人类运动最佳模式：奔走之道 事半功倍
对于Monty Python(一个著名的英国搞笑剧集)的那部《傻走牧师》来说，这绝对算是个坏消息：那种标准的大步走的步伐并没有过时。根据一项新的研究，人类在行走和奔跑中习惯采用的步伐能够保证人体在一个特定的运动速度下消耗最少的能量。
人类的双腿能够以不同的速度、朝着不同的方向运动，但是在现实生活中，我们却习惯于沿着直线行走。当一个人试图放缓脚步时，他会用他的脚后跟接触地面，随后离开，他的身体像一个颠倒的钟摆一样随着每一步而沿曲线前进。当他试图加速时，他的跑步形态很可能是一连串有弹性的抛物线拱形。
人类所选择的这些步伐并非很容易理解——首先，这些步伐都会碰撞地面，而不是从地面上滑过。美国纽约州伊萨卡市康奈尔大学的生物机械工程师Andy Ruina认为，一个可能的解释就是为了获得更大的功效。为了验证不同的步伐需要的机械能到底是多少，Ruina和研究生Manoj Srinivasan设计了一个计算机模型，能够将一个人还原成一台简单的步行机械，即具有规律的步伐、无限小的脚以及没有弹性腱。最划算的解决方法是3种与地面接触的步伐。研究人员在最新出版的英国《自然》杂志上报告说，其中的两种步伐就是对行走和奔跑的标准描述。
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这一模型同时预测了能效处于中间水平的一种步伐，或者称之为“摆动跑”，这种步伐在现实世界中通常很少见。Ruina指出，之所以能够进行这项研究是由于该模型没有弹性腱，后者能够在身体内部消耗能量。他补充说，研究人员试图在实验室中复制这种步伐，但是只取得了部分成功：年老以及外形较小的生物的步伐与“摆动跑”较为接近，这或许是由于它们的身体缺少弹性所致。
Ruina认为，人类运动的这种最佳模式能够帮助医生预测实施了弥补术的患者将如何运动，或者设计出更好的计算机制图法。此外，加拿大阿尔伯达省卡尔加里大学的生物机械工程师John Bertram认为，这项研究还有一些更为深远的意义。他说，它意味着生物体从根本上一直被某些基本力学原理所制约着。
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