
【醫】 animal mechanics
animal; creature
【醫】 animal; animal life; zoa; Zoo-
mechanics
【化】 mechanics
【醫】 mechanics
動物力學(Animal Mechanics)是生物力學的重要分支,聚焦生物體運動過程中力學原理與機械結構的相互作用。其核心在于解析動物通過骨骼、肌肉、關節等器官系統實現運動時涉及的動力學、運動學和材料力學規律。
從漢英詞典角度解析,該術語對應英文"zoomechanics"或"animal biomechanics",《牛津生物力學詞典》将其定義為"研究動物運動機制及其能量轉換過程的跨學科領域"。主要研究範疇涵蓋三方面:一是生物材料力學特性(如昆蟲外骨骼的抗壓強度),二是運動模式優化(如鳥類飛行時的空氣動力學適應),三是能量代謝效率(如魚類遊動的流體力學消耗)。
中國科學院動物研究所2023年發布的《脊椎動物運動機制白皮書》指出,現代動物力學研究已整合仿生工程學技術,通過高速攝像和計算機模拟還原獵豹奔跑時脊柱的彈性勢能儲存機制。這種定量分析方法為運動假肢設計和機器人研發提供了生物學原型,相關成果被《自然》子刊《生物工程》多次引用。
在應用層面,英國皇家學會《生物學報》近期研究證實,動物力學原理在醫療康複領域産生突破性應用。例如根據袋鼠跳躍時跟腱的能量回收機制,研發出可提高30%行走效率的智能假肢系統。該技術已通過劍橋大學臨床醫學中心驗證,進入産業化階段。
“動物力學”是生物力學的一個分支,主要研究動物身體結構、運動方式及其與環境相互作用的力學原理。以下是其核心内容和研究方向的詳細解釋:
動物力學結合生物學、物理學和工程學,分析動物在運動、捕食、防禦等行為中涉及的力(如肌肉收縮力、關節反作用力、流體阻力等)以及能量傳遞機制。研究對象包括骨骼、肌肉、關節等生物材料的結構特性。
動物通過長期進化形成力學優化結構,例如:
包括高速攝像運動捕捉、有限元結構應力分析、微力傳感器植入測量活體受力等,結合計算機建模(如基于鳥類飛行的CFD模拟)驗證理論。
該領域未來可能聚焦于微觀尺度力學(如細胞層面的力傳導)與智能材料(如自修複生物材料)的交叉研究,進一步揭示生命系統的力學奧秘。
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