[!info] related notes

• 父 MOC: 功能解剖 MOC
• 相邻 MOC: 动作科学 MOC, 评估与测量 MOC, 训练动作与方案 MOC
• 关系笔记: 运动健康知识建模 North Star：Thought Forest 到 BodySense

生物力学 MOC

这张地图覆盖什么

这张地图负责把功能解剖连接到真实 movement / training / assessment：用 kinematics、kinetics、force、moment、moment arm、CoM、CoP、GRF 和 inverse dynamics 等机械语言描述人体运动。

它不负责把一个 mechanical variable 直接翻译成 diagnosis，也不把 model-derived estimate 当 direct measurement。

推荐阅读顺序

1. 人体运动中的运动学与动力学
2. 力、力矩与力臂
3. 长度-张力关系与力量-速度关系
4. 质心、压力中心、地面反作用力与平衡
5. 逆动力学、关节力矩与内部负荷
6. 动作科学 MOC

核心不变量

Kinematics ≠ Kinetics
Joint Angle ≠ Tissue Load
CoM ≠ CoP
GRF ≠ Internal Joint Force
Net Joint Moment ≠ Individual Muscle Force
External Joint Moment ≠ Internal Joint Contact Force
Model-Derived Estimate ≠ Direct Measurement
Reference Geometry ≠ Individual Anatomy

这些边界对 BodySense 尤其重要，因为视觉模型天然更容易获得 kinematics，而不是完整 kinetics / tissue loading。

Kinematics 与 Kinetics

• 人体运动中的运动学与动力学

Kinematics 负责 position、angle、velocity、acceleration；kinetics 负责 force、moment、power 等。

因此普通视频得到 joint angle，不等于已经知道 joint moment 或 tissue load。

Force、Moment 与 Moment Arm

• 力、力矩与力臂

简化模型下：

moment ≈ force × perpendicular moment arm

但 moment arm 会随 joint angle、geometry 和 muscle path 改变，因此功能解剖中的“某肌肉负责某动作”只是简化描述。

Muscle Mechanics

• 长度-张力关系与力量-速度关系

肌肉输出能力会受到长度和收缩速度影响。

把它与 moment arm 放在一起可以理解：

force capacity
× leverage
→ possible joint moment contribution

但这仍不等于已经知道真实任务中 individual muscle force。

CoM、CoP、GRF 与 Balance

• 质心、压力中心、地面反作用力与平衡

核心区分：

CoM = whole-body mass distribution state
CoP = resultant pressure / force application location
GRF = external ground-contact force

Balance 是动态系统结果，不能压成单一 CoP sway 或“CoM 永远在 base of support 内”。

Inverse Dynamics 与 Internal Loading

• 逆动力学、关节力矩与内部负荷

典型链路：

motion + external force + segment model
→ net joint kinetics

但：

net joint moment
≠ unique muscle-force solution
≠ direct tissue loading

内部 load estimation 还需要 musculoskeletal models、individual anatomy、co-contraction assumptions 等额外信息。

与 Functional Anatomy 的关系

功能解剖 MOC 回答：

有哪些结构，它们具有什么可能的功能角色？

Biomechanics 进一步回答：

在特定 geometry、speed、external force 和 task 下，这些结构面临怎样的 mechanical demand？

因此：

anatomical function
≠ task-specific mechanical contribution automatically

与 Movement Science 的关系

动作科学 MOC 关注 task solution、variability 和 adaptation；Biomechanics 提供量化 mechanical variables。

二者配合，而不能互相替代：

movement strategy
↔ kinematics / kinetics

但 movement difference 不自动等于 harmful loading。

与 Assessment 的关系

评估与测量 MOC 负责 measurement protocol、reliability、validity 与 error。

Biomechanical variable 是否能成为可靠 assessment，取决于：

• instrument；
• protocol；
• model；
• measurement error；
• population；
• task context。

所以“理论上可计算”不等于“当前产品能可靠测量”。

与 Training 的关系

训练可通过改变：

• load；
• range；
• speed；
• external moment arm；
• repetition / fatigue；
• task constraint

改变 mechanical demand。

但 training load 与 tissue loading 不是同一个概念。后续 Training Science 会独立整理 external/internal training load，避免与 biomechanics 的 external/internal force / joint load 混淆。

BodySense 分层建议

observation:
  source: video
  kind: kinematic
  value: ...

measurement:
  source: force_plate
  kind: kinetic
  value: ...

model_derived_estimate:
  model_id: ...
  model_version: ...
  assumptions: [...]
  uncertainty: ...

不要把三层全部展示成同一种“身体负荷事实”。

下一阶段

Biomechanics 下一轮可以继续补：

1. work / power / impulse；
2. stress / strain 与 tissue mechanics；
3. stiffness / compliance；
4. joint coordinate systems 与 sign convention；
5. anthropometric segment models；
6. musculoskeletal simulation 与 optimization；
7. computer-vision kinematics 的 measurement validity。

相邻地图

• 功能解剖 MOC
• 动作科学 MOC
• 评估与测量 MOC
• 训练动作与方案 MOC
• 运动健康知识建模 North Star：Thought Forest 到 BodySense