ANALISI DELLA CORRETTEZZA BIOMECCANICA E DEGLI SCOMPENSI INDOTTI DALL'AFFATICAMENTO

Il presente lavoro di tesi si inserisce nell'ambito della biomeccanica del movimento umano, proponendo un'analisi quantitativa della cinematica della corsa e delle strategie di compenso meccanico indotte dall'affaticamento neuromuscolare. Partendo dalla modellazione matematica della locomozione tramite il paradigma massa-molla (SLIP) e l'approccio multibody per gli attuatori muscolo-tendinei, lo studio valuta come il progressivo decadimento della forza contrattile agisca da perturbazione su un sistema di controllo posturale, costringendo la catena cinematica a riorganizzare i propri gradi di libertà per preservare la stabilità dinamica. L'architettura sperimentale ha previsto la somministrazione di un protocollo di stress su un campione eterogeneo, strutturato per analizzare diverse tolleranze ai carichi: un sistema biologico non condizionato, atleti agonisti normodotati e un atleta paralimpico d'élite dotato di protesi passiva a restituzione di energia (RSP). L'acquisizione dei dati cinematici è stata condotta in ambiente ecologico (outdoor) sfruttando tecnologie di computer vision markerless basate su algoritmi di intelligenza artificiale (Ochy). L'affidabilità di tale sistema è stata rigorosamente validata in ambiente laboratoristico mediante il confronto con il gold standard optoelettronico e pedane di forza (BTS Bioengineering), estraendo metriche dinamiche avanzate come l'Indice di Forza Reattiva (RSI) .L'elaborazione dei parametri spaziali e temporali ha evidenziato tre distinte firme biomeccaniche di risposta allo stress. Nel sistema non allenato si registra un cedimento strutturale: l'arto perde la propria capacità di smorzamento elastico, trasformandosi in un trasmettitore passivo di urti ad alto rischio lesivo. Nei sistemi ad alto condizionamento, la fatica non determina un collasso, ma innesca una riprogrammazione geometrica compensativa, in cui l'efficienza propulsiva viene sacrificata in favore del bilanciamento. Particolarmente rilevante sul piano dell'ingegneria è l'adattamento osservato nel sistema ibrido uomo-protesi: il controllo neuro-motorio gestisce attivamente un'"efficienza asimmetrica”. In conclusione, i risultati dimostrano che il corpo umano sotto sforzo si comporta come un sistema plastico ad alta tolleranza ai guasti. Sotto l'azione perturbatrice della fatica, l'architettura muscolo-scheletrica dà priorità alla stabilità del baricentro e all'assorbimento dei carichi, accettando e modulando deviazioni asimmetriche.