Forscher an der Ohio State University haben neue Einblicke in die , wie der Körper bewegt sich , wenn wir zu Fuß gewonnen . Sie lernten, alles, was sie benötigt, um durch die Beobachtung die Menschen natürlich zu Fuß auf einem Laufband kennen.
In normalen Gehen , Menschen setzen ihren Fuß in leicht unterschiedlichen Positionen auf jedem Schritt . Für das ungeübte Auge , dieser Schritt -zu- Schritt Variation Fußstellung sieht einfach zufällig und laut. Aber in der Zeitschrift Biology Letters , die Forscher beschreiben ein mathematisches Modell, das mehr als 80 Prozent dieser scheinbaren Zufälligkeit in der Lage der nächste Schritt einer Person erklären können , nur auf winzige Schwankungen in der Bewegung des Beckens dieser Person beruht.
Jeder Schritt, den wir nehmen ist ein Balanceakt , da der Körper nach vorne fällt und zur Seite , erklärt Manoj Srinivasan , Assistant Professor für Maschinenbau und die Spitze der Bewegung Lab an der Ohio State .
"Wir konnten zeigen, dass die nächste Fußstellung können so vor , wenn der Fuß gesetzt vorhergesagt werden - schon in der Mitte des vorigen Schritt - je nachdem, wie der Körper fallen ", sagte er . "Niemand wusste, dass so hohe Vorhersagbarkeit mit so einem einfachen Modell und mit nur normalen Gehen Daten möglich war. "
Was sie gelernt eines Tages informieren Sie das Design der assis exoskeletons oder Laufroboter - oder einfach nur helfen Ärzte diagnostizieren und zu behandeln Gleichgewichtsprobleme .
Die Idee der Studie , erklärte, ehemaliger Doktorand Yang Wang, war es, auf die natürliche Variabilität , wie setzen wir unsere Schritte , wenn sie normal zu Fuß zu profitieren. Ein Mikrokosmos der größeren, drastischen Bewegungen beschäftigen wir vertikal zu bleiben, wenn etwas klopft uns aus dem Gleichgewicht - Jeder Schritt kann man sich als ein kleiner Schritt soll dazu beitragen, uns zu erholen Stabilität nach einer sehr kleinen Fall gedacht werden .
Sie passten 10 Teilnehmer mit Motion-Capture- Marker und verfolgt sie zu Fuß auf einem Laufband bei verschiedenen Geschwindigkeiten, von einem gemütlichen Spaziergang zu einem moderaten Tempo (von etwa 2 bis 3 Meilen pro Stunde) .
Wenn die Forscher versuchten, ein generisches Modell , wie Menschen zu Fuß machen , würden sie die winzigen Schwankungen in Beckenbewegungund Fuß Platzierung als "Rauschen" in den Daten nicht berücksichtigt haben . Aber in diesem Experiment ist der Lärm , was sie waren interessiert , weil das ist, wenn eine kleine Änderung in unserer Bilanz könnte durch eine geringfügige Änderung in dem wir setzen unsere Füße ausgeglichen werden.
Das heißt, unsere Körper zu initiieren , bevor Sie einen Schritt nach rechts fast unmerklich Herbst auf der rechten Seite , und ein Sturz auf der linken Seite , bevor Sie einen Schritt nach links. Wenn unsere Becken passiert , um eine Millimeter anders eine oder die andere in einer bestimmten Art und Weise Schritt bewegen , erstellt es eine winzige Ungleichgewicht, das wir scheinen zu , indem Sie den nächsten Schritt in eine geeignete Position zu kompensieren. Das alles geschieht , ohne bewusstes Denken von unserer Seite .
Um besser zu verstehen, menschliche Fuß Stabilität und Kontrolle - - und die Entwicklung ihrer Modell zu Diagnose und Behandlung von Stabilitätsproblemen zu unterstützen Srinivasan wird diese Arbeit in der Bewegung Lab , wo sein Team zu erhärten diese Ergebnisse mit anderen Experimenten eingestellt fortsetzen. Die Studie ergab eine einfache Struktur in normalen Gehen Variabilität , erklärte er, so vielleicht Abweichungen von dieser Struktur würde die Natur der jemandes Schwierigkeiten zeigen .
Was die technischen Anwendungen dieser Forschung , sagte Yang , dass ein besseres Verständnis der menschlichen Gang konnte das Design der assis exoskeletons , die helfen, Menschen mit Bewegungsstörungen gehen natürlich informieren . Es könnte auch helfen, die Gestaltung von humanoiden oder sogar vierbeinigen Laufroboter .