stringtranslate.com

Ходьба

Компьютерная симуляция цикла ходьбы человека. В этой модели голова все время находится на одном уровне, тогда как бедро движется по синусоиде.

Ходьба (также известная как передвижение ) является одним из основных видов передвижения по земле среди животных с ногами. Ходьба обычно медленнее бега и других видов походки. Ходьба определяется как походка « перевернутого маятника », при которой тело перепрыгивает через жесткую конечность или конечности с каждым шагом. Это применимо независимо от используемого количества конечностей — даже членистоногие с шестью, восемью или более конечностями ходят. [1] У людей ходьба имеет преимущества для здоровья, включая улучшение психического здоровья и снижение риска сердечно-сосудистых заболеваний и смерти.

Отличие от бега

Спортсмены на отборочных соревнованиях Кубка мира в 1987 году

Слово walk произошло от древнеанглийского wealcan «катиться». У людей и других двуногих ходьба обычно отличается от бега тем, что только одна нога за раз отрывается от земли, и существует период двойной опоры. Напротив, бег начинается, когда обе ноги отрываются от земли при каждом шаге. Это различие имеет статус формального требования в соревнованиях по ходьбе . Для четвероногих видов существует множество походок , которые можно назвать ходьбой или бегом, и различия, основанные на наличии или отсутствии фазы подвешенного состояния или количестве ног, находящихся в контакте в любой момент времени, не дают механически правильной классификации. [2] Наиболее эффективным методом отличия ходьбы от бега является измерение высоты центра масс человека с помощью захвата движения или силовой пластины в средней позиции. Во время ходьбы центр масс достигает максимальной высоты в средней позиции, во время бега он находится на минимальной высоте. Однако это различие справедливо только для передвижения по ровной или приблизительно ровной поверхности. При ходьбе на уклоны выше 10% это различие больше не действует для некоторых людей. Определения, основанные на проценте шага, во время которого стопа находится в контакте с землей (в среднем по всем стопам) более 50% контакта, хорошо соответствуют идентификации механики «перевернутого маятника» и указывают на ходьбу животных с любым количеством конечностей, однако это определение является неполным. [2] Бегущие люди и животные могут иметь периоды контакта, превышающие 50% цикла походки при огибании поворотов, беге в гору или переноске грузов.

Скорость — еще один фактор, который отличает ходьбу от бега. Хотя скорость ходьбы может сильно различаться в зависимости от многих факторов, таких как рост, вес, возраст, рельеф, поверхность, нагрузка, культура, усилия и физическая подготовка, средняя скорость ходьбы человека на пешеходных переходах составляет около 5,0 километров в час (км/ч), или около 1,4 метра в секунду (м/с), или около 3,1 мили в час (миль/ч). Специальные исследования показали, что скорость ходьбы пешеходов на пешеходных переходах составляет от 4,51 до 4,75 км/ч (от 2,80 до 2,95 миль/ч) для пожилых людей и от 5,32 до 5,43 км/ч (от 3,31 до 3,37 миль/ч) для молодых людей; [3] [4] скорость быстрой ходьбы может составлять около 6,5 км/ч (4,0 миль/ч). [5] В Японии стандартная мера скорости ходьбы составляет 80 м/мин (4,8 км/ч). Чемпионы по спортивной ходьбе могут развивать среднюю скорость более 14 км/ч (8,7 миль/ч) на дистанции 20 км (12 миль).

Среднестатистический ребенок достигает способности к самостоятельной ходьбе примерно в возрасте 11 месяцев. [6]

Польза для здоровья

Регулярные, энергичные упражнения могут повысить уверенность , выносливость , энергию , контроль веса и могут снизить стресс . [7] Научные исследования также показали, что ходьба может быть полезна для ума, улучшая навыки памяти , способность к обучению , концентрацию , настроение, креативность и абстрактное мышление. [7] Постоянные сеансы ходьбы в течение как минимум тридцати-шестидесяти минут в день, пять дней в неделю, с правильной осанкой при ходьбе могут улучшить здоровье. [8] [9]

В информационном бюллетене Центров по контролю и профилактике заболеваний «Связь ходьбы со смертностью среди взрослых в США с диабетом» говорится, что у больных диабетом, которые ходили пешком два или более часов в неделю, уровень смертности от всех причин снизился на 39 процентов. Женщины, которые делали от 4500 до 7500 шагов в день, по-видимому, имели меньше преждевременных смертей по сравнению с теми, кто делал только 2700 шагов в день. [10] «Ходьба продлевает жизнь людей с диабетом независимо от возраста, пола, расы, индекса массы тела, продолжительности времени с момента постановки диагноза и наличия осложнений или функциональных ограничений». [11] Одно ограниченное исследование обнаружило предварительные доказательства связи между скоростью ходьбы и здоровьем, и что наилучшие результаты достигаются при скорости более 2,5 миль в час (4,0 км/ч). [12]

Исследование 2023 года, проведенное Европейским журналом профилактической кардиологии , крупнейшее на сегодняшний день исследование, показало, что ходьба не менее 2337 шагов в день снижает риск смерти от сердечно-сосудистых заболеваний , а 3967 шагов в день снижают риск смерти от любой причины. Преимущества продолжали увеличиваться с увеличением количества шагов. [13] Джеймс Лейпер, заместитель медицинского директора Британского фонда сердца , сказал, что если бы преимущества ходьбы можно было продавать как лекарство, «мы бы приветствовали их как чудодейственное лекарство». [13]

Происхождение

Ходячий хомяк

Предполагается, что «хождение» среди четвероногих зародилось под водой у дышащих воздухом рыб, которые могли «ходить» под водой, что дало начало (потенциально позвоночным, таким как тиктаалик ) [14] множеству наземных форм жизни, которые ходят на четырех или двух конечностях. [15] В то время как наземные четвероногие , как предполагается, имеют единое происхождение, считается, что членистоногие и их родственники независимо эволюционировали, переходя к ходьбе несколько раз, в частности, у шестиногих , многоножек , хелицеровых , тихоходок , онихофор и ракообразных . [16] Маленькие скаты , члены сообщества донных рыб, могут передвигаться, отталкиваясь от дна океана своими брюшными плавниками, используя нервные механизмы, которые развились еще 420 миллионов лет назад, до того, как позвоночные ступили на сушу. [17] [18]

Гоминин

Данные окаменелостей указывают на то, что среди предков гомининов двуногое хождение было одной из первых определяющих характеристик, появившихся раньше других определяющих характеристик гоминидов . [19] Судя по следам, обнаруженным на бывшем берегу в Кении, считается возможным, что предки современных людей ходили способами, очень похожими на современные, еще 3 миллиона лет назад. [20] [21]

Сегодня походка человека уникальна и значительно отличается от двуногой или четвероногой походки других приматов, таких как шимпанзе. Считается, что она была селективно выгодна у предков гомининов в миоцене из-за эффективности метаболизма энергии . Было обнаружено, что человеческая ходьба немного более энергоэффективна, чем перемещение четвероногого млекопитающего аналогичного размера, такого как шимпанзе. [22] Энергоэффективность человеческого передвижения можно объяснить уменьшенным использованием мышц при ходьбе из-за вертикальной осанки, которая накладывает силы реакции опоры на бедра и колени. [22] При ходьбе на двух ногах шимпанзе принимают присевшую позу с согнутыми коленями и бедрами, заставляя четырехглавые мышцы выполнять дополнительную работу, которая требует больше энергии. [23] Сравнение передвижения шимпанзе на четвероногих с передвижениями настоящих четвероногих животных показало, что шимпанзе тратят сто пятьдесят процентов энергии, необходимой для передвижения, по сравнению с настоящими четвероногими животными.

В 2007 году исследование более подробно изучило происхождение двуногости человека , используя энергетические затраты шимпанзе и человека на передвижение. [22] Они обнаружили, что энергия, затрачиваемая на перемещение человеческого тела, меньше, чем можно было бы ожидать для животного аналогичного размера, и примерно на семьдесят пять процентов дешевле, чем у шимпанзе. Энергетические затраты четвероногих и двуногих шимпанзе оказались относительно равными, при этом двуногость шимпанзе обходится примерно на десять процентов дороже, чем четвероногость. То же исследование 2007 года показало, что среди особей шимпанзе энергетические затраты на двуногость и четвероногость значительно различались, и те, кто сгибал колени и бедра в большей степени и принимал более вертикальную позу, близкую к человеческой, могли экономить больше энергии, чем шимпанзе, которые не принимали эту позу. Кроме того, по сравнению с другими обезьянами, у людей более длинные ноги и короткая дорсально ориентированная седалищная кость (тазовая кость), что приводит к более длинным моментам разгибания подколенного сухожилия, улучшая экономию энергии при ходьбе. [24] [22] Более длинные ноги также поддерживают удлиненные ахилловы сухожилия , которые, как считается, повышают энергоэффективность при двуногой локомоторной активности. [25] Считалось, что гоминиды, такие как Ardipithecus ramidus , которые имели множество как наземных, так и древесных адаптаций, не будут такими эффективными ходоками, однако при небольшой массе тела A. ramidus развил энергоэффективные средства двуногой ходьбы, сохраняя при этом древесные адаптации. [24] У людей длинные шейки бедренных костей , что означает, что во время ходьбы мышцам бедра не требуется столько энергии для сгибания во время движения. [23] Эти небольшие кинематические и анатомические различия демонстрируют, как двуногая ходьба могла развиться как доминирующее средство передвижения среди ранних гоминидов из-за экономии энергии. [22]

Варианты

любители скандинавской ходьбы
Свободные каблуки — отличительная черта лыжного туризма.

Биомеханика

Покадровая съемка идущего человека, 1887 год.
Цикл ходьбы человека

Ходьба человека осуществляется с помощью стратегии, называемой двойным маятником . Во время движения вперед нога, которая отрывается от земли, качается вперед от бедра. Этот взмах является первым маятником. Затем нога ударяется о землю пяткой и перекатывается к носку в движении, описываемом как перевернутый маятник. Движение двух ног координируется таким образом, что одна или другая ступня всегда находится в контакте с землей. Во время ходьбы мышцы голени сокращаются, поднимая центр масс тела, пока эта мышца сокращается, потенциальная энергия сохраняется. Затем гравитация тянет тело вперед и вниз на другую ногу, и потенциальная энергия затем преобразуется в кинетическую энергию . Процесс ходьбы человека может сэкономить приблизительно шестьдесят пять процентов энергии, используемой за счет использования гравитации при движении вперед. [23]

Ходьба отличается от бега несколькими способами. Наиболее очевидным является то, что во время ходьбы одна нога всегда остается на земле, а другая машет. В беге обычно присутствует баллистическая фаза, когда бегун находится в воздухе с обеими ногами в воздухе (для двуногих).

Другое отличие касается движения центра масс тела. При ходьбе тело «перепрыгивает» через ногу на земле, поднимая центр масс в самую высокую точку, когда нога проходит вертикаль, и опуская его в самую низкую точку, когда ноги раздвигаются. По сути, кинетическая энергия движения вперед постоянно обменивается на увеличение потенциальной энергии . Это происходит наоборот в беге, где центр масс находится в самом низком положении, когда нога находится в вертикальном положении. Это происходит потому, что удар при приземлении из баллистической фазы поглощается сгибанием ноги и, следовательно, запасанием энергии в мышцах и сухожилиях . При беге происходит преобразование между кинетической, потенциальной и упругой энергией .

Существует абсолютный предел скорости ходьбы человека (без специальных приемов, таких как те, что используются в скоростной ходьбе ) из-за направленного вверх ускорения центра масс во время шага – если оно больше ускорения силы тяжести, человек окажется в воздухе, когда он перепрыгнет через ногу на земле. Однако, как правило, животные переключаются на бег с более низкой скоростью из-за энергетической эффективности.

На основе двумерной модели перевернутого маятника при ходьбе существует по крайней мере пять физических ограничений, которые накладывают фундаментальные ограничения на ходьбу по типу перевернутого маятника. [35] Эти ограничения следующие: ограничение отталкивания, ограничение скольжения, ограничение падения, ограничение устойчивого состояния, ограничение высокой частоты шагов.

Активный отдых

Поход с полными рюкзаками

Многие люди любят ходить пешком как вид отдыха в современном, преимущественно городском мире, и это одна из лучших форм физических упражнений . [36] Для некоторых ходьба — это способ насладиться природой и отдыхом на свежем воздухе, а для других важнее физический, спортивный и выносливый аспекты.

Существует множество различных видов ходьбы, включая bushwalking , racewalking , beach walking, hillwalking , volksmarching , nordic walking , tracking , dog walking и hiking . Некоторые люди предпочитают ходить в помещении на беговой дорожке или в спортзале, а любители фитнес-ходьбы и другие могут использовать шагомер для подсчета шагов. Hiking — это обычное слово, используемое в Канаде, Соединенных Штатах и ​​Южной Африке для обозначения длительных энергичных прогулок; подобные прогулки называются tramps в Новой Зеландии, или hill walking или просто walking в Австралии, Великобритании и Ирландской Республике . В Великобритании также используется rambling. Австралийцы также bushwalk. В англоязычных частях Северной Америки термин walking используется для обозначения коротких прогулок, особенно в городах. Snow shoeing — это ходьба по снегу; требуется немного другая походка по сравнению с обычной ходьбой.

Туризм

С точки зрения туризма, возможности варьируются от организованных пеших туров в городах до организованных походов в Гималаях . В Великобритании термин «пешеходный тур» также относится к многодневной прогулке или походу, предпринимаемому группой или отдельным лицом. Хорошо организованные системы троп существуют во многих других европейских странах, а также в Канаде, Соединенных Штатах, Новой Зеландии и Непале . Системы длинных маркированных пешеходных троп теперь простираются по всей Европе от Норвегии до Турции , Португалии до Кипра . [37] Многие также ходят по традиционным паломническим маршрутам , из которых самым известным является Эль Камино де Сантьяго , Путь Святого Иакова .

Многочисленные фестивали и другие мероприятия по ходьбе проводятся каждый год во многих странах. Крупнейшим в мире многодневным мероприятием по ходьбе является Международный четырехдневный марш в Неймегене в Нидерландах . «Vierdaagse» (по-голландски «четырехдневное мероприятие») — это ежегодный поход, который проводится с 1909 года; с 1916 года он базируется в Неймегене . В зависимости от возрастной группы и категории участники должны проходить по 30, 40 или 50 километров каждый день в течение четырех дней. [ требуется цитата ] Первоначально это было военное мероприятие с несколькими гражданскими лицами, теперь это в основном гражданское мероприятие. В последние годы число участников возросло, и теперь в нем принимают участие более 40 000 человек, в том числе около 5000 военнослужащих. [ требуется цитата ] Из-за скопления людей на маршруте с 2004 года организаторы ограничили количество участников. В США проводится ежегодная прогулка в День труда на мосту Макино в Мичигане , которая привлекает более 60 000 участников; это крупнейшее однодневное пешеходное мероприятие; [ требуется ссылка ] в то время как прогулка по мосту Чесапикского залива в Мэриленде привлекает более 50 000 участников каждый год. [ требуется ссылка ] Существуют также различные прогулки, организованные как благотворительные мероприятия, когда пешеходы спонсируются для определенной цели. Длина этих прогулок составляет от двух миль (3 км) или пяти км до 50 миль (80 км). MS Challenge Walk — это прогулка на 80 км или 50 миль, которая собирает деньги на борьбу с рассеянным склерозом , в то время как участники Oxfam Trailwalker проходят 100 км или 60 миль.

Бессвязный

В Великобритании The Ramblers , зарегистрированная благотворительная организация , является крупнейшей организацией, которая заботится об интересах пешеходов, насчитывающей около 100 000 членов. [38] Ее проект «Get Walking Keep Walking» предоставляет бесплатные путеводители по маршрутам, сопровождаемые пешеходными прогулками, а также информацию для людей, впервые начинающих ходить. [39] Ассоциация пешеходов на большие расстояния в Великобритании предназначена для более энергичных пешеходов и организует длительные сложные походы на 20 или даже 50 миль (от 30 до 80 км) или более в день. Ежегодное мероприятие LDWA «Hundred», подразумевающее прохождение 100 миль или 160 км за 48 часов, проводится каждые выходные в британские весенние банковские праздники . [40]

Пешеходность

Улица Гошетьер, Монреаль, Квебек , Канада

В последнее время городские планировщики в некоторых сообществах сосредоточились на создании пешеходных зон и дорог, позволяющих добираться до работы , ходить по магазинам и отдыхать пешком. Концепция пешеходной доступности возникла как мера степени, в которой район дружелюбен к ходьбе. Некоторые сообщества, по крайней мере, частично свободны от автомобилей , что делает их особенно поддерживающими ходьбу и другие виды транспорта. В Соединенных Штатах сеть активного проживания является примером согласованных усилий по развитию сообществ, более дружественных к ходьбе и другим физическим нагрузкам.

Примером таких усилий по созданию более удобного для пешеходов городского развития является пешеходная деревня . Это компактный, ориентированный на пешеходов район или город с центром деревни смешанного использования, который следует принципам Нового пешеходизма. [41] [42] Совместно используемые полосы для пешеходов и тех, кто использует велосипеды , сегвеи , инвалидные коляски и другие небольшие подвижные средства, которые не используют двигатели внутреннего сгорания . Как правило, эти полосы находятся перед домами и предприятиями, а улицы для автотранспортных средств всегда находятся сзади. Некоторые пешеходные деревни могут быть почти свободны от автомобилей, поскольку автомобили либо скрыты под зданиями, либо находятся на периферии деревни. Венеция, Италия, по сути, является пешеходной деревней с каналами. Район каналов в Венеции, Калифорния , с другой стороны, сочетает подход передней полосы/задней улицы с каналами и пешеходными дорожками или просто пешеходными дорожками. [41] [43] [44]

Ходьба также считается ярким примером устойчивого вида транспорта , особенно подходящего для городского использования и/или относительно коротких расстояний. Немоторизованные виды транспорта, такие как ходьба, а также езда на велосипеде , транспорт на небольших колесах (скейты, скейтборды, самокаты и ручные тележки) или поездки в инвалидных колясках часто являются ключевыми элементами успешного поощрения чистого городского транспорта. [45] Большое разнообразие тематических исследований и передовой практики (из европейских городов и некоторых мировых примеров), которые продвигают и стимулируют ходьбу как средство передвижения в городах, можно найти на Eltis , европейском портале местного транспорта. [46]

Развитие конкретных прав прохода с соответствующей инфраструктурой может способствовать повышению участия и удовольствия от ходьбы. Примерами типов инвестиций являются пешеходные моллы и прибрежные пути , такие как океанские пути , а также речные прогулки.

Первая специально построенная пешеходная улица в Европе — это Лийнбан в Роттердаме , открытая в 1953 году. Первый пешеходный торговый центр в Соединенном Королевстве был в Стивенедже в 1959 году. Большое количество европейских городов сделали часть своих центров свободными от автомобилей с начала 1960-х годов. Они часто сопровождаются парковками на краю пешеходной зоны, а в более крупных случаях — схемами парковки и перехвата движения . Центральный Копенгаген — один из крупнейших и старейших: он был преобразован из автомобильной в пешеходную зону в 1962 году.

В робототехнике

Как правило, первые успешные шагающие роботы имели шесть ног. По мере развития микропроцессорной технологии количество ног могло быть уменьшено, и теперь есть роботы, которые могут ходить на двух ногах. Одним из них, например, является ASIMO . Несмотря на значительные достижения, роботы все еще не ходят так же хорошо, как люди, поскольку им часто приходится держать колени постоянно согнутыми, чтобы улучшить устойчивость.

В 2009 году японский робототехник Томотака Такахаши разработал робота, который может подпрыгивать на три дюйма от земли. Робот, названный Ропид , способен вставать, ходить, бегать и прыгать. [47]

Многие другие роботы также смогли ходить на протяжении многих лет, как двуногие шагающие роботы. [48]

Математические модели

Было предложено несколько математических моделей для воспроизведения кинематики, наблюдаемой при ходьбе. Их можно в целом разбить на четыре категории: модели, основанные на правилах, основанные на механических соображениях и прошлой литературе, модели слабо связанных фазовых осцилляторов, модели, основанные на управлении, которые направляют симуляции для максимизации некоторых свойств локомоции, и феноменологические модели, которые подгоняют уравнения непосредственно к кинематике.

Модели, основанные на правилах

Модели, основанные на правилах, интегрируют прошлую литературу по управлению моторикой, чтобы создать несколько простых правил, которые, как предполагается, отвечают за ходьбу (например, «нагрузка левой ноги вызывает разгрузку правой ноги»). [49] [50] Такие модели, как правило, наиболее строго основаны на прошлой литературе, и когда они основаны на нескольких правилах, их можно легко интерпретировать. Однако влияние каждого правила может быть трудно интерпретировать, когда эти модели становятся более сложными. Более того, настройка параметров часто выполняется ad hoc способом, открывая мало интуиции о том, почему система может быть организована таким образом. Наконец, такие модели, как правило, полностью основаны на сенсорной обратной связи, игнорируя эффект нисходящих и ритм-генерирующих нейронов, которые, как было показано, имеют решающее значение для координации правильной ходьбы.

Модели связанных осцилляторов

Теория динамических систем показывает, что любая сеть с циклической динамикой может быть смоделирована как набор слабо связанных фазовых осцилляторов , поэтому другое направление исследований изучает этот взгляд на ходьбу. [51] Каждый осциллятор может моделировать мышцу, угол сустава или даже целую ногу и связан с некоторым набором других осцилляторов. Часто считается, что эти осцилляторы представляют собой центральные генераторы паттернов, лежащие в основе ходьбы. Эти модели имеют богатую теорию, допускают некоторые расширения на основе сенсорной обратной связи и могут быть адаптированы к кинематике. Однако они должны быть жестко ограничены, чтобы соответствовать данным, и сами по себе не делают никаких заявлений о том, какие походки позволяют животному двигаться быстрее, надежнее или эффективнее.

Модели, основанные на контроле

Модели на основе управления начинаются с симуляции, основанной на некотором описании анатомии животного, и оптимизируют параметры управления для генерации некоторого поведения. Они могут быть основаны на модели опорно-двигательного аппарата, [52] модели скелета, [53] [54] или даже просто на модели мяча и палки. [55] Поскольку эти модели генерируют локомоцию путем оптимизации некоторой метрики, их можно использовать для исследования пространства оптимального поведения локомоции при некоторых предположениях. Однако они, как правило, не генерируют правдоподобных гипотез о нейронном кодировании, лежащем в основе поведения, и, как правило, чувствительны к предположениям моделирования.

Статистические модели

Феноменологические модели моделируют кинематику ходьбы напрямую, подгоняя динамическую систему , не постулируя базовый механизм того, как кинематика генерируется нейронно. Такие модели могут производить наиболее реалистичные кинематические траектории и, таким образом, были исследованы для моделирования ходьбы для компьютерной анимации . [56] [57] Однако отсутствие базового механизма затрудняет применение этих моделей для изучения биомеханических или нейронных свойств ходьбы.

Животные

Лошади

Походка, четырехтактный аллюр

Шаг — это четырехтактный аллюр, который в среднем составляет около 4 миль в час (6,4 км/ч). При ходьбе ноги лошади следуют этой последовательности: левая задняя нога, левая передняя нога, правая задняя нога, правая передняя нога, в регулярном такте 1-2-3-4. При шаге лошадь всегда держит одну ногу поднятой, а остальные три ноги на земле, за исключением короткого момента, когда вес переносится с одной ноги на другую. Лошадь двигает головой и шеей легким движением вверх и вниз, что помогает поддерживать равновесие. [58]

В идеале заднее копыто, продвигающееся вперед, перешагивает через место, где ранее продвигавшееся вперед переднее копыто коснулось земли. Чем больше заднее копыто перешагивает, тем плавнее и комфортнее становится шаг. Отдельные лошади и разные породы различаются по плавности своего шага. Однако всадник почти всегда будет чувствовать некоторую степень мягкого бокового движения в бедрах лошади, когда каждая задняя нога тянется вперед. [ необходима цитата ]

Самые быстрые «прогулки» с четырехтактным рисунком шага на самом деле являются боковыми формами иноходных аллюров, такими как бегущий шаг, одноногая походка и подобные быстрые, но плавные промежуточные аллюры. Если лошадь начинает ускоряться и теряет регулярный четырехтактный ритм своего аллюра, лошадь больше не идет, а начинает либо рысить , либо шагать. [ требуется цитата ]

Слоны

Азиатский слон идет

Слоны могут двигаться как вперед, так и назад, но не могут рысью , прыгать или галопом . Они используют только два аллюра при движении по суше: шаг и более быстрый аллюр, похожий на бег. [59] При ходьбе ноги действуют как маятники, при этом бедра и плечи поднимаются и опускаются, в то время как ступня стоит на земле. Без «воздушной фазы» быстрая походка не соответствует всем критериям бега, хотя слон использует свои ноги так же, как и другие бегущие животные, при этом бедра и плечи опускаются и затем поднимаются, когда ступни находятся на земле. [60] Быстро движущиеся слоны, кажется, «бегут» на передних ногах, но «ходят» на задних ногах и могут развивать максимальную скорость 18 км/ч (11 миль в час). [61] На этой скорости большинство других четвероногих животных уже переходят в галоп, даже учитывая длину ног.

Ходячая рыба

Илистый прыгун , тип ходячей рыбы, сидящей на суше.

Ходячие рыбы (или амбулярные рыбы) — это рыбы , которые способны перемещаться по суше в течение длительного времени. Термин может также использоваться для некоторых других случаев нестандартного передвижения рыб , например, при описании рыб, «ходящих» по морскому дну , как рыба-рука или рыба-лягушка .

Насекомые

Насекомые должны тщательно координировать свои шесть ног во время ходьбы, чтобы производить походки, которые позволяют эффективно ориентироваться в окружающей среде. Модели координации между ногами были изучены у различных насекомых, включая саранчу ( Schistocerca gregaria ), тараканов ( Periplaneta americana ), палочников ( Carausius morosus ) и плодовых мушек ( Drosophila melanogaster ). [62] [63] [64] Было замечено, что различные походки существуют в зависимости от скорости континуума фазовых соотношений. [62] [64] Несмотря на то, что их походки не являются дискретными, их часто можно в целом отнести либо к метахрональной волновой походке, походке тетрапода, либо к походке треножника. [65]

При метахрональной волновой походке только одна нога покидает контакт с землей за раз. Эта походка начинается с одной из задних ног, затем распространяется вперед на среднюю и переднюю ноги с той же стороны, прежде чем начаться с задней ноги контралатеральной стороны. [65] Волновая походка часто используется при медленной скорости ходьбы и является наиболее устойчивой, поскольку пять ног всегда находятся в контакте с землей одновременно. [66]

При походке четвероногих одновременно качаются две ноги, в то время как остальные четыре ноги остаются в контакте с землей. Существует несколько конфигураций походок четвероногих, но ноги, которые качаются вместе, должны находиться на противоположных сторонах тела. [65] Походки четвероногих обычно используются на средних скоростях и также очень устойчивы. [63]

Ходьба считается трехногой, если три ноги входят в фазу замаха одновременно, в то время как остальные три ноги соприкасаются с землей. [65] Средняя нога одной стороны замахивается с задней и передней ногами на противоположной стороне. [65] Треногие походки чаще всего используются на высоких скоростях, хотя их можно использовать и на более низких скоростях. [66] Треногий походка менее устойчива, чем волнообразные и тетраподные походки, но теоретически считается наиболее устойчивым. [63] Это означает, что насекомому легче восстановиться после смещения во времени шага при ходьбе трехногой походкой. Способность реагировать надежно важна для насекомых при пересечении неровной местности. [63]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Cavagna GA, Heglund NC, Taylor CR (1977). «Механическая работа при наземном передвижении: два основных механизма минимизации расхода энергии». American Journal of Physiology . 233 (5): R243-261. doi :10.1152/ajpregu.1977.233.5.R243. PMID  411381. S2CID  15842774.
  2. ^ аб Бивенер, А.А. (2003). Передвижение животных. Издательство Оксфордского университета. ISBN 978-0-19-850022-3.
  3. ^ "Исследование сравнивает скорость ходьбы пожилых и молодых пешеходов". TranSafety, Inc. 1997-10-01 . Получено 2009-08-24 .
  4. ^ Аспелин, Карен (2005-05-25). "Установление скоростей пешеходной ходьбы" (PDF) . Портлендский государственный университет . Архивировано (PDF) из оригинала 2005-12-25 . Получено 2009-08-24 .
  5. ^ "страница about.com о скорости ходьбы" . Получено 2012-08-17 .
  6. ^ Samra HA, Specker B (июль 2007 г.). «Возраст ходьбы не объясняет различий в геометрии костей у доношенных и недоношенных детей». J. Pediatr . 151 (1): 61–6, 66.e1–2. doi :10.1016/j.jpeds.2007.02.033. PMC 2031218 . PMID  17586192. 
  7. ^ ab Ссылки:
    • Эдлин, Гордон; Голанти, Эрик (2007). Здоровье и благополучие. Jones & Bartlett Publishers. стр. 156. ISBN 978-0-7637-4145-7.(Google Книги)
    • Толли, Родни (2003). Устойчивый транспорт: планирование пешеходного и велосипедного движения в городских условиях. Woodhead Publishing. стр. 72. ISBN 1-85573-614-4.
  8. ^ "Правильная техника ходьбы". Клиника Майо . Получено 2023-01-02 .
  9. ^ «Совершенствование техники ходьбы». Harvard Health . 2017-07-29 . Получено 2024-03-02 .
  10. ^ «Принятие мер, чтобы вы могли жить дольше». The Irish Times . Получено 2023-01-02 .
  11. ^ "Связь ходьбы со смертностью среди взрослых в США". Центры по контролю и профилактике заболеваний . 20 мая 2011 г. Архивировано из оригинала 29 января 2013 г. Получено 16 октября 2013 г.
  12. ^ Пол Т. Уильямс mail; Пол Д. Томпсон (19 ноября 2013 г.). "Связь интенсивности ходьбы с общей и причинно-специфической смертностью. Результаты Национального исследования здоровья пешеходов". PLOS ONE . ​​8 (11): e81098. Bibcode :2013PLoSO...881098W. doi : 10.1371/journal.pone.0081098 . PMC 3834211 . PMID  24260542. 
  13. ^ ab Geddes, Linda (2023-08-08). «Выяснилось: ходьба всего 4000 шагов в день может снизить риск смерти». The Guardian . ISSN  0261-3077 . Получено 2023-08-09 .
  14. ^ «Что имеет голову крокодила и жабры рыбы?». evolution.berkeley.edu . Май 2006. Получено 2018-06-06 .
  15. ^ Чой, Чарльз (2011-12-12). «Прыгающая рыба предполагает, что ходьба зародилась под водой; Discovery может перерисовать эволюционный путь, по которому, по мнению ученых, жизнь прошла от воды до суши». NBC News. Архивировано из оригинала 16 июля 2020 г. Получено 22 августа 2012 г.
  16. ^ Гримальди, Дэвид; Энджел, Майкл С.; Энджел, Майкл С. (2005-05-16). Эволюция насекомых – Дэвид Гримальди, Майкл С. Энджел – Google Books. Cambridge University Press. ISBN 9780521821490. Получено 2018-06-11 .
  17. ^ Юнг, Хикён; Бэк, Мёнгин; Д'Элия, Кристен П.; Бойсверт, Кэтрин; Карри, Питер Д.; Тэй, Бун-Хуэй; Венкатеш, Байраппа; Браун, Стюарт М.; Хегуй, Адриана; Шоппик, Дэвид; Дасен, Джереми С. (2018-02-08). «Древние истоки нейронных субстратов для хождения по земле». Cell . 172 (4): 667–682.e15. doi :10.1016/j.cell.2018.01.013. ISSN  0092-8674. PMC 5808577 . PMID  29425489. 
  18. ^ "Проводка для ходьбы появилась задолго до того, как рыба покинула море". 2018-02-08 . Получено 2023-01-02 .
  19. ^ Родман, Питер С.; МакГенри, Генри М. (январь 1980 г.). «Биоэнергетика и происхождение двуногости гоминид». Американский журнал физической антропологии . 52 (1): 103–106. doi :10.1002/ajpa.1330520113. ISSN  0002-9483. PMID  6768300.
  20. ↑ Данэм, Уилл (26 февраля 2009 г.). «Следы показывают предка человека с современным шагом». Reuters .
  21. ↑ Хармон, Кэтрин (26 февраля 2009 г.). «Исследователи обнаружили следы возрастом 1,5 миллиона лет». Scientific American .
  22. ^ abcde Sockol, MD; Raichlen, DA; Pontzer, H. (2007-07-16). "Энергетика локомоторных движений шимпанзе и происхождение двуногости человека". Труды Национальной академии наук . 104 (30): 12265–12269. Bibcode : 2007PNAS..10412265S. doi : 10.1073/pnas.0703267104 . ISSN  0027-8424. PMC 1941460. PMID 17636134  . 
  23. ^ abc ДеСилва, Джереми (2021). Первые шаги: как прямохождение сделало нас людьми (1-е изд.). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк. ISBN 978-0-06-293849-7. OCLC  1244114018.{{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link)
  24. ^ ab Kozma, Elaine E.; Webb, Nicole M.; Harcourt-Smith, William EH; Raichlen, David A.; D'Août, Kristiaan; Brown, Mary H.; Finestone, Emma M.; Ross, Stephen R.; Aerts, Peter; Pontzer, Herman (2018-04-02). "Механика разгибателей бедра и эволюция возможностей ходьбы и скалолазания у людей, обезьян и ископаемых гомининов". Труды Национальной академии наук . 115 (16): 4134–4139. Bibcode : 2018PNAS..115.4134K. doi : 10.1073/pnas.1715120115 . ISSN  0027-8424. PMC 5910817 . PMID  29610309. 
  25. ^ Блазевич, Энтони Дж.; Флетчер, Джаред Р. (декабрь 2023 г.). «Больше, чем стоимость энергии: многочисленные преимущества длинного ахиллова сухожилия при ходьбе и беге человека». Biological Reviews . 98 (6): 2210–2225. arXiv : 2205.13298 . doi : 10.1111/brv.13002 . ISSN  1464-7931. PMID  37525526.
  26. ↑ Подробнее об определении схваток см. в книге Терри Эдби и Стюарта Джонстона «Руководство по альпинизму для любителей походов по горам » (Milnthorpe: Cicerone, 2003), ISBN 1-85284-393-4 , стр. 62–65. 
  27. ^ Волкен, Мартин; Шнелл, Скотт; Уиллер, Маргарет (2007). Бэккантри Лыжи: Навыки для ски-тура и ски-альпинизма. Книги для альпинистов. стр. 12. ISBN 978-1-59485-038-7. Получено 2014-07-12 .
  28. ↑ Медицина и наука в спорте и физических упражнениях . 27, № 4 Апрель 1995: 607–11
  29. ^ Институт Купера, Ежеквартальный журнал исследований физических упражнений и спорта , 2002 г.
  30. ^ Church TS, Earnest CP, Morss GM (2013-03-25). «Полевые испытания физиологических реакций, связанных с скандинавской ходьбой». Res Q Exerc Sport . 73 (3): 296–300. doi :10.1080/02701367.2002.10609023. PMID  12230336. S2CID  24173445.
  31. ^ Фил Хауэлл (1986).
  32. ^ «Подождите... Это олимпийское мероприятие?». Christian Science Monitor . 3 августа 2012 г.
  33. ^ Стиглер, Эдуард., Régénération par la Marche Afghane , Г. Треданиэль, 2013 (ISBN 978-2-8132-0631-2 и 2-8132-0631-8, OCLC 864714304)
  34. ^ Изабель Конвей, «Выходя из афганского пути». The Irish Times , 20 апреля 2010 г. [1]
  35. ^ Патнаик, Лалит и др. (октябрь 2015 г.). «Физические ограничения, фундаментальные пределы и оптимальное местоположение рабочих точек для динамического шагающего устройства с приводом на основе перевернутого маятника». Bioinspiration & Biomimetics . 10 (6): 064001. doi :10.1088/1748-3190/10/6/064001. PMID  26502096. S2CID  206102181.
  36. ^ Ramblers. "Польза ходьбы". Ramblers.org.uk . Получено 22.08.2012 .
  37. ^ См . европейские маршруты дальнего следования
  38. ^ "Наша история". Ramblers. 1935-01-01 . Получено 2018-06-11 .
  39. ^ "Сайт Get Walking Keep Walking". Getwalking.org . Получено 22-08-2012 .
  40. ^ [Ramblers, «Наша история».http://www.ldwa.org.uk/history.php] Ассоциация любителей пеших прогулок на большие расстояния: История.
  41. ^ ab "Новая информация о пешеходах". Pedestrianvillages.com . Получено 2018-06-11 .
  42. ^ "Новый урбанизм и новый пешеходизм в 21 веке". Архивировано из оригинала 2011-10-04 . Получено 2008-05-24 .
  43. ^ Майкл Э. Арт, Подвиги Геракла: Современные решения 12 Геркулесовых проблем. Электронное издание 2007 г. Труд IX: Урбанизм
  44. ↑ Майкл Э. Арт, «Пешеходные деревни — противоядие от разрастания», The DeLand-Deltona Beacon, 29 мая 2003 г., стр. 1D.
  45. ^ "Немоторизованный транспорт, учебные и образовательные материалы". Eu-portal.net . Получено 22.08.2012 .
  46. ^ "Eltis | Обсерватория городской мобильности". www.eltis.org . Получено 2023-01-02 .
  47. ^ "Робот Ропид может ходить, бегать и прыгать". CBS Interactive. Архивировано из оригинала 2011-08-11 . Получено 2012-06-19 .
  48. ^ Ким, Кюнам; Шпилер, Патрик; Лупу, Елена-Сорина; Рамезани, Алиреза; Чунг, Сун-Джо (13.10.2021). «Двуногий шагающий робот, который может летать, ходить по стропе и кататься на скейтборде». Science Robotics . 6 (59): eabf8136. doi :10.1126/scirobotics.abf8136. ISSN  2470-9476. PMID  34613821. S2CID  238423102.
  49. ^ Шиллинг, Мальте; Хуанвиль, Тьерри; Шмитц, Йозеф; Круз, Хольк (2013-07-04). «Walknet, био-вдохновленный контроллер для ходьбы гексаподов». Биологическая кибернетика . 107 (4): 397–419. doi :10.1007/s00422-013-0563-5. ISSN  0340-1200. PMC 3755227. PMID  23824506 . 
  50. ^ Гейер, Хартмут; Херр, Хью (июнь 2010 г.). «Модель мышечного рефлекса, которая кодирует принципы механики ног, создает динамику ходьбы и мышечную активность человека». Труды IEEE по нейронным системам и реабилитационной технике . 18 (3): 263–273. doi : 10.1109/TNSRE.2010.2047592. hdl : 1721.1/70926 . ISSN  1558-0210. PMID  20378480. S2CID  2041375.
  51. ^ Кузин-Фукс, Эйнат; Кимель, Тим; Гал, Омер; Айали, Амир; Холмс, Филипп (15.01.2015). «Межсегментное сцепление и восстановление после возмущений у свободно бегающих тараканов». Журнал экспериментальной биологии . 218 (2): 285–297. doi :10.1242/jeb.112805. ISSN  1477-9145. PMC 4302167. PMID 25609786  . 
  52. ^ Гейтенбек, Томас; ван де Панне, Михил; ван дер Стаппен, А. Франк (ноябрь 2013 г.). «Гибкое мышечное передвижение двуногих существ». ACM Transactions on Graphics . 32 (6): 1–11. doi :10.1145/2508363.2508399. ISSN  0730-0301. S2CID  9183862.
  53. ^ Хесс, Николас; ТБ, Дхрува; Шрирам, Шринивасан; Леммон, Джей; Мерел, Джош; Уэйн, Грег; Тасса, Ювал; Эрез, Том; Ванг, Зию; Али Эслами, СМ; Ридмиллер, Мартин; Сильвер, Дэвид (2017). «Возникновение локомоционного поведения в богатых условиях». arXiv : 1707.02286 [cs.AI].
  54. ^ Пэн, Сюэ Бин; Аббель, Питер; Левин, Сергей; ван де Панне, Михиль (2018-08-31). "DeepMimic". ACM Transactions on Graphics . 37 (4): 1–14. arXiv : 1804.02717 . doi : 10.1145/3197517.3201311. ISSN  0730-0301. S2CID  215808400.
  55. ^ Щецинский, Николас С.; Бокемюль, Тилл; Чокли, Александр С.; Бюшгес, Ансгар (16.11.2018). «Статическая стабильность предсказывает континуум межногих координационных паттернов у дрозофилы». Журнал экспериментальной биологии . 221 (22): jeb189142. doi : 10.1242/jeb.189142 . ISSN  0022-0949. PMID  30274987. S2CID  52903595.
  56. ^ Холден, Дэниел; Комура, Таку; Сайто, Джун (2017-07-20). «Фазофункционализированные нейронные сети для управления персонажами». ACM Transactions on Graphics . 36 (4): 42:1–42:13. doi :10.1145/3072959.3073663. hdl : 20.500.11820/c09514d6-427f-4e00-adcc-1466f0125135 . ISSN  0730-0301. S2CID  7261259.
  57. ^ Чжан, Хэ; Старке, Себастьян; Комура, Таку; Сайто, Джун (2018-07-30). «Режимно-адаптивные нейронные сети для управления движением четвероногих». ACM Transactions on Graphics . 37 (4): 145:1–145:11. doi :10.1145/3197517.3201366. ISSN  0730-0301. S2CID  51692385.
  58. ^ Харрис, Сьюзен Э. Походки, равновесие и движение лошади Нью-Йорк: Howell Book House 1993 ISBN 0-87605-955-8 стр. 32–33 
  59. ^ Шошани, Дж.; Уолтер, РК; Абраха, М.; Берхе, С.; Тасси, П.; Сандерс, В.Дж.; Марчант, Г.Х.; Либсекал, И.; Гирмаи, Т.; Зиннер, Д. (2006). «Хоботные из позднего олигоцена Эритреи, «недостающее звено» между ранними слоновыми и слоновыми и биогеографические последствия». Труды Национальной академии наук . 103 (46): 17296–301. Bibcode : 2006PNAS..10317296S. doi : 10.1073/pnas.0603689103 . PMC 1859925. PMID  17085582 . 
  60. ^ Хатчинсон, Дж. Р.; Шверда, Д.; Фамини, Д. Д.; Дейл, Р. Х.; Фишер, М. С. и Крам, Р. (2006). «Локомоторная кинематика азиатских и африканских слонов: изменения в зависимости от скорости и размера». Журнал экспериментальной биологии . 209 (19): 3812–27. doi : 10.1242/jeb.02443 . PMID  16985198.
  61. ^ Генин, Джей-Джей; Виллемс, Пенсильвания; Каванья, Джорджия; Лэр, Р. и Хегланд, Северная Каролина (2010). «Биомеханика передвижения азиатских слонов». Журнал экспериментальной биологии . 213 (5): 694–706. дои : 10.1242/jeb.035436. ПМИД  20154184.
  62. ^ ab Graham, DA (1972). «Поведенческий анализ временной организации движений при ходьбе у палочника 1-й стадии и взрослого насекомого (Carausius morosus)». Журнал сравнительной физиологии . 81 : 23–52. doi : 10.1007/BF00693548. S2CID  38878595.
  63. ^ abcd Szczecinski NS, Bockemühl T, Chockley AS, Büschges A (ноябрь 2018 г.). «Статическая стабильность предсказывает континуум межногих координационных паттернов у дрозофилы». Журнал экспериментальной биологии . 221 (Pt 22): jeb189142. doi : 10.1242/jeb.189142 . PMID  30274987.
  64. ^ ab Spirito CP, Mushrush DL (1979). «Межконечностная координация во время медленной ходьбы у таракана: I. Эффекты изменений субстрата». Журнал экспериментальной биологии . 78 : 233–243. doi :10.1242/jeb.78.1.233.
  65. ^ abcde Уилсон, Дональд М (1966). «Ходьба насекомых». Annual Review of Entomology . 11 (1): 103–122. doi :10.1146/annurev.en.11.010166.000535. PMID  5321575.
  66. ^ ab Hughes, GM (1957). «Координация движений насекомых». Журнал экспериментальной биологии . 34 (3): 306–333. doi :10.1242/jeb.34.3.306.

Внешние ссылки

Найдите слово «прогулка» в Викисловаре, бесплатном словаре.
На Викискладе есть медиафайлы по теме «Ходьба» .
Викиверситет располагает учебными ресурсами о пользе ходьбы