Jannah Theme License is not validated, Go to the theme options page to validate the license, You need a single license for each domain name.
تقنية

يمشي البشر غريبًا. قد يعرف العلماء أخيرًا السبب


لشيء هكذا الروتين ، والمشي معقد بشكل صادم. يقسم أخصائيو الميكانيكا الحيوية خطوة واحدة إلى عدة مراحل: أولاً ، هناك هبوط ، عندما يضرب كعبك الأرض. بعد ذلك تأتي مرحلة الدعم الفردي ، عندما تقوم بالتوازن على تلك الساق. بعد ذلك ، تتدحرج على أصابع قدميك للإقلاع وتتأرجح رجلك إلى الأمام.

كل هذا يحتوي على لغز. لاحظ الباحثون منذ فترة طويلة أنه عندما نمشي ، ترتد ساقنا المزروعة مرتين قبل أن تتأرجح إلى الخطوة التالية. أي أن الركبة تنحني وتمتد مرة واحدة عندما تلمس القدم أولاً ، ثم مرة أخرى قبل الإقلاع مباشرة. يساعد هذا الارتداد الأول قدمنا ​​على امتصاص تأثير وزننا أثناء ارتطامنا بالأرض. لكن وظيفة الارتداد الثاني ، وهي سمة مميزة للهدف البشري ، لم تكن واضحة أبدًا.

في مراجعة البدنية بحث نُشر الشهر الماضي ، ربما وجد العلماء في جامعة ميونيخ إجابة. من خلال نمذجة القوى الفيزيائية التي تحرك ارتدادنا المزدوج ، استنتجوا أنها تقنية موفرة للطاقة لأنواع أعطت الأولوية للتحمل على السرعة لفترة طويلة – والتي قد تكون دليلًا على سبب تطور البشر لمثل هذا الهدف الغريب. الآن ، يعتقدون أن نموذجهم يمكن أن يساعد في تحسين التصميمات الاصطناعية والروبوتية ، وقد يقدم نظرة ثاقبة على الضغوط التطورية التي واجهها أسلافنا.

يقول دانيال رينجوسكي ، المهندس الميكانيكي الذي قاد الدراسة: “القدم هي العنصر الأساسي هنا”. قدم الإنسان ، بصراحة ، نوع من الغرابة في مملكة الحيوان. يتابع قائلاً: لدى الناس زاوية 90 درجة بين القدم والساق ، لكن القليل من الحيوانات الأخرى تفعل ذلك. هذا يعني أن معظم الحيوانات تمشي على أطراف أصابعها أو كرات أقدامها ، بينما نسير من الكعب إلى أخمص القدمين. أقدام الإنسان مسطحة نسبيًا ، وأرجلنا ثقيلة جدًا ، وكلاهما يجعل البقاء منتصبًا أثناء دفع الجسم للأمام تحديًا ميكانيكيًا.

يختلف نمط المشي المزدوج الخاص بنا عن الارتداد الفردي الذي نحدثه عند الجري ، وهي حركة يتم نقلها في الغالب في الهواء ، كما تقول عالمة الرياضة بجامعة ميونيخ سوزان ليبفيرت ، وهي مؤلفة مشاركة في الدراسة. أثناء المشي ، تظل القدم مغروسة لما يصل إلى 70 بالمائة من دورة الخطوة لمساعدتنا على البقاء متوازنين بسرعات أبطأ. لكن هذا يأتي مع مقايضة: وقت أقل لدفع أنفسنا إلى الأمام. بشكل غير متوقع ، هذا يعني أن جسمك يجب أن يعمل أصعب عند المشي لإعادة تدوير الساق إلى خطوتها التالية. يقول رينجوسكي: “يبدو من الغريب ، للوهلة الأولى ، أن تهدف إلى مشية لا تترك سوى القليل من الوقت لتأرجح ساقك للأمام” ، نظرًا لمدى ثقل أرجلنا: تتطلب المزيد من الكتلة مزيدًا من القوة.

إذن ، بالنظر إلى كل هذه التحديات ، كيف يمكن للبشرية أن تتنقل؟ لسنوات ، حتى فهمنا الميكانيكي للطريقة التي نسير بها كان محدودًا ، لأن محاولة صياغة ما تفعله كل عضلات وأوتار ومفاصل الجزء السفلي من الجسم في أي وقت هو مهمة شاقة – إن لم تكن مستحيلة -. ومع ذلك ، اكتشف فريق Renjewski أنه يمكن اختزال مشية الإنسان إلى معادلة واحدة ، بناءً على كيفية تصرف القدم أثناء الارتداد المزدوج.

لبناء نموذجهم ، قام الباحثون بتقليص نظام القدم إلى أربعة مفاصل فقط في الورك والركبة والكاحل وأصابع القدم. باستخدام البيانات التي تم جمعها ليبفرت كطالب دراسات عليا – تم تصوير معلومات حول القوى والمواقف المشتركة لـ 21 شخصًا على شريط فيديو أثناء المشي على جهاز المشي – حاولوا وصف خطوة القدم من الكعب إلى أخمص القدم كما لو كانت شيئًا بسيطًا يتدحرج على الأرض. هذه الحركة أسهل في الفهم من محاولة حساب كامل تشريح القدم.

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى