بیومکانیک محدوده ای از علم است که در آن دانش و روش های مکانیک برای توصیف ساختار و درک عملکرد سیستم های زنده، به کار گرفته می شود.
دانش بیومکانیک در چندین رشته مختلف، شامل: بیولوژی، ارگونومی، مهندسی، فیزیولوژی، پزشکی، فیزیک مکانیک و... مورد استفاده قرار می گیرد.
واژه بیومکانیک نمایانگر مبحث بسیار گسترده ای است که بطور کلی در آن با استفاده از قوانین فیزیک مکانیک پدیده های فیزیولوژیکی و بیولوژیکی توصیف شده و درک مناسبی از روابط علت و معلولی بدست می آید. این روابط در درک و توصیف حالات های پاتولوژیکی از اهمیت خاصی برخوردارند.
بیومکانیک از دو واژه بیو و مکانیک تشکیل شده است. واژه "مکانیک" که بیانگر فیزیک مکانیک است خود دارای زیرمجموعه هایی از قبیل حرارت و سیالات، طراحی جامدات و ساخت وتولید است که هریک به نوبه خود یک رشته تخصصی محسوب می گردند. از طرف دیگر واژه "بیو" نمایانگر علوم زیستی و پزشکی است. زیرمجموعه های این رشته نیز شامل کلیه رشته های تخصصی پزشکی و علوم مرتبط از قبیل الکتروفیزیولوژی، داروسازی، فیزیوتراپی، کینزیولوژی و غیره است.
در نتیجه، ادغام دانش بیومکانیک، فیزیولوژی و بیولوژی به درک صحیح و توانایی توصیف دقیق تر این سیستم در حالت های نرمال و پاتولوژیک منجر خواهد شد.
مبحث مهندسی ورزش از طرف دیگر، با مسائل طراحی و بهینه سازی ابزار و تجهیزات ورزشی و فضاها و اماکن ورزشی درگیر است. تسلط بر این مبحث نیز مستلزم بهره برداری از پیش زمینه های علمی مشابهی خواهد بود.
پیشرفته ترین تکنولوژی های روز مهندسی پزشکی ، مکانیک، ساخت و تولید، پلیمر، بیومکانیک، شیمی و .... در طراحی و بهینه سازی ابزار و تجهیزات ورزشی مورد استفاده قرار می گیرند.
طرحهای جدید در ابزار ورزشی جهت پاسخگویی به نیازهای بازاریابی نبوده بلکه بدنبال اعمال دست آوردهای علوم و فنون مختلف مهندسی در تصحیح و بهینه سازی و افزایش بازدهی تجهیزات می باشند.
مهندسی ورزش تخصصی است که در آن طراحی عناصر ، فضاها و اماکن ورزشی از قبیل کف پوشها، فضا، نور و صداگیری و..... از یک سو و شناسایی نکات مهم در تحلیل و طراحی ابزار جدید، از سوی دیگر مورد توجه قرار
می گیرد. تجهیزات ورزشی غالباً جزیی از بدن انسان تلقی می شوند. مهندسی پزشکی ، فیزیک مکانیک، تکنولوژی ساخت و تولید، دانش شیمی و پلیمری و .. همگی در یک مجموعه و به منظور ساخت ابزار بهتر مورد بهره برداری قرار می گیرند.
ورزش به عنوان مجموعه ای خاص از حرکات مهارتی انسانی در برگیرنده تمامی مواردی که در بخش اول ، معرفی پیش زمینه های بیومکانیک ، بوده است و مباحث مطرح شده به اشکال گوناگون در مجموعه های خاص حرکات مهارتی از جمله ورزش بروز می نمایند. پیشرفته ترین ابزارهای سنجشی و تصحیحی یعنی سیستم های تحلیل حرکت یا در اصل سینماتیک بدن ورزشکار را شناسایی می نمایند و بدنبال آن تبادلات نیرویی نیز از طریق سکوهای نیرویی مورد ارزیابی قرار گرفته تا تواماً توصیف دینامیک حرکت را در اختیار متخصصین بیومکانیک و بیودینامیک ورزش قرار دهند. در این راستا نه تنها اطلاعات دقیق تربیت بدنی بلکه دانش کامل اصول فنی و مهندسی نیز لازم خواهند بود تا بتوان توصیف دقیق ، علمی ، فنی و مهندسی برای حرکت موردنظر ارائه داد.
در نهایت می توان اقدام تصحیح حرکت ورزشکار، کار بر روی تکنیک و بهینه سازی حرکتی را انجام داد.
مبحث ورزش همانند هر فعالیت دیگر انسانی با گذشت زمان دچار تغییر و تحول شده است. قوانین ورزشی و ابزار و تجهیزات ورزشی همگی دچار تغییرات متداوم هستند. ورزش از تکنولوژی روز جهانی گسسته نمانده و پیشرفت های تکنولوژیکی حضور خود را در صحنه ورزش نیز به نمایش می گذارند. دانش رو به رشد بشری ، همانطور که در صحنه پزشکی تغییرات کاملاً محسوسی را ایجاد نموده ، در صحنه مهندسی نیز با دگرگون ساختن ساختارهای قبلی تاثیر قابل توجهی داشته است . توصیف علمی ورزش، به عنوان فعالیت متبحرانه انسانی ، مستلزم ادغام دانش پزشکی و مهندسی می باشد. از این رو انتقال مباحث بنیادی مهندسی به صورت کلان به متخصصین و دست اندر کاران ورزش کشور حائز اهمیت می باشد . این امر در مرحله اول موجب ارتقاء سطح دانش ورزشی متخصصین خواهد شد . این بستر علمی وفنی، در مراحل بعد ، توانایی درک علل تغییرات را افزایش داده و ایجاد ارتباط بین موقعیت کنونی وتغییرات آتی در قوانین و ابزار را از دیدگاه علمی ، فنی و مهندسی ، در اختیار متخصصین قرار می دهد . از این رو دو مبحث بیومکانیک ورزش و مهندسی ورزش در طی این مجموعه به صورت اجمالی معرفی شده اند. این دو مبحث توصیف کننده قوانین حاکم برحرکت و اصول طراحی و بهینه سازی تجهیزات می باشند. امید است که این مجموعه مقدماتی موجبات همکاری های آتی و بهره برداری جامعه ورزشی از توانایی متخصصین بیومکانیک و مهندسی ورزش را به ارمغان بیاورد.
مجموعه اطلاعات و دانشی که تاکنون مطرح گردیده است ، توصیف کننده پیش زمینه مورد نیاز برای برخورد به موضوع بیومکانیک ورزش می باشد . روند فکری کار با بیومکانیک تا کنون صرفاً بر روی تحلیل های بسیار مقدماتی آماری اعمال شده به نتایج آزمون های سینماتوگرافیکی بوده است .
اما بیومکانیک امروزه اجازه رویکرد منفردانه به ورزشگار را می دهد . مدل های ریاضی الکتروفیزویولوژی سلولی ماهیچه ای ، اجازه توصیف کار فیزیولوژیکی و کار مکانیکی را می دهند . در نتیجه ، امکان ایجاد ارتباط بین سینماتیک حرکت ، کار مکانیکی و فعل و انفعالات بیوشیمیایی وجود دارد . همچنین امکان در نظر گرفتن محدودیت هایی از قبیل خستگی روحی و فیزیکی نیز برای این قبیل ارتباطات وجود دارد .
بیومکانیک ورزش ، در واقع بیومکانیک و فیزیولوژی ورزش بوده و گستردگی ابعاد آن بسیار فراتر از تحلیل های سینماتیکی توسط دوربین های سرعت بالا یا تحلیل های سینتیکی توسط سکوهای نیروسنج و یا ضبط و تحلیل پتانسیل عمل ماهیچه ها توسط دستگاه EMG می باشد .
بیومکانیک ورزش، توصیف مکانیکی تعامل انسان با محیط در حین انجام حرکات ورزشی است.
بیومکانیک به ورزش به طرق زیر می تواند در خدمت ارتقاء کیفی ورزشکار و مربی قرار گیرد:
1. بهبود کارایی(Performance Improvement)
- بهبود تکنیک(Technique Improvement)
- بهبود تجهیزات(Equipment Improvement)
- بهبود تمرین(Training Improvement)
2. جلوگیری از آسیب ها و باز توانی(Injury Prevention & Rehabilitation)
- تصحیح تکنیک(Technique Correction)
-طراحی تجهیزات( Equipment Design)
