助中国“飞人”飞起来

　　“想要跑得快，首先要了解人体究竟是如何跑的”，刘教授介绍。他领衔的国家自然科学基金项目“制约短跑速度能力的神经力学探讨”和“肌肉损伤机制的神经肌肉骨骼系统建模与仿真研究”，针对优秀短跑运动员进行测试，采集运动学、动力学以及神经肌肉动作控制等一系列数据，建立起下肢神经肌肉骨骼系统动力学模型……若将专业术语翻译成科普语言，这相当于拍出一部“透视电影”，运动员跑动时的肌肉运动、关节运转、受力方向，纤毫毕现。

　　就在这时，刘教授有了个有趣的发现。常识中，我们总觉得跑步脚掌着地时，由于地面的反作用力，下肢关节是受到压缩的；然而在“慢镜头”播放“透视电影”时，可以发现，在脚着地的初期，膝关节受力是相当复杂的，肌肉力矩不是我们想象中那样，抵抗外力压缩，而是主动向内屈的。换句话说，人体高速跑动时脚掌支撑期约为100毫秒，那前10毫秒膝关节受到外力作用的是伸展力矩，而非压缩力矩。这一发现看似微小，却可为下肢肌肉链找到更为高效的运动方式，据此改善训练方法，可令运动员更好地挖掘人体潜能，跑得更快、更安全。

　　如今，刘教授这位人体物理学家的研究又进一步，他与清华大学的李庆教授合作，针对我国目前最优秀的短跑运动员张培萌、孙立冰等9名选手进行专门分析，并结合本体感觉、神经传导速度、神经反射、下肢髋膝踝以及跖趾关节力量，探寻其与运动成绩的因果关系，希望能为我国短跑运动员突破技术瓶颈，提供一分助力。令人欣喜的是，该研究目前已完成了第二次实验测试，预计今年完成。

　　为老年人设计专用哑铃

　　这神奇的“人体物理学”只服务于基础研究和竞赛成绩吗？在运动科学中探索了30多年的刘教授对此并不认同。在繁忙的基础科研工作以外，他带领团队根据对人体神经肌肉系统的了解，以及生物力学领域的原创性成果积累，设计出专门针对老年人锻炼的器材——老年专用惯性哑铃。

　　刘教授介绍，普通哑铃锻炼时，我们用到的，主要是其上下位置变化后产生的阻力，人体肌肉与阻力对抗，获得锻炼。而经过特殊设计的惯性哑铃，在使用时，不仅产生重力阻力，还因自身转动产生大量转动阻力与惯性，这一特别的转动惯性阻力可传递至使用者的手臂及全身，锻炼肌肉力量的同时，对肌群协调能力、人体平衡能力的锻炼，尤为有效。据悉，这一应用性成果已在美国获得专利，更已转化为产品，远销国外。刘教授看来，以生物力学为重要支撑的运动科学，更应该服务于大众健康，令生活更美。（本报记者　彭德倩）