人體運(yùn)動(dòng)源于神經(jīng)、肌肉和骨骼系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)互動(dòng)。盡管了解運(yùn)動(dòng)神經(jīng)肌肉和肌肉骨骼功能的潛在機(jī)制，但目前還沒(méi)有對(duì)復(fù)合神經(jīng)肌肉骨骼系統(tǒng)中神經(jīng)機(jī)械相互作用的相關(guān)實(shí)驗(yàn)理解。這是理解人類運(yùn)動(dòng)的主要挑戰(zhàn)。 為了解決這個(gè)問(wèn)題，MotionMonitor開(kāi)發(fā)了綜合多尺度建模平臺(tái)，包括肌肉、骨骼和神經(jīng)模型等等。我們使用**的高密度肌電圖 (HD-EMG) 與盲源分離相結(jié)合，將干擾 HD-EMG 信號(hào)識(shí)別到由同時(shí)控制許多肌肉纖維的脊髓運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元放電的尖峰列車集合中。我們開(kāi)發(fā)了由體內(nèi)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元放電驅(qū)動(dòng)的多尺度肌肉骨骼建模公式，用于計(jì)算所得肌肉骨骼力的高保真估計(jì)。這將使神經(jīng)控制的肌肉組織如何與骨骼組織相互作用的分析能力qian所未有，因此將為了解神經(jīng)肌肉/骨科ji病的病因、診斷和治liao開(kāi)辟新的途徑。
運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)從研究的形式上，可分為理論研究方法和實(shí)驗(yàn)研究方法兩大類，實(shí)驗(yàn)研究方法又分實(shí)驗(yàn)室測(cè)量法和運(yùn)動(dòng)測(cè)量法。從研究的領(lǐng)域上，可分為物理學(xué)研究方法、生物學(xué)研究方法和系統(tǒng)研究方法。從研究材料的來(lái)源上可分為原始資料數(shù)據(jù)的采集整理和資料分析方法。研究運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目主要以運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)研究方法為主，生物學(xué)的研究方法為輔，綜合運(yùn)用多種實(shí)驗(yàn)手段。 美國(guó)的理查德·C.尼爾森把運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的研究方法大致概括為如下五種： （1）研究特定的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目或其中的某一環(huán)節(jié)的生物力學(xué)，這種主要對(duì)于運(yùn)動(dòng)員、尤其是只對(duì)某一運(yùn)動(dòng)專項(xiàng)感興趣的教練員非常有用。（2）研究多個(gè)運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目同包含的運(yùn)動(dòng)動(dòng)作（如著地、起跑等動(dòng)作）的生物力學(xué)。好處是建立一種一般性的理論，這個(gè)理論是建立在經(jīng)典力學(xué)定律之上，或是建立在共同的神經(jīng)控制模式之上。 （3）被稱為運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的評(píng)定方法，如從能耗觀點(diǎn)去評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)技術(shù)的優(yōu)劣等。 （4）指對(duì)某一專項(xiàng)運(yùn)動(dòng)所涉及的生理學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)以及專項(xiàng)特點(diǎn)等有關(guān)方面進(jìn)行綜合考慮。 （5）討論在運(yùn)動(dòng)中ren體器官的生物力學(xué)。 中國(guó)的周里將研究的方法分為高速攝影（二維與三維）、錄像、測(cè)力、肌電、肌力測(cè)試系統(tǒng)、同步測(cè)試、理論分析和CT、核磁共振其他方法。
未來(lái)數(shù)年運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的研究方法發(fā)展趨勢(shì)可歸納為： 1.競(jìng)技體育技術(shù)測(cè)試研究方法的發(fā)展趨勢(shì)，是向著適合于各個(gè)運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目需要的、能現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)反饋測(cè)試分析結(jié)果的儀器設(shè)備與方法和提供詳細(xì)測(cè)試分析報(bào)告的儀器設(shè)備與方法兩條并行的途徑發(fā)展。 （1）三維跟蹤攝像、攝影測(cè)量方法的推廣； （2）攝像、攝影精度逐步提高； （3）三維攝像、攝影測(cè)量逐步普及； （4）影像測(cè)量點(diǎn)識(shí)別、采集的自動(dòng)化； （5）足底壓力分布測(cè)試三維化； （6）運(yùn)動(dòng)技術(shù)測(cè)試儀器專項(xiàng)化、反饋快速化； （7）數(shù)學(xué)力學(xué)模型和人體運(yùn)動(dòng)仿真使用化等；以后主要是對(duì)經(jīng)典力學(xué)分析、力學(xué)模型研究、運(yùn)動(dòng)技術(shù)化、人體運(yùn)動(dòng)仿真、肌肉力學(xué)模型等方面進(jìn)行重點(diǎn)研究，使研究方法和測(cè)量手段進(jìn)一步向科學(xué)化和合理化發(fā)展。2.關(guān)于模型參數(shù)的選擇和確定，取決于參數(shù)的功能，即區(qū)分敏感參數(shù)和常規(guī)參數(shù)，并且使這些參數(shù)定量化和具有可比性。關(guān)于數(shù)據(jù)采集，首先是數(shù)據(jù)采集的標(biāo)準(zhǔn)化，然后是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行力學(xué)分析和評(píng)價(jià)，更重要的是對(duì)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行模型模擬，因?yàn)槟Ｐ湍M可以產(chǎn)生有關(guān)自變量對(duì)應(yīng)變量影響的系列信息，并建立兩類變量之間的數(shù)—力關(guān)系，從而為技術(shù)分析、技術(shù)控制和技術(shù)化提出預(yù)測(cè)，為運(yùn)動(dòng)損傷、康復(fù)手段的選擇提供方案。 3.運(yùn)動(dòng)器系的力學(xué)負(fù)荷、負(fù)荷分布和負(fù)荷能力以及運(yùn)動(dòng)器官、組織和系統(tǒng)的材料力學(xué)是預(yù)防生物力學(xué)的基礎(chǔ)。重力、支持力、相互作用力、介質(zhì)阻力以及摩擦力可作為對(duì)運(yùn)動(dòng)器系的負(fù)荷。通常使用但并未充分證明是否可靠的指標(biāo)有力、加速度、力矩、力梯度以及沖量、角沖量和它們的持續(xù)時(shí)間。所謂“”值也只是相對(duì)*限值。人體機(jī)能代償能力的儲(chǔ)備性決定了值是不可計(jì)測(cè)的。近年來(lái)關(guān)于運(yùn)動(dòng)器械，包括鞋、服裝方面的生物力學(xué)研究已引起人們的重視，這將是一個(gè)很有吸引力且富有商業(yè)價(jià)值的領(lǐng)域。 4.測(cè)量技術(shù)、遙測(cè)技術(shù)和肌肉動(dòng)力學(xué)測(cè)量技術(shù)（包括離體或在體肌肉動(dòng)力學(xué)測(cè)量過(guò)程）將成為今后發(fā)展的重點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)方法與理論模型相結(jié)合的綜合研究日趨增加，主要趨向是遙測(cè)無(wú)線部分?jǐn)?shù)據(jù)發(fā)射與數(shù)據(jù)采集裝置的小型化和測(cè)量過(guò)程及結(jié)果分析的快速化。
三維動(dòng)作捕捉也叫做三維動(dòng)作追蹤、三維運(yùn)動(dòng)追蹤，是一種用于準(zhǔn)確測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體在三維空間運(yùn)動(dòng)狀況的技術(shù)。它基于計(jì)算機(jī)圖形學(xué)原理，通過(guò)排布在空間中的數(shù)個(gè)視頻捕捉設(shè)備將帶有跟蹤設(shè)備的運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)狀況以圖像的形式記錄下來(lái)，然后使計(jì)算機(jī)對(duì)該圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到不同時(shí)間計(jì)量單位上物體的不同點(diǎn)的空間坐標(biāo)（x,y,z）。運(yùn)動(dòng)捕捉（Motion Capture或Mocap）在電影制作和游戲中，更多指的是匹配移動(dòng)。當(dāng)涉及到臉部、手或捕捉細(xì)微表情時(shí)，常常又被稱作表演捕捉。動(dòng)作捕捉系統(tǒng)主要應(yīng)用于**、娛樂(lè)、體育、醫(yī)療領(lǐng)域，還可用于計(jì)算機(jī)視覺(jué)驗(yàn)證和機(jī)器人技術(shù)。在電影制作和視頻游戲開(kāi)發(fā)中，該技術(shù)可記錄演員的動(dòng)作，并將數(shù)字角色模型制作成2D或3D電腦動(dòng)畫。
機(jī)械式
電磁式
使用光學(xué)感知來(lái)確定對(duì)象的實(shí)時(shí)位置和方向?；谌菧y(cè)量。光學(xué)式設(shè)備主要包括感光設(shè)備（接收器）、光源（發(fā)射器）以及用于信號(hào)處理的控制器。感光設(shè)備多種多樣，例如普通攝像機(jī)、光敏二*管等。光源可以是環(huán)境光，也可以是結(jié)構(gòu)光。為了防止可見(jiàn)光的干擾，通常采用紅外線、激光等作為光源。由于光的傳播速度很快，因此光學(xué)式設(shè)備顯著的優(yōu)點(diǎn)是速度快、具有較高的更新率和較低的延遲，較適合實(shí)時(shí)性強(qiáng)的場(chǎng)合，在小范圍內(nèi)工作效果好，其缺點(diǎn)是價(jià)格昂貴。
慣性式