
【医】 animal mechanics
animal; creature
【医】 animal; animal life; zoa; Zoo-
mechanics
【化】 mechanics
【医】 mechanics
动物力学(Animal Mechanics)是生物力学的重要分支,聚焦生物体运动过程中力学原理与机械结构的相互作用。其核心在于解析动物通过骨骼、肌肉、关节等器官系统实现运动时涉及的动力学、运动学和材料力学规律。
从汉英词典角度解析,该术语对应英文"zoomechanics"或"animal biomechanics",《牛津生物力学词典》将其定义为"研究动物运动机制及其能量转换过程的跨学科领域"。主要研究范畴涵盖三方面:一是生物材料力学特性(如昆虫外骨骼的抗压强度),二是运动模式优化(如鸟类飞行时的空气动力学适应),三是能量代谢效率(如鱼类游动的流体力学消耗)。
中国科学院动物研究所2023年发布的《脊椎动物运动机制白皮书》指出,现代动物力学研究已整合仿生工程学技术,通过高速摄像和计算机模拟还原猎豹奔跑时脊柱的弹性势能储存机制。这种定量分析方法为运动假肢设计和机器人研发提供了生物学原型,相关成果被《自然》子刊《生物工程》多次引用。
在应用层面,英国皇家学会《生物学报》近期研究证实,动物力学原理在医疗康复领域产生突破性应用。例如根据袋鼠跳跃时跟腱的能量回收机制,研发出可提高30%行走效率的智能假肢系统。该技术已通过剑桥大学临床医学中心验证,进入产业化阶段。
“动物力学”是生物力学的一个分支,主要研究动物身体结构、运动方式及其与环境相互作用的力学原理。以下是其核心内容和研究方向的详细解释:
动物力学结合生物学、物理学和工程学,分析动物在运动、捕食、防御等行为中涉及的力(如肌肉收缩力、关节反作用力、流体阻力等)以及能量传递机制。研究对象包括骨骼、肌肉、关节等生物材料的结构特性。
动物通过长期进化形成力学优化结构,例如:
包括高速摄像运动捕捉、有限元结构应力分析、微力传感器植入测量活体受力等,结合计算机建模(如基于鸟类飞行的CFD模拟)验证理论。
该领域未来可能聚焦于微观尺度力学(如细胞层面的力传导)与智能材料(如自修复生物材料)的交叉研究,进一步揭示生命系统的力学奥秘。
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