La biomécanique humaine en tant que discipline rigoureuse est la fusion relativement moderne des deux sciences anciennes de la physiologie et de l’ingénierie. La recherche sur la biomécanique a toujours existé, depuis les premiers humains qui ont extrait un os d’une carcasse d’animal et l’ont utilisé avec succès pour soulever une lourde pierre sous laquelle s’enfouissaient de savoureux larves d’insectes. Ce n’est que dans les années 1970, cependant, avec les progrès technologiques en matière de mesure et de calcul électroniques, que les principes mécanistes sont devenus une influence primordiale dans la compréhension des systèmes biologiques. L’articulation du genou humain, par exemple, est couramment modélisée comme, voire définie comme, une charnière ou un levier mécanique. Cette approche de l’anatomie humaine s’étend à de nombreux domaines variés au-delà de la médecine, y compris la performance athlétique et le design industriel.
Ce n’est pas que le genou humain n’ait pas été assimilé à une charnière par les physiologistes précédents étudiant les structures et la fonction des parties du corps. Le génie mécanique est une science pratique dans le langage des mathématiques. Lorsqu’il est devenu possible de mesurer avec précision les nombreuses pièces d’un genou et leurs tolérances aux forces mécaniques, il était facile de relier ces nombres à des équations d’ingénierie connues qui définissent les attributs physiques d’une charnière ou d’un levier. Ces mesures et calculs, appelés biométrie, sont utilisés pour améliorer les prothèses telles que les prothèses de hanche artificielles. La biomécanique humaine est la tentative de définir non seulement une articulation osseuse, mais l’ensemble du corps humain – sa structure, sa conception et son fonctionnement – comme quelque chose de représentable par simulation informatique.
L’objectif principal de la biomécanique, telle qu’elle s’applique au corps humain, a été en grande partie d’améliorer la santé. Un exemple de ceci est l’évaluation de la santé cardiaque cardiovasculaire par des mesures du débit sanguin et leur application aux principes d’ingénierie régissant la dynamique des fluides, le comportement physique des liquides. L’une des applications les plus connues de la biomécanique humaine est la kinésiologie, l’étude du mouvement. Cela a été une contribution importante à l’industrie du sport.
Le principe d’ingénierie appelé optimisation détermine les valeurs spécifiques d’un système mécanique, tel qu’un moteur à moteur, pour atteindre un certain état, tel que l’efficacité ou la tolérance aux pannes. Avec des mesures pertinentes d’un athlète donné et un modèle de la biomécanique humaine de la course à pied, il est également possible de calculer sa forme optimale, sa foulée et d’autres valeurs pour avoir une chance de battre le record du monde. Par les mêmes méthodes, il pourrait être démontré que la biomécanique correcte pour un lanceur de baseball particulier dicte que sa balle rapide à doigts divisés doit être lancée avec plus de courbure et moins de contrainte de couple, au niveau de l’articulation du coude. Les technologies de mesure et d’analyse sont ce qui a conduit le domaine moderne de la biomécanique humaine. Des capteurs tels que des accéléromètres pour mesurer la vitesse, des systèmes de caméras de capture de mouvement tridimensionnel à grande vitesse et des ordinateurs puissants capables de simuler les performances de systèmes très complexes sont autant d’exemples d’outils permettant d’étudier le corps en tant que système mécanique.