Ainsi, sur la Terre réelle, les tétrapodes ont des pattes plantigrades ou digitigrades. Dans les deux cas, le genou se plie vers lavant, mais dans les digitgrades, larticulation de la cheville peut donner lillusion dun » genou en arrière « . Je suis curieux de savoir comment une jambe avec un vrai genou en arrière pourrait comparer les performances aux jambes digitigrades (et plantigrades). Jai inclus une illustration étiquetée pour indiquer comment les parties du corps salignent entre les structures de jambe que je propose. 
La lecture sur les jambes plantigrades par rapport aux jambes digitigrades indique que les jambes plantigrades sont plus stables et meilleures pour la marche longue distance, où les jambes digitigrades sont meilleures pour la vitesse. La configuration genou arrière / plantigrade inversé serait-elle plus proche du plantigrade ou du digitigrade? Comment cela affecterait-il les choses si ces créatures navaient pas du tout déquivalent rotule (comme nos coudes)?
(En note de bas de page, les êtres auxquels je pense donner ces genoux en arrière sont des bipèdes horizontaux comme les autruches, pas les humanoïdes.)
Commentaires
- Les vrais genoux en arrière se produisent chez les chauves-souris. Cependant, il ny a ‘ t beaucoup de chauves-souris terrestres, il est donc ‘ difficile de tirer des conclusions sur ces bases. Les genoux en arrière pourraient donner plus de coups de pied, comme les jambes de sauterelles.
- Essayez de courir en arrière pour avoir une idée de ce que vous ressentiriez. Ou essayez de monter les escaliers en arrière. Leffet de levier est totalement différent.
Réponse
Ce sera plus proche de plantingrade. Vous voyez, la jambe digitigrade nest pas seulement la cheville fonctionnant comme un deuxième genou en arrière, cest une adaptation qui diminue la surface du pied qui touche le sol et étend généralement le membre, rendant la créature plus silencieuse et plus efficace à la course. De plus, une jambe digitigrade est bonne pour la course généralement en raison de sa disposition des muscles et des tendons, les animaux les plus rapides concentrant généralement les muscles sur la jambe supérieure et sappuyant principalement sur les tendons pour les articulations de la jambe inférieure (cela permet un mouvement plus élastique, ce qui signifie une moindre perte dénergie et délan pendant la course, ainsi que pour faciliter le mouvement du membre, car cette disposition des muscles et des tendons a tendance à réduire la masse aux extrémités, facilitant ainsi le mouvement du membre.
Votre jambe plantigrade inversée est essentiellement une jambe arrière avec une jambe inversée (pour nous du moins). Les créatures qui ont une telle orientation de membre sont des chauves-souris, qui se déplacent toutes sur le sol dune manière quadrupède et ne sont pas vraiment gracieuses. Le seul animal que je connais qui a cette structure de membre et est également connu pour courir est le commun chauve-souris vampire (Desmodus rotundus). Ces chauves-souris, en raison de leur style de vie spécialisé, se sont bien adaptées pour pouvoir se déplacer au sol malgré leurs nombreuses adaptations pour le vol. Regardons comment elles courent, oui?
À partir de là, nous pouvons voir comment ces chauves-souris
1-run en quadrupède. 2- comptent principalement sur leurs bras pour courir.
Le principal problème avec la structure platigrade dans votre scénario est quelle est structurée pour se plier dune manière opposée à celle dans laquelle le poids est orienté vers Si vous avez déjà essayé de vous cambrer en arrière, vous avez probablement remarqué combien il est difficile de vous équilibrer. Une telle disposition des pattes en elle-même nest pas nécessairement mauvaise (la plupart des chauves-souris lont, pour autant que je sache, donc cest clairement avantageux de leur part dune certaine manière), mais pour une créature bipède ressemblant à une autruche, ce sera un problème. Non seulement ils « ne seront pas aussi rapides ou stables quune autruche, mais ils » seront également moins écoénergétiques quune fois quils » déverrouillés » leurs genoux, ils devront consacrer beaucoup dénergie pour séquilibrer en courant ou en marchant.
En ce qui concerne la rotule, sa fonction est daider à étendre larticulation ainsi que de la protéger des chocs , donc je vois un autre inconvénient potentiel à en manquer (les autruches, qui sont extrêmement adaptées pour la course, ont 2 rotules par jambe).
Commentaires
- Merci! Je pense que je ‘ vais mettre au rebut le genou plantigrade inversé (mais peut-être le réutiliser à lavenir pour des extraterrestres de chauve-souris?)
- @rustbird comme un bon plan. Les conceptions réussies ont tendance à apparaître plusieurs fois chez différentes créatures, de sorte que les extraterrestres semblables à des chauves-souris avec des structures similaires semblent tout à fait raisonnables.
Réponse
Considérons une marche humaine.
Faites attention à la vue de côté et à ce qui se passe avec le pied, cheville et genou.Lorsque le pied planté passe sous le corps, il commence à sétendre, soulevant le talon du sol, puis les orteils donnant une poussée finale. Après cette poussée, le genou se plie, ce qui permet aux orteils de dégager le sol, puis la jambe supérieure pivote vers lavant avec le bas suivant et se balance vers lavant pour lamener en ligne directe avec la jambe supérieure afin que le pied soit en avant du corps, en position pour planter le talon pour létape suivante.
Le bas de la jambe agit comme un pendule. Sil ny avait aucun muscle là-bas, le mouvement de marche fonctionnerait toujours, comme vous pouvez le voir avec quelquun qui a un membre prothétique après une amputation au-dessus du genou où toute létape est accomplie uniquement par le mouvement de la jambe supérieure. Étant donné que le membre inférieur agit comme un pendule à oscillation libre, il y a très peu dénergie nécessaire de la part des muscles de la jambe inférieure après que le pied a été soulevé pour se préparer à létape suivante. Essentiellement, lorsque la jambe se balance vers lavant, le bas de la jambe est basculé vers lavant gratuitement. Puis, lorsquil est planté, le corps se déplace sur le dessus à cause du mouvement du haut de la jambe.
Le seul effort majeur de la partie inférieure jambe est cette dernière poussée dorteil. Et notez que le haut de la jambe et le bas de la jambe sont droits lorsque cela se produit, permettant à la force dêtre transmise le plus efficacement possible à tout le corps. Si le genou sest plié pendant que cette poussée se produisait, il y aurait un transfert dénergie inefficace.
Cest pourquoi des choses comme courir accroupi ou marcher ne peuvent pas être soutenues: le genou toujours plié signifie moins transfert dénergie efficace. Une personne en forme raisonnable peut marcher sans interruption pendant des heures. Une personne forcée de marcher avec les genoux, même légèrement pliés pendant tout le temps, peut parcourir quelques centaines de mètres et sera probablement à lagonie à la fin.
Maintenant, regardez votre genou en arrière. Le bas de la jambe ne peut pas exploiter leffet de pendule car il sera nécessaire de le tirer vers le haut pour se balancer vers lavant. Alors que la jambe humaine bascule vers lavant et est arrêtée sans effort musculaire pour aller plus loin par larticulation du genou, dans le genou arrière, vous avez besoin de muscles pour redresser la jambe sur la marche et la maintenir droite car linclinaison naturelle serait pour larticulation de se plier. effronté. Les muscles sont obligés de travailler tout le temps.
Pensez maintenant à ce qui se passe sur la dernière partie de la marche, car les orteils génèrent la poussée alors que lenfer se soulève. Eh bien, comment le talon est-il soulevé? En regardant à nouveau le genou normal: au moment où la poussée des orteils est terminée, le haut de la jambe bascule vers lavant, provoquant une flexion du genou. Cela raccourcit la longueur effective globale de la jambe, permettant au pied de simplement dégager le sol lorsquil pivote vers lavant.
Sur le genou en arrière, cela ne peut pas arriver. Il ny a pas de lisse, économe en énergie façon de soulever le bas de la jambe afin de dégager le sol au fur et à mesure quil avance. La seule façon dont je peux voir que cela se produit est que le bipède à genoux inversés devrait continuellement sauter, poussant assez fort pour quil y ait assez de place pour dégager le sol afin que la cheville et le genou puissent être pliés pour les tirer vers le haut pour dégager le sol . Cela entraînera inévitablement beaucoup plus dénergie dirigée vers le haut et le bas du corps plutôt que vers lavant, donc beaucoup moins économe en énergie dans lensemble.
Il pourrait y avoir un moyen de contourner le problème du torse qui rebondit, et que « s si le bipède à genoux inversé na jamais réellement redressé le genou, le gardant fléchi en permanence pour agir fondamentalement comme un amortisseur pour minimiser la quantité de poussée vers le haut dirigée dans le torse. Mais là encore, cela se heurte au problème defficacité énergétique: une partie importante de la force créée par les pieds et les orteils nest pas utilisée pour le mouvement vers lavant et est perdue.
Pour revenir au point que jai dit une prothèse de jambe inférieure et comment, dans un genou humain normal, elle ne nécessite rien dautre que le mouvement de la jambe supérieure pour fonctionner, une prothèse de jambe inférieure sur la partie bipède genou arrière nécessiterait une sorte de mécanisme motorisé pour Pour fonctionner. Cela démontre la différence defficacité énergétique entre les deux: on peut fonctionner sans électricité, on ne pourrait pas.
Commentaires
- Merci, cétait très utile! Japprécie lexplication de la physique des jambes.