A hatékony járás titka

Elég csak egy pillantást vetnünk Monty Python Hülye járások minisztériuma című gegjére s máris világossá válik, hogy az ember (legalábbis a brit komikusok) hány és hányféle módot bír kiagyalni arra, hogy egyik pontból eljusson a másikba. S hogy miért is nem távol ugrunk a buszmegállóig vagy szökdécselünk le a zöldségeshez? Új kutatások azt állítják, hogy komoly biomechanikus okok alapján választjuk meg szituációktól függően járásunk módját, s az e téren végzett további vizsgálatok abban lehetnek a tudomány segítségére, hogy hatékonyabb művégtagokat tervezzenek s talán abban is, hogy emberszerűbb robotokat hozzanak létre.

Korábbi futópadon végzett kísérletek alapján a tudósok megállapították, hogy amikor az emberek 2-3 méteres percenkénti sebességgel haladnak, folyamatos átmenetet képeznek a futás és a gyaloglás között. Ilyen sebesség mellett azért érezzük természetesnek a járásunk változtatását, mert a test és az agy automatikusan arra törekszik, hogy minimalizálja azt az energiát, amit az egyik helyről a másikra jutásra fordítunk. 2,3 m/s alatti sebesség esetén kevesebb energiába kerül a gyaloglás, ugyanakkor ha túllépjük ezt a határ takarékosabb futásra váltani.

Egy olyan futópad, azonban, amely meghatározza járásunk sebességét, talán nem a legalkalmasabb arra, hogy modellezzük, hogyan mozgunk, amikor a környéken sétálgatunk. Az Ohio Állami Egyetem Mozgás Laborjának kutatói azt vetették fel, hogy ösztönösen mozgunk-e olyan módon a világban, amellyel minimalizálhatjuk az energiaráfordítást. Hogy ezt kiderítsék, egy csoport egészséges embert kértek meg arra, hogy folyosókon illetve járdákon haladva, adott időn belül tegyenek meg 250 métert.

A kutatócsapat a Journal of the Royal Society Interface című lapban közzétett eredményei szerint a kísérlet hasonló végeredménnyel zárult, mint a korábbi futópados teszt: az emberek következetesen a gyaloglás mellett döntöttek, amikor 2 m/s-nál lassabban kellett haladniuk ahhoz, hogy elérjék céljukat az adott időn belül, ám amikor 3 m/s vagy annál gyorsabb haladásra volt szükség, futni kezdtek. Ám e két állapot közötti átmenet - amelyet a kutatásban résztvevő gépészmérnök "alkonyzónának" nevez - folyamán az emberek hajlamosak voltak vegyíteni a két járást. Annak ellenére, hogy a futással illetve gyaloglással töltött idő személyenként változott, a végső eredmény épp az elvártak szerint alakult: az emberek tudattalanul minimalizálják az A pontból a B pontba való eljutással járó energiaráfordítást.

A tanulmány a biomechanika szempontjából épp egy kritikus időszakban készült. John Bertram összehasonlító biomechanikus, a kanadai Clagaryi Egyetem munkatársa szerint ugyanis korábban már megfigyelés és leírás alapján tanulmányozták az emberi járást, ám arra soha nem tettek kísérletet, hogy megértsék  a mögöttes mechanizmusokat. Ez a mostani tanulmány azonban precíz matematikai állításokat fogalmaz meg annak érdekében, kísérletileg tesztelni lehessen a mozgásról alkotott különböző elméleteket.

A feltételezések szerint tehát azt a mozgásformát érezzük a legtermészetesebbnek, amely adott sebesség esetén a lehető legkevesebb energiát emészti fel. Ezek alapján lehetséges, hogy ha a mérnökök úgy programozzák a kétlábú robotokat, hogy azok előnybe részesítsék az energiaminimalizációt, az azt eredményezheti, hogy a robotok sokkal emberszerűbben járnak majd.

Addig is azonban a kutatók azt szeretnék elérni, hogy eredményeiket a művégtagok fejlesztéséhez használják fel. Lehetséges ugyanis olyan módon hangolni ezeket az eszközöket, hogy az energiafelhasználás minimálisra csökkenjen, amely által a protézis nemcsak természetesebbnek hat, hanem még használója életminősége is javulhat.

Forrás: www.wired.com

Hozzászólások

Az apától függ az ujjlenyomat

Az apától függ az ujjlenyomat

Ezeket a tulajdonságokat csak apádtól örökölhetted.

Veszélyes anyagok lehetnek a tetoválótintákban

Veszélyes anyagok lehetnek a tetoválótintákban

Egy kutatás talált rejtett anyagokat a tetováláshoz használt tintákban.

Számít, hogy melyik karunkba kaptuk a koronavírus elleni oltásokat

Számít, hogy melyik karunkba kaptuk a koronavírus elleni oltásokat

Egy új kutatási eredmény szerint nem mindegy, hogy hova kaptuk az első és az ismétlő vakcinát.

Ezekről a dolgokról talán nem tudod, hogy emberekről kapták a nevüket

Ezekről a dolgokról talán nem tudod, hogy emberekről kapták a nevüket

Tudod, hogy kiről nevezték el például a szaxofont, a sziluettet vagy a makadámiadiót?

A ráknak ellenálló genomokat fejlesztettek ki a csernobili mutáns farkasok

A ráknak ellenálló genomokat fejlesztettek ki a csernobili mutáns farkasok

A háború miatt nem halad a kutatás, ami nagy segítség lenne az emberi rákgyógyászatban is.

A tudomány szerint ezek a legborzasztóbb halálozási okok

A tudomány szerint ezek a legborzasztóbb halálozási okok

A halál öt legrémisztőbb fajtája.

Az emésztőrendszerünkre is hatással van az éghajlatváltozás

Az emésztőrendszerünkre is hatással van az éghajlatváltozás

Meglepő összefüggést fedezett fel egy új kutatás.

Ezért van szükség szökőévre!

Ezért van szükség szökőévre!

Minden, amit tudni kell a szökőévről.

A dinoszauruszok miatt nem élhetünk 200 évig?

A dinoszauruszok miatt nem élhetünk 200 évig?

Egy új hipotézis szerint az őslények tehetnek arról, hogy rövid az emberek élettartalma.

Az atombomba magyar atyjai

Az atombomba magyar atyjai

Ismerd meg Manhattan-tervben résztvevő magyar tudósokat!

http://ujhazak.com