作者:Steven H. Collins 来源:《皇家学会学报B》 发布时间:2009-8-11 13:58:08
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破解人类行走摆臂之谜
 
你是否思考过为什么走路时会摆臂,而且不是同手同脚?
 
摆臂看起来是一个“成本昂贵”的习惯,它不仅需要肩部运动,而且浪费力气。但是一项最新研究成果显示,行走时摆臂可以让你更省力,也让行走更有效率。
 
轻松步行
 
为解开行走摆臂之谜,美国和荷兰的3名研究人员招募10名志愿者,让他们行走时使用不同的摆臂方式,如同手同脚、手臂静止不动和正常的摆臂方式。研究人员测量不同摆臂方式所需的能量,即新陈代谢率和肩部运动所需力量。
 
结果显示,无论何种摆臂方式只需少量肩部运动,但各自能量消耗差别较大。
 
研究报告7月29日发表在英国皇家学会的《皇家学会学报B:生物科学》(Proceedings of the Royal Society,Series B: Biological Sciences)上。
 
研究人员在接受《宇宙杂志》采访时说:“摆臂并非受肩膀运动驱使,而是受人们行走时身体的自然动力驱使。”
 
保持平衡
 
同样是摆臂,同手同脚的摆臂方式和“钟摆式”摆臂,即正常的摆臂方式对行走的影响大不相同。
 
研究人员发现,若强行以同手同脚的方式摆臂,步行者就得让脚花费两倍的力量防止身体旋转。
 
“当你跨出一步时,你的身体实际上正围绕一根竖轴旋转……就像芭蕾女演员跳舞那样,”柯林斯解释说。
 
研究发现,“钟摆式”摆臂可以抵消驱使身体旋转的力,帮助分担脚的一部分负担。而同手同脚走路时,驱使身体旋转的力量翻倍,意味着步行者的脚得花两倍的力量让身体保持平衡。在这个过程中,新陈代谢率随之上升25%。
 
借鉴意义
 
人们行走时的摆臂方式一直是一个谜。人们通常觉得摆臂浪费能量。较极端的理论甚至提出,摆臂是人类从四肢爬行进化后留下的“遗产”。
 
柯林斯在研制行走机器人时对摆臂方式产生兴趣。他最初研制的行走机械模型没有双臂,结果这个模型在模拟行走时经常倾斜或摔倒。他给第二个机械模型安装可自由移动的双臂,发现模型在模拟行走时摆臂方式与人类相似。
 
“这项研究成果证明摆臂不是人类进化过程的遗迹,”柯林斯说,“它是省力的行走方式的重要组成部分。”
 
柯林斯希望这项研究成果可以帮助设计行走更有效率的机器人,或是运用到物理治疗中。
 
西澳大利亚大学步态研究实验室主任戴维·劳埃德补充说,这项研究成果可以帮助解释为什么脑神经失调症患者,如帕金森疾病患者和大脑性瘫痪患者行走不平衡且能量消耗高。脑神经失调会引起摆臂幅度变小甚至同手同脚。(来源:新华网 揭白)
 
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