Biomechanik

Biomechanik

Biomechanics is the study of motion, function, and structure of the mechanical form of living organisms. High-speed cameras have been used for years to study the movement of the human body, including how tendons, ligaments, bones, and muscles work together. In sports, biomechanics focuses on the actions of the body and the mastery of individual tasks. For example, performing a squat would include studying the position and movements of a person feet, knees, legs, hips, back, shoulder and even their arms. Biomechanics is also widely used for orthopedic research and development for implants, such as joints. Researching the performance of biomaterials such as joint implants play a pivotal role in design improvements for medical purposes. Biomechanics not only includes the study of the human body, but also animals and sometimes plants.

Anderson-Labor für evolutionäre Biomechanik

Ein wichtiger Forschungsbereich des Labors ist die Erforschung der Mechanismen des Schneidens und Einstechens in der Natur. Dabei werden verschiedene biologische Werkzeuge (Zähne, Stacheln, Krallen) sowie die Widerstandsfähigkeit verschiedener biologischer Gewebe gegen das Schneiden oder Einstechen experimentell getestet.

Springroboter mit anfänglicher Anpassung der Körperhaltung und einem Selbstaufricht-Mechanismus

Um die Sprungleistung zu verbessern, wird in dieser Arbeit ein springender Roboter mit anfänglicher Anpassung der Körperhaltung und einem Selbstaufrichtungsmechanismus vorgestellt. Für den Sprungmechanismus wird ein segmentiertes Getriebe verwendet, das eine Feder zur Speicherung und schnellen Freisetzung von Energie spannt und auslöst. Die vorderen und hinteren Stützbeinpaare werden für die anfängliche Anpassung der Körperhaltung verwendet. Ein Ende jedes Sprungbeins ist mit einer Feder verbunden, während das andere Ende mit der notwendigen Verkabelung verbunden ist. Auf diese Weise kann der Roboter bei der Landung seine Ausrichtung aus einer verkehrten Haltung korrigieren und gleichzeitig seine Sprungbeine wieder aufrichten und Energie speichern.

Landung auf Ästen beim Frosch Trachycephalus resinifictrix (Anura: Hylidae)

Frösche (Lissamphibia: Anura) sind für ihre sprunghafte Fortbewegung bekannt, die mit zahlreichen anatomischen Spezialisierungen zusammenhängt, die für diese Gruppe charakteristisch sind. Während die Biomechanik des Starts bei Fröschen eingehend untersucht wurde, ist über die Landung der Frösche nach einem Sprung weit weniger bekannt. Neben terrestrischen und aquatischen Arten haben mehrere Froschlinien eine arboreale Lebensweise angenommen, und insbesondere die Biomechanik der Landung auf schwierigen, kleinen und unvorhersehbaren Substraten wie Blättern oder Ästen ist praktisch unbekannt. Hier untersuchten wir die Landekinematik des Baumfrosches Trachycephalus resinifictrix (Hylidae) auf einem Holzstab, der einen kleinen Baumast imitieren sollte.