人体运动中的运动学与动力学
区分 kinematics 对位置、角度、速度和加速度的描述，与 kinetics 对力、力矩、功率及外力作用的分析，并明确视频姿态数据不能直接等价为组织负荷。
[!info] related notes
- 所属 MOC: 生物力学 MOC
- 相邻 MOC: 动作科学 MOC, 评估与测量 MOC
- 相关概念: 力、力矩与力臂, 逆动力学、关节力矩与内部负荷
人体运动中的运动学与动力学
覆盖范围
Biomechanics 里最基础的分层之一是：
Kinematics
= 描述怎么动
Kinetics
= 分析与运动相关的力和力矩二者必须分开，因为“看到了一个动作轨迹”不等于“已经知道身体内部承受了多大力”。
Kinematics：描述运动，不直接回答力从哪里来
常见 kinematic variables 包括：
- position / displacement；
- joint angle；
- linear / angular velocity；
- linear / angular acceleration；
- segment orientation；
- trajectory；
- range of motion。
例如视频里可以估计：
knee flexion angle
hip angular velocity
trunk displacement这些都在回答：
身体各 segment 在空间中怎样变化？
而不是：
哪块肌肉产生了多少 force？
Kinetics：关注力、力矩和功率
常见 kinetic variables 包括：
- external force；
- ground reaction force；
- joint moment；
- joint power；
- impulse；
- work / mechanical energy。
经典 gait biomechanics 文献通常把 motion / joint angles 归为 kinematics，把 forces and moments 归为 kinetics。
要获得 kinetics，往往不仅需要 motion，还需要 force plate、segment inertial properties、模型和 inverse dynamics 等信息。
一个视频通常主要提供 Kinematics
普通单目 / 多目视频或 pose estimation 主要观测：
pixel / keypoint trajectory
→ estimated body landmarks
→ estimated kinematics如果没有可靠 external force measurement、body segment model 和经过验证的算法，就不能从：
knee angle = X°直接得到：
knee joint moment = Y Nm
patellofemoral force = Z N
ACL load = ...这些是更后层的 model-derived quantities。
Kinematics 与 Kinetics 可以出现相似动作、不同负荷
两次动作可能看起来关节角度相近，但：
- external load 不同；
- movement speed 不同；
- acceleration 不同；
- ground reaction force 不同；
- muscle co-contraction 不同。
因此内部 force / joint loading 可能不同。
反过来，相同外力任务也可以通过不同 kinematic strategy 完成。
所以：
similar posture
≠ similar kinetics和 Movement Science 的分工
动作科学 MOC 更关注 task、strategy、variability、adaptation。
Biomechanics 则提供：
position / velocity / acceleration
force / moment / power这套机械语言。
例如：
single-leg squat 中膝关节向内位移首先是 movement observation / kinematic finding。
要进一步谈 joint moment、muscle force 或 tissue loading，需要额外 kinetic evidence 和模型。
BodySense 的数据层边界
推荐至少分：
kinematic_observation:
joint_angle: ...
angular_velocity: ...
source: video_pose
kinetic_measurement:
ground_reaction_force: ...
source: force_plate
model_derived_estimate:
joint_moment: ...
model_version: ...
assumptions: [...]这样就不会让 UI 上的“角度”被误读为“关节压力”。
最终不变量
Motion Capture
≠ Force Measurement
Kinematic Difference
≠ Kinetic Difference Automatically
Joint Angle
≠ Tissue Load
Pose Estimation
≠ Musculoskeletal Simulation