علم الحركة الحيوية هو دراسة المبادئ الميكانيكية التي تحكم المشي والركض البشري، مع التركيز على كيفية تفاعل القوى والحركة وانتقال الطاقة داخل الجهاز العضلي الهيكلي لإنتاج الحركة. يجمع هذا المجال بين مفاهيم من الفيزياء والهندسة وعلم التشريح لتحليل علم الحركة (الحركة) وديناميكا الحركة (القوى) في دورة المشي، مما يوفر رؤى حول كيفية عمل العظام والمفاصل والعضلات والأربطة معًا لإنتاج حركة فعالة. تشمل المجالات الرئيسية للاهتمام في علم الحركة الحيوية تحليل زوايا المفاصل وقوى رد الفعل الأرضية وأنماط تنشيط العضلات وحفظ الطاقة خلال كل مرحلة من مراحل دورة المشي - من لمس الكعب إلى دفع الأصابع. على سبيل المثال، أثناء لمس الكعب، تقوم الكاحل بعمل ثني استثنائي لامتصاص الصدمة، بينما تنثني الركبة لتخفيف وزن الجسم، مما يوضح كيفية تنسيق المفاصل المختلفة لإدارة القوى. ومن الناحية الديناميكية، يفحص علم الحركة الحيوية القوى العمودية والأفقية والجهة الوسطى والجانبية التي تُمارس على الأرض، والتي تؤثر على الدفع والاستقرار. تُظهر قوى رد الفعل الأرضية، التي تُقاس باستخدام منصات القياس، كيف يتفاعل الجسم مع البيئة، حيث تشير القمم خلال لمس الكعب ودفع الأصابع إلى امتصاص الصدمة والدفع على التوالي. تُظهر أنماط تنشيط العضلات، التي تُتبع باستخدام كهربائية العضل، كيف تتقلص العضلات مثل عضلة السمانية وعضلة الظنبوب الأمامي للتحكم في حركة القدم والحفاظ على التوازن. كما يستكشف علم الحركة الحيوية كيف يمكن أن تؤدي الانحرافات عن الأنماط الطبيعية - مثل الانثناء المفرط أو المشي المعوّض أو تقصير طول الخطوة - إلى عدم الكفاءة أو الألم أو الإصابة. على سبيل المثال، قد يؤدي الانثناء الزائد خلال مرحلة الوقوف المتوسط تحمُّلًا زائدًا على الغشاء الأخمصي، مما يسهم في التهابه، بينما يمكن أن يؤدي المشي غير المتماثل إلى إجهاد الظهر السفلي أو الوركين. يعد فهم هذه العلاقات الميكانيكية أمرًا بالغ الأهمية لتطوير تدخلات مثل الأجهزة الداعمة، وتمارين العلاج الطبيعي، أو تعديلات الأحذية التي تصحح أنماط المشي غير الطبيعية وتحسّن الوظيفة. في الأبحاث والممارسة السريرية، يوفّر علم الحركة الحيوية أساسًا علميًا لتقييم فعالية العلاجات، وتصميم الأجهزة المساعدة، وتحسين الأداء الرياضي، مما يجعله تخصصًا أساسيًا في الرعاية الصحية وعلوم الرياضة وإعادة التأهيل.