Joten tosielämän maapallolla tetrapodeilla on joko plantigrade- tai digitaligrade-jalat. Molemmissa tapauksissa polvi taipuu eteenpäin, mutta digitaalisissa asteissa nilkanivel voi antaa illuusion ” taaksepäin olevasta polvesta ”. Olen utelias siitä, kuinka jalka, jolla on todellinen taaksepäin oleva polvi, vertaa suorituskykyä digitaalisen (ja plantigrade) jalkaan. Olen sisällyttänyt leimatun kuvan osoittamaan, kuinka kehon osat ovat linjassa ehdotettujen jalkarakenteiden välillä. 
Plantigrade- ja digitaligrade-jalat osoittavat, että plantigrade-jalat ovat vakaampia ja parempia pitkän matkan kävely, jossa digigrade-jalat ovat parempia nopeudelle. Olisiko taaksepäin polvi / taaksepäin suunnattu plantigrade-asetus lähempänä plantigrade- tai digigrade-asetusta? Kuinka se vaikuttaa asioihin, jos näillä olennoilla ei ole lainkaan polvivarren vastaavuutta (kuten kyynärpäissämme)?
(Alaviitteessä olennot, joita ajattelen antaa näille taaksepäin oleville polvilleen, ovat vaakasuoria kaksijalkaisia kuten strutsit, ei humanoidit.)
Kommentit
- Lepakoissa esiintyy todellisia taaksepäin polvia. ’ t ei kuitenkaan ole monta maanpäällistä lepakkoa, joten ’ on vaikea tehdä johtopäätöksiä niiden perusteella. Taaksepäin polvet saattavat antaa enemmän potkuja, kuten heinäsirkan jalat.
- Yritä juosta taaksepäin saadaksesi käsityksen siitä, miltä se tuntuisi. Tai yritä mennä yläkertaan taaksepäin. Vipu on täysin erilainen.
Vastaa
Se on lähempänä istutuskauppaa. Digitaalinen jalka ei ole pelkästään nilkka, joka toimii toisena taaksepäin olevana polvena, se on mukautus, joka pienentää jalkaa, joka koskettaa maata, ja yleensä pidentää raajaa, jolloin olento on hiljaisempi ja enemmän tehokas juoksussa. Lisäksi digigrade-jalka on hyvä juoksemiseen, yleensä sen lihasten ja jänteiden vuoksi, jolloin nopeimmat eläimet keskittyvät yleensä lihakset yläjalkaan ja luottavat lähinnä säären nivelten jänteisiin (tämä mahdollistaa joustavamman liikkeen, mikä tarkoittaa pienempää energian ja vauhdin menetystä juoksun aikana sekä helpottaa raajan liikuttamista, koska tämä lihasten ja jänteiden taipumus vähentää raajojen massaa, jolloin raajan liikkuminen on helpompaa.
Käänteinen plantigrade-jalka on pohjimmiltaan taaksepäin tarkoitettu jalka, jossa on käännetty (ainakin meille). Olennot, joilla on tällainen raajasuunta, ovat lepakoita, jotka kaikki liikkuvat maassa nelipyörällä eivätkä ole siitä täysin armollisia. Tunnen yhden eläimen, jolla on tämä raajarakenne ja jonka tiedetään myös juoksevan. vampyyri lepakko (Desmodus rotundus). Nämä lepakot ovat erikoistuneesta elämäntavastaan johtuen hyvin sopeutuneet voidakseen liikkua maassa huolimatta laajamittaisista mukautuksistaan lentoon. Katsotaanpa, miten he juoksevat, kyllä?
Tästä voimme nähdä, kuinka nämä lepakot
1 juoksu nelipyörällä. 2 – luottaa lähinnä käsivarsiin juoksemiseen.
Skenaariossasi platigradirakenteen pääkysymys on, että se on rakennettu taipumaan tavalla, joka on päinvastainen verrattuna siihen, johon paino on kulmassa. Jos olet joskus yrittänyt kaareutua taaksepäin, olet todennäköisesti huomannut kuinka vaikeaa on tasapainottaa itseäsi. Tällainen jalkojen järjestely ei sinänsä ole välttämättä huono (useimmilla lepakoilla on se, sikäli kuin tiedän, joten se on selvästi heiltä jollakin tavalla edullista), mutta kaksijalkaisen strutsin kaltaiselle olennolle tämä on ongelma. Paitsi että ne eivät ole melkein yhtä nopeita tai vakaita kuin strutsi, he eivät myöskään ole yhtä energiatehokkaita kuin kerran, kun he ” avaavat lukituksen ” polvillaan heidän on omistettava paljon energiaa tasapainottaakseen juoksun tai kävelemisen aikana.
Polvivaipan osalta sen tehtävänä on auttaa pitämään niveltä yllä ja suojaamaan sitä iskuilta. , joten näen sen puuttumisesta toisen potentiaalisen haitan (strutseilla, jotka ovat erittäin mukautettuja juoksemiseen, on 2 polvilumpia jalkaa kohden).
Kommentit
- Kiitos! Luulen, että ’ romutan käännetyn plantigrade-polven (mutta voin käyttää sitä myöhemmin tulevaisuudessa lepakoiden ulkomaalaisille?)
- @rustbird kuulostaa kuin hyvä suunnitelma. Onnistuneita malleja esiintyy yleensä useita kertoja eri olentoissa, joten lepakoiden kaltaiset ulkomaalaiset, joilla on samanlainen rakenne, kuulostavat täysin kohtuullisilta.
Vastaa
Harkitse ihmisen kävelyä.
Kiinnitä huomiota sivunäkymään ja siihen, mitä jalalla tapahtuu, nilkka ja polvi.Kun istutettu jalka menee rungon alle, se alkaa ulottua nostaen kantapään maasta ja sitten varpaat antaen lopullisen työntövoiman. Sen jälkeen, kun työntövoima tapahtuu, polvi taipuu, jolloin varpaat voivat puhdistaa maata, sitten ylempi jalka kääntyy eteenpäin alemman seuraajan kanssa ja kääntyy eteenpäin tuodakseen sen suoraan linjaan ylemmän jalan kanssa niin, että jalka on kehon edessä, pystyssä istuttamaan kantapää seuraavaa vaihetta varten.
Sääri toimii kuin heiluri. Jos siellä ei olisi lainkaan lihaksia, kävelyliike toimisi edelleen, kuten voit nähdä sellaisen henkilön kanssa, jolla on proteesiraaja polven yläpuolella tehdyn amputoinnin jälkeen, jossa koko vaihe suoritetaan puhtaasti yläreunan liikkeellä. Koska alaraaja toimii vapaasti heiluvan heilurin tavoin, säärilihasten osassa jalan nostamisen jälkeen tarvitaan hyvin vähän energiaa valmistautuakseen seuraavaan vaiheeseen. säären eteenpäin käännetään ilmaiseksi eteenpäin. Sitten istuessaan keho kulkee yläosan yli jalan liikkeen takia.
Alaosan ainoa merkittävä rasitus jalka on se viimeinen varpa työntö. Huomaa myös, että ylä- ja sääret ovat suorat, kun se tapahtuu, jolloin voima välittyy mahdollisimman tehokkaasti koko kehoon. Jos polvi taipui työntövoiman tapahtuessa, energiansiirto ei ole tehokasta.
Siksi sellaisia asioita kuin kyykky tai juoksu ei voida ylläpitää: aina taivutettu polvi tarkoittaa vähemmän tehokas energiansiirto. Kohtuullisessa kunnossa oleva henkilö voi kävellä jatkuvasti tuntikausia. Joku, joka on pakko käydä polvillaan jopa hieman taivutettuna koko ajan, saattaa pystyä kulkemaan muutaman sadan metrin ja todennäköisesti tuskissaan loppuun mennessä.
Katsokaa nyt taaksepäin olevaa polvea. Alaraaja ei voi hyödyntää heilurin vaikutusta, koska se on vedettävä ylöspäin, jotta se voi kääntyä eteenpäin. Vaikka ihmisen sääret kääntyvät eteenpäin ja pysähtyvät ilman lihasten vaivaa menemästä pidemmälle polvinivelestä, taaksepäin olevassa polvessa tarvitaan lihaksia suoristamaan jalka askelmalla ja pitämään se suorana, koska nivelten luonnollinen taipumus taittuu eteenpäin. Lihakset pakotetaan työskentelemään koko ajan.
Mieti nyt, mitä tapahtuu askeleen viimeisessä osassa, kun varpaat tuottavat työntövoiman helvetin noustessa. No, miten kantapää nostetaan? Tarkastellaan jälleen normaalia polvea: samalla kun varpaiden työntövoima on valmis, ylempi jalka kääntyy eteenpäin, jolloin polvi taipuu. Tämä lyhentää jalan tehollista kokonaispituutta, jolloin jalka voi vain puhdistaa maata edessään heiluttaen.
Takaosan polvessa sitä ei voi tapahtua. Ei ole tasaista, energiatehokasta. tapa nostaa säären jalan puhdistamiseksi eteenpäin liikkuessa. Ainoa tapa, jolla näen sen tapahtuvan, on se, että käänteisesti polvistuneen kaksisirkkaisen tulisi jatkuvasti hypätä, työntämällä pois tarpeeksi kovasti, jotta maata voidaan puhdistaa niin, että nilkka ja polvi voidaan taivuttaa vetämään ne ylös puhdistamaan maata . Tämä johtaa väistämättä paljon enemmän energiaan, joka kohdistuu kehon liikuttamiseen ylös ja alas eikä eteenpäin, mikä on paljon vähemmän energiatehokkuutta.
Pomppivalla vartalo-ongelmalla voi olla yksi tapa kiertää, ja että ”s jos käänteinen polvinen kaksisuuntainen ei oikeastaan oikaisi polvea, pitäen sitä jatkuvasti taipuisena toimiakseen periaatteessa iskunvaimentimena minimoimaan ylävartaloon kohdistuvan työntövoiman. Mutta sitten taas törmää energiatehokkuusongelmaan: merkittävää osaa jalkojen ja varpaiden luomasta voimasta ei käytetä eteenpäin suuntautuvaan liikkeeseen ja se menetetään.
Palaan takaisin siihen kohtaan, jonka tein noin proteesinen säären jalka ja kuinka normaalissa ihmisen polvessa se ei vaadi toimiakseen muuta kuin yläjalan liikkeitä, taaksepäin polven kaksisuuntaisella osalla toimiva proteesi vaatii jonkinlaisen voimanlähteen mekanismin toimia. Se osoittaa näiden kahden energiatehokkuuden eron: voi toimia ilman virtaa, ei.
Kommentit
- Kiitos, tämä oli hyvin hyödyllinen! Arvostan jalkafysiikan selitystä.