Техника - молодёжи 1997-09, страница 48

вители профессий, связанных с интенсивным физическим трудом, травматологические больные на стадии реабилитации и — особенно — спортсмены. В сущности, ради последних главным образом и существует наука биомеханика. Большой спорт в бешеной гонке за достижениями изощряется в поиске новых способов добавить прыгуну еще хоть несколько сантиметров, сэкономить спринтеру еще хоть несколько сотых секунды. Перепробовав традиционные и зкзо ические методы тренировок, до отказа накачавшись стимуляторами, словом — выжав все возможное из эмпирического и экстенсивного, обратились к точному знанию. Цель — изыскать научно обоснованные и практически неисчерпаемые (интенсивные!) способы оптимизации движений.

Напряжение мышц растягивание сухожилий, сгибание суставов — подчиняются физическим законам. Стало быть, глобальная задача — применить их к человеческому организму. Очень важно не увлечься при этом сугубо механическими построениями и не свести человека к машине — иными словами, не забыть о приставке «био-». А значит — учесть особенности кровообращения, дыхания, нервной деятельности, пищеварения... Другая трудность: для изучения процессов протекающих в живом организме, его бы лучше всего вскрыть и покопаться внутри, но, поскольку человека надо сохранить здоровым и бодрым, вскрывать его нельзя.

Поз ому приходится ограничиваться косвенными методами, из которых наилучший — компьютерный анализ движения. По мнению Герта-Петера Брюггемана, одного из ведущих специалистов кельнского Института спорта (Германия), он «куда надежнее выявляет изъяны в подготовке спортсмена, нежели наметанный тренерский взгляд». Что и неудивительно: компьютер быстро и досконально проанализи

рует каждую фазу движения, точно вычислит, под каким углом сгибается колено, до мельчайших деталей разберет неловкий шаг, вынудивший спринтера сбавить скорость... А еще — раскроет хитрости соперников.

Не случайно на Олимпиаду-92 в Барселону приехала целая руппа исследователей во главе i Брюггеманом и трудилась не покладая рук: снимала состязания на видеопленку, моделировала спортивную технику чемпионов, корректировала процедуру тренировок. Вот пример. Завершая обязательную программу на кольцах, гимнасту нужно выполнить кувырок назад и застыть не шелохнувшись. Как этого добиться? Компьютер, как всегда, готов к услугам: зная взаимное расположение суставов, распределение масс внутри отдельных частей тела и множество других исходных данных, рассчитывает главные параметры — мгновенное положение центра тяжести спортсмена, когда он нагибается всем телом вперед, и момент его инерции.

За несколько лет вот такой работы его позвоночник будет безнадежно изуродован — если не вмешаются биомеханики.

И дает совет: перед кувырком слегка покачивайтесь из стороны в сторону — тогда после него сохраните равновесие в кар тинной неподвижности.

Кроме компьютерного анализа, биомеханики широко применяют злектромио-графию — на коже подопытного закрепляют электроды, регистрирующие в збужде ние-торможение мускулов. Так можно, например, составить диаграмму сокращения мышц ноги или руки Есть и другие методы — тоже косвенные, но вместе они дают подробную и достоверную картину.

Внедрение результатов биомеханических изысканий в практику, конечно, не ограничивается рекомендациями типа «шатайтесь не после, а до». В мюнхенском Институте биомеханического анализа, дотошно изучив травмы горнолыжников, предложили удобную и безопасную конструкцию ботинок. На основании компьютерного моделирования строительных работ (эх и накувыркался же с виртуальных лесов виртуальный пролетарий на дисплее!), которое было выполнено в Тюбингенском университете, справляющем ныне 520-ле-тие, были исправлены нормы безопасности. Целая армия биомехаников в травматологических клиниках разных стран рассчитывает, как закрепить фиксатор, какую на-рузку дать срастающейся кости, — и пациенты быстрее и легче проходят реабилитацию. Небольшая бригада австралийских и немецких ученых ввинтила шестерым добровольцам в большую берцовую кость сенсорный датчик, фиксирующий ускорение, и непосредственно «анатомировала» ходьбу и бег...

Не забыта и теория. Установлено, что сенсомоторная («чувстводвигательная») система человека построена по модульному принципу, а первичный элемент ее — известная всем рефлекторная дуга. Словом, как любили повторять глашатаи достижений некогда народного хозяйства,

На Олимпииских играх а Барселоне биомеханическая бригада без устали моделировала рекорды чемпионов на компьютере.

* ^v«

ft L