Biomechanik

Definition

Unter dem Begriff Biomechanik versteht man die Wissenschaft, die sich mit den Bewegungsabläufen in biologischen Systemen, sowie den Funktionen von biologischen Bewegungsapparaten beschäftigt. Dabei geht es zusammenfassend gesagt um die Untersuchung von zwei grundlegenden Teildisziplinen:

die äußere Biomechanik konzentriert sich auf die Beobachtung, Darstellung und Beschreibung von mechanischen Prozessen und Eigenschaften
die innere Biomechanik beschreibt mehr die Regulationsmechanismen von Bewegungsabläufen, z. B. auf sensomotorischer Ebene

Die Biomechanik ist ein Teilgebiet der Biophysik.

Studium der Biomechanik

Die Biomechanik hat sich seit längerem als eigenständiges Wissenschafts- und Forschungsgebiet, nicht aber als unabhängiges Studienfach etabliert. Es fungiert an der Schnittmenge zwischen dem biologisch-medizinischen und dem physikalisch-technischen Forschungsbereich. Auch wenn nicht die Möglichkeit eines eigenständigen Studienfachs besteht, so besteht über einige andere Studiengänge die Möglichkeit, sich auf den Bereich Biomechanik zu spezialisieren. Diese Studiengänge wären zum Beispiel:

Anwendung

Sportbiomechanik

Die Sportbiomechanik beschreibt Themen zur Bewegungs- und Haltungsapparat im Rahmen interdisziplinärer Forschungsansätze. Insbesondere im Leistungssport und im Bereich des Breitensportes geht es um die Untersuchung und Optimierung von Bewegungsverfahren bei gleichzeitig höchster gesundheitlicher Schonung des Athleten. Folgende Messverfahren stehen dafür zur Verfügung:

Dynamometrie: Messung der von außen einwirkenden Kräfte
Anthropometrie: Bestimmung der Verteilung der Körpermasse, sowie Ermittlung des Körperschwerpunktes
Kinemetrie: Weg-Zeit-Messung (Geschwindigkeitsbestimmung von Körpern)
Elektromyograpfie: Messung der Muskelaktivität
Messung von Arbeit, Leistung, Energie, Drehmoment, Kraft, Impuls, Beschleunigung und Druck

Es existieren mehrere für die Biomechanik relevante Merkmale. Diese wären:

Kinematische Merkmale: Winkel, Beschleunigung, Geschwindigkeit, Weg
Dynamische Merkmale: Kraft, Masse, Drehmoment, Impuls, Trägheitsmoment
Zeitmerkmale: Zeitspanne, Frequenz

Biomechanik im Verkehr

Dieser Teil der Biomechanik konzentriert sich auf die dynamometrischen und ergometrischen Aspekte und die Möglichkeit, auf diese im Sinne der aktiven Sicherheit Einfluss zu nehmen. Die passive Sicherheit konzentriert sich schwerpunktmäßig auf die potenzielle Belastbarkeit des menschlichen Organismus. Diese gilt als Grenze bzw. als Richtwert bei der Entwicklung immer neuere und ausgeklügeltere Sicherheitssysteme, mit denen moderne Fahrzeuge ausgestattet werden.

Biomechanische Forschungseinrichtungen

Biomechaniklabor an der FH Aachen
Institut für Sportwissenschaften, Bremen
Institut für Biomechanik und Orthopädie, Sporthochschule Köln
Institut für Sportwissenschaften, Universität Koblenz
Arbeitsgruppe für Bewegungsanalytik, Veterinärmedizinische Universität Wien