Czy zastanawialiście się kiedyś, dlaczego małe dzieci zwykle biegną lub podskakują, idąc z rodzicami? Albo dlaczego gdy się śpieszymy przy przejściu z punktu A do punktu B, to czasem idziemy szybko, a czasem podbiegamy?

Naukowcy z uniwersytetu w Ohio (Stany Zjednoczone) przeprowadzili badania dotyczące sposobu poruszania się człowieka w zależności od tego, czy się śpieszy czy nie. Otóż okazało się, że ludzie podświadomie decydują się na chód, jeśli prędkość poruszania się jest mniejsza niż 2 m/s (7,2 km/h). Jeśli muszą poruszać się szybciej (powyżej 3 m/s) wówczas zwykle biegną.

Prędkość ruchu między 2 a 3 m/s, kiedy zwykle idziemy lub biegniemy albo łączymy te dwa sposoby poruszania się, nazwano prędkością przejściową. Połączenie chodu z biegiem może być czasami bardziej korzystne pod względem energetycznym niż spokojny chód. Prędkość przejściowa między chodem a biegiem wynosi 2–3 m/s dla dorosłego człowieka, ale dla dzieci prędkość ta jest niższa – przy długości nóg dziecka 50–55 cm prędkość przejściowa wynosi około 1,4 m/s (około 5 km/h), czyli jest bliska optymalnej prędkości chodu dorosłego człowieka. Wydatek energetyczny dzieci idących razem z rodzicami jest najmniejszy, jeśli połączą one chód z biegiem – co często możemy obserwować. Dzieci idące z rodzicami (nawet jeśli rodzice idą wolno) zwykle biegną lub podskakują. Często też obserwuje się, że dziecko się ociąga – idzie bardzo wolno, a następnie szybko podbiega – autorzy badań domyślają się, że ten rodzaj poruszania się dzieci również jest związany z minimalizacją wydatkowanej energii przeznaczonej na poruszanie się.

Podobnie rzecz ma się z psami. Prędkość przejściowa psów jest zależna od ich rozmiaru i mieści się w przedziale 0,9–1,3 m/s. Psy na długiej smyczy wydatkują najmniej energii na ruch, jeśli połączą chód z truchtem.

Czy jest jakaś przyczyna, która powoduje takie właśnie zachowanie? Ciało i mózg automatycznie próbuje zminimalizować ilość energii wydatkowaną na przemieszczanie się. Poniżej prędkości średnio 2,3 m/s chód wymaga mniejszej ilości energii niż bieg. Organizmy zwierząt podświadomie dążą do minimalizacji energii wydatkowanej na poruszanie się. Na przykład średnia prędkość ruchu piłkarzy podczas 90-minutowego meczu wynosi ok. 2,1 m/s (7,56 km/h) i mieści się w zakresie wartości przejściowej dla dorosłego człowieka. Ale dlaczego prędkość przejściowa człowieka wynosi akurat 2–3 m/s? Odpowiedź tkwi zapewne w specyficznej biomechanice układu ruchu człowieka.

Co ciekawe – jeśli wiemy, że po przejściu jakiegoś dystansu będziemy mogli się położyć, prędkość naszego ruchu jest większa, niż gdybyśmy na końcu naszej trasy musieli stać.

Nasuwa się pytanie czy jest sens w prowadzeniu badań dotyczących „strategii poruszania się”. Otóż jak najdokładniejsze poznanie zasad działania układu ruchu oraz praw nimi rządzących może pomóc naukowcom w projektowaniu lepszych protez narządu ruchu oraz budowę bardziej „ludzkich” robotów.

Tekst dr Agata Dragan-Górska

Źródła:

Walking, runing and resting under time, distance and average speed constraings: optimality of walk-run-rest mixtures, L.L.Long III and M. Srinivasan, Interface, Journal of the Royal Society, 2013

Are we built to be lazy? ScienceNOW, 30 January 2013, http://news.sciencemag.org/sciencenow/2013/01/are-we-built-to-be-lazy.html

Galeria zdjęć