幫助科學(xué)家解決神經(jīng)系統(tǒng)、感覺(jué)和肌肉骨骼系統(tǒng)以及身體在物理中的運(yùn)動(dòng)之間的功能聯(lián)系問(wèn)題
未來(lái)數(shù)年運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的研究方法發(fā)展趨勢(shì)可歸納為： 1.競(jìng)技體育技術(shù)測(cè)試研究方法的發(fā)展趨勢(shì)，是向著適合于各個(gè)運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目需要的、能現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)反饋測(cè)試分析結(jié)果的儀器設(shè)備與方法和提供詳細(xì)測(cè)試分析報(bào)告的儀器設(shè)備與方法兩條并行的途徑發(fā)展。 （1）三維跟蹤攝像、攝影測(cè)量方法的推廣； （2）攝像、攝影精度逐步提高； （3）三維攝像、攝影測(cè)量逐步普及； （4）影像測(cè)量點(diǎn)識(shí)別、采集的自動(dòng)化； （5）足底壓力分布測(cè)試三維化； （6）運(yùn)動(dòng)技術(shù)測(cè)試儀器專項(xiàng)化、反饋快速化； （7）數(shù)學(xué)力學(xué)模型和人體運(yùn)動(dòng)仿真使用化等；以后主要是對(duì)經(jīng)典力學(xué)分析、力學(xué)模型研究、運(yùn)動(dòng)技術(shù)化、人體運(yùn)動(dòng)仿真、肌肉力學(xué)模型等方面進(jìn)行重點(diǎn)研究，使研究方法和測(cè)量手段進(jìn)一步向科學(xué)化和合理化發(fā)展。2.關(guān)于模型參數(shù)的選擇和確定，取決于參數(shù)的功能，即區(qū)分敏感參數(shù)和常規(guī)參數(shù)，并且使這些參數(shù)定量化和具有可比性。關(guān)于數(shù)據(jù)采集，首先是數(shù)據(jù)采集的標(biāo)準(zhǔn)化，然后是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行力學(xué)分析和評(píng)價(jià)，更重要的是對(duì)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行模型模擬，因?yàn)槟Ｐ湍M可以產(chǎn)生有關(guān)自變量對(duì)應(yīng)變量影響的系列信息，并建立兩類變量之間的數(shù)—力關(guān)系，從而為技術(shù)分析、技術(shù)控制和技術(shù)化提出預(yù)測(cè)，為運(yùn)動(dòng)損傷、康復(fù)手段的選擇提供方案。 3.運(yùn)動(dòng)器系的力學(xué)負(fù)荷、負(fù)荷分布和負(fù)荷能力以及運(yùn)動(dòng)器官、組織和系統(tǒng)的材料力學(xué)是預(yù)防生物力學(xué)的基礎(chǔ)。重力、支持力、相互作用力、介質(zhì)阻力以及摩擦力可作為對(duì)運(yùn)動(dòng)器系的負(fù)荷。通常使用但并未充分證明是否可靠的指標(biāo)有力、加速度、力矩、力梯度以及沖量、角沖量和它們的持續(xù)時(shí)間。所謂“”值也只是相對(duì)*限值。人體機(jī)能代償能力的儲(chǔ)備性決定了值是不可計(jì)測(cè)的。近年來(lái)關(guān)于運(yùn)動(dòng)器械，包括鞋、服裝方面的生物力學(xué)研究已引起人們的重視，這將是一個(gè)很有吸引力且富有商業(yè)價(jià)值的領(lǐng)域。 4.測(cè)量技術(shù)、遙測(cè)技術(shù)和肌肉動(dòng)力學(xué)測(cè)量技術(shù)（包括離體或在體肌肉動(dòng)力學(xué)測(cè)量過(guò)程）將成為今后發(fā)展的重點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)方法與理論模型相結(jié)合的綜合研究日趨增加，主要趨向是遙測(cè)無(wú)線部分?jǐn)?shù)據(jù)發(fā)射與數(shù)據(jù)采集裝置的小型化和測(cè)量過(guò)程及結(jié)果分析的快速化。
三維動(dòng)作捕捉也叫做三維動(dòng)作追蹤、三維運(yùn)動(dòng)追蹤，是一種用于準(zhǔn)確測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體在三維空間運(yùn)動(dòng)狀況的技術(shù)。它基于計(jì)算機(jī)圖形學(xué)原理，通過(guò)排布在空間中的數(shù)個(gè)視頻捕捉設(shè)備將帶有跟蹤設(shè)備的運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)狀況以圖像的形式記錄下來(lái)，然后使計(jì)算機(jī)對(duì)該圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到不同時(shí)間計(jì)量單位上物體的不同點(diǎn)的空間坐標(biāo)（x,y,z）。運(yùn)動(dòng)捕捉（Motion Capture或Mocap）在電影制作和游戲中，更多指的是匹配移動(dòng)。當(dāng)涉及到臉部、手或捕捉細(xì)微表情時(shí)，常常又被稱作表演捕捉。動(dòng)作捕捉系統(tǒng)主要應(yīng)用于**、娛樂(lè)、體育、醫(yī)療領(lǐng)域，還可用于計(jì)算機(jī)視覺(jué)驗(yàn)證和機(jī)器人技術(shù)。在電影制作和視頻游戲開(kāi)發(fā)中，該技術(shù)可記錄演員的動(dòng)作，并將數(shù)字角色模型制作成2D或3D電腦動(dòng)畫(huà)。
是比較古老的跟蹤方式，使用連桿裝置組成。是價(jià)格比較便宜、度較高和響應(yīng)時(shí)間短的系統(tǒng)。它可以測(cè)量物體整個(gè)身體運(yùn)動(dòng)，沒(méi)有延遲，而且不受聲、光、電磁波等外界干擾。另外，它能夠與力反饋裝置組合在一起。缺點(diǎn)是比較笨重，不靈活，而且有慣性。由于機(jī)械連接的限制，其工作空間也受到一定的限制，而且工作空間中還有一塊中心地帶是不能進(jìn)入的，俗稱機(jī)械系統(tǒng)死角，使機(jī)械設(shè)備不能進(jìn)入。
電磁式
使用光學(xué)感知來(lái)確定對(duì)象的實(shí)時(shí)位置和方向?；谌菧y(cè)量。光學(xué)式設(shè)備主要包括感光設(shè)備（接收器）、光源（發(fā)射器）以及用于信號(hào)處理的控制器。感光設(shè)備多種多樣，例如普通攝像機(jī)、光敏二*管等。光源可以是環(huán)境光，也可以是結(jié)構(gòu)光。為了防止可見(jiàn)光的干擾，通常采用紅外線、激光等作為光源。由于光的傳播速度很快，因此光學(xué)式設(shè)備顯著的優(yōu)點(diǎn)是速度快、具有較高的更新率和較低的延遲，較適合實(shí)時(shí)性強(qiáng)的場(chǎng)合，在小范圍內(nèi)工作效果好，其缺點(diǎn)是價(jià)格昂貴。
慣性式
通過(guò)盲推得出被跟蹤物體的位置，也就是說(shuō)完全通過(guò)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)部的推算。優(yōu)點(diǎn)是不存在發(fā)射源、不怕遮擋、沒(méi)有外界干擾，有無(wú)限大的工作空間。缺點(diǎn)是快速積累誤差。