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*Introduzione

Introduzione al corso, cosa è la biomeccanica, campi applicativi (meccanica, medicina, sport, industria).
Piani e punti di riferimento del corpo umano, nomenglatura del corpo umano, nomenglatura del movimento umano, convenzioni per descrivere il movimento umano, terminologia.

*Modelli del corpo umano

Introduzione a diversi modelli comunemente usati nell'analisi del movimento (punto materiale, modelli piani, modelli 3D, corpi rigidi o flessibili, articolazioni semplici e reali).
Criteri per scegliere il modello più adatto. Esempi applicativi: modelli per il salto in lungo (punto materiale, massa-molla, 2 masse più molle e smorzatori).

Modelli piani a segmenti rigidi: esempi di stima delle forze scambiate tra corpo umano ed ambiente esterno, forze articolari, forze muscolari. Effetti della postura sulle forze. Sistemi staticamente indeterminati: applicazioni e teoria, tecniche di ottimizzazione.

*Antropometria

Cosa è l'antropometria, il suo ruolo nel progetto di oggetti e nell'ambiente industriale, problemi statici, classificazione delle misure antropometriche; tavole antropometriche; esempi di misura di dati antropometrici.

*Il sistema muscoscheletrico

Muscoli: definizioni generali, fibre muscolari, il sarcomero, unità motorie, il "twitch" (scossa singola), attivazione muscolare, il modello di Hill. Meccanocettori: il fuso muscolare, l'organo tendineo del Golgi. Segnali elettromiografici. Accenni alla generazione di potenza aerobica e anaerobica. Le articolazioni umane: morfologia e classificazione cinematica; la cartilagine, il liquido sinoviale e i meccanismi di lubrificazione, legamenti, tendini, i menischi. Arti superiori ed inferiori: struttura scheletrica, cinematica articolare e morfologia, muscoli.

*Il sistema nervoso

Accenni all'organizzazione del sistema nervoso centrale e periferico. Principio di funzionamento dei neuroni e del sistema motorio.

*Sistemi per la misura e l'analisi del movimento

Strumentazione base: elettrogoniometri, piattaforme di forza, accelerometri. Strumentazione stereofotogrammetrica classica: aspetti funzionali, principi di funzionamento, marker attivi e passivi. Movimenti di marker e di corpi, ricostruzione 2D e 3D del movimento (Direct Linear Transformation, equazioni epipolari). Analisi di serie di dati, interpolazione, filtraggio, smoothing. Cinematica e dinamica. Esempi applicativi: ciclismo, tennis, scherma.

*Analisi del cammino

Descrizione del ciclo del passo, movimento delle articolazioni e coppie articolari. Cinematica e dinamica di modelli piani, forze articolari e muscolari.

*Introduzione alle protesi

Classificazione delle protesi (endoprotesi, arti artificiali, fissatori esterni). Caratteristiche generali delle protesi (funzionalità, biocompatibilità, comfort, sicurezza, durata nel tempo,...). Alcuni esempi: protesi di ginocchio, protesi policentriche, protesi d'anca.

*Comportamento meccanico dei tessuti biologici

Ossa, cartilagine, tendini, legamenti. Sruttura delle ossa, rimodellamento osseo.

Esempi di biomeccanica dello sport

Ciclismo, tennis.