست شناسان و متخصصان رایانه به مدل نمودن، توصیف کردن، کمّیت دادن و طبقه بندی حرکت های حاصل از عملکرد مکانیکی بدن انسان می پردازند. کسانیکه در دو زمینه “بیومکانیک کاربردی” و “بیومکانیک درمانی” به مطالعه می پردازند از نتایج حاصل از تحقیقات بنیادی استفاده می نمایند.

“بیومکانیک کاربردی” حوزه ای است که در آن محققان قوانین موجود را برای تحلیل توصیفی یا کمّی فعالیت های حرکتی انسان به کار می گیرند و بیشتر به نتایج کاربردی این علم اهمیت می دهند. محققان علوم ورزشی از این دسته اند، زیرا با مطالعه و بکارگیری قوانین مکانیکی، برای اصلاح، توسعه و بهبود مهارت های ورزشی تلاش می کنند.

“تحقیقات درمانی و پزشکی” حوزه دیگری از تحقیقات بیومکانیکی است که از آن برای بررسی بخش هایی از بدن که دچار صدمات جسمانی شده اند؛ استفاده می کنند. مثلاً مطالعات بیومکانیک استخوان، عضلات، خون یا ریه.