したがって、実際の地球では、テトラポッドには蹠行または趾行の脚があります。どちらの場合も、膝は前に曲がりますが、ディジットグレードでは、足首の関節が"後ろ向きの膝"のような錯覚を与える可能性があります。真の後ろ向きの膝を持つ脚が、パフォーマンス面で趾行（および蹠行）の脚とどのように比較されるのか興味があります。私が提案している脚の構造の間に体の部分がどのように並んでいるかを示すために、ラベル付きのイラストを含めました。 
蹠行と趾行の脚についての読みは、蹠行の脚がより安定していて、趾行の足がスピードに優れている長距離歩行。後方膝/逆蹠行の設定は、蹠行または趾行に近いでしょうか？これらの生き物が（肘のように）膝蓋骨に相当するものをまったく持っていなかった場合、それは物事にどのように影響しますか？
（脚注として、私がこれらの後ろ向きの膝を与えることを考えている存在は水平二足歩行ですヒューマノイドではなく、ダチョウのようです。）
コメント
- コウモリでは真の後方膝が発生します。ただし、'陸生コウモリは多くないため、'それらに基づいて結論を出すのは困難です。バッタの脚のように、後ろ向きの膝はより多くのキックを与えることができるかもしれません。
- それがどのように感じるかについては、後ろ向きに走ってみてください。または、2階を後方に移動してみてください。レバレッジはまったく異なります。
回答
プラントグレードに近くなります。ご覧のとおり、趾行の脚は、足首が2番目の後方膝として機能するだけでなく、地面に触れる足の表面積を減らし、通常は手足を伸ばして、生き物をより静かにし、より静かにする適応です。実行時に効率的。さらに、指の脚は通常、筋肉と腱の配置のために走るのに適しています。最速の動物は通常、上肢に筋肉を集中させ、下肢の関節運動を主に腱に依存します（これにより、より弾力性のある動きが可能になります。つまり、走っている間のエネルギーと勢いの損失が少なくなり、手足を動かしやすくなります。これは、この筋肉と腱の配置により、四肢の質量が減少し、手足が動きやすくなるためです。
あなたの逆プランティグラード脚は基本的に逆向きの後方脚です（少なくとも私たちにとっては）。そのような手足の向きを持っている生き物はコウモリであり、それらはすべて四足歩行の方法で地面を動き、それを正確に優雅ではありません。私が知っているこの手足の構造を持ち、走ることも知られている動物は一般的です吸血コウモリ（Desmodus rotundus）。これらのコウモリは、その特殊なライフスタイルにより、飛行に幅広く適応しているにもかかわらず、地面を移動できるようになっています。どのように走るかを見てみましょう。
これから、これらのコウモリがどのようにいるかを確認できます
1-四足歩行で実行します。 2-主に腕に頼って走ります。
シナリオの蹠行構造の主な問題は、おもりが傾いている方向とは逆の方向に曲がるように構成されていることです。自分を後ろ向きに曲げようとしたことがあれば、バランスを取るのがいかに難しいかに気づいたことでしょう。このような脚の配置自体は必ずしも悪いわけではありませんが（私が知る限り、ほとんどのコウモリはそれを持っているので、何らかの形で明らかに有利です）、二足歩行のダチョウのような生き物にとって、これは問題。ダチョウほど速くも安定していないだけでなく、"ロックを解除すると"膝蓋骨は「走ったり歩いたりするときにバランスを取るために多くのエネルギーを費やす必要があります。
膝蓋骨に関しては、その機能は関節を伸ばし、衝撃から保護することです。 、それがないことには別の潜在的な欠点があります（ランニングに非常に適したダチョウは、脚ごとに2つの膝蓋骨があります）。
コメント
- ありがとうございます！'逆膝蓋骨のセットアップを破棄すると思います（ただし、将来的にはバットエイリアンに再利用しますか？）
- @rustbird sound良い計画のようです。成功したデザインはさまざまな生き物に何度も現れる傾向があるため、同様の構造を持つコウモリのようなエイリアンは完全に合理的に聞こえます。
回答
人間の歩行を考えてみてください。
側面図と足の状態に注意してください、足首、膝。植えられた足が体の下に入ると、足は伸び始め、かかとを地面から持ち上げ、つま先が最後の推力を与えます。その推力が発生した後、膝が曲がってつま先が地面から離れるようになり、次に上肢が下腿に沿って前方にスイングし、前方にスイングして上肢と一直線になり、足が体の前方になります。次のステップのためにかかとを植える位置にあります。
下腿は振り子のように機能しています。そこに筋肉がまったくない場合でも、膝上切断後に義肢を持っている人に見られるように、歩行動作は機能します。この場合、ステップ全体が純粋に上肢の動作によって実行されます。下肢は自由に揺れる振り子のように機能するため、次のステップに備えるために足を持ち上げた後、下肢の筋肉の部分に必要なエネルギーはほとんどありません。基本的に、上肢が揺れるとき前方下肢は無料で前方に振られます。その後、植え付けられると、上肢の動きにより体が上を移動します。
下肢の唯一の主要な運動脚はその最後のつま先突きです。また、上腿と下腿は真っ直ぐで、力をできるだけ効率的に全身に伝えることができます。その推力が起こっているときに膝が曲がった場合、「非効率的なエネルギー伝達があります。
そのため、しゃがんだランニングやウォーキングなどを維持することはできません。常に曲がった膝は、より少ないことを意味します。効率的なエネルギー伝達。適度な体型の人は何時間も連続して歩くことができます。膝を少しでも曲げて歩くことを余儀なくされた人は、数百メートル行くことができ、おそらく最後には苦しむでしょう。
次に、後ろ向きの膝を見てください。下肢は、前に振るには上に引っ張る必要があるため、振り子効果を利用できません。人間の下腿は前方にスイングし、膝関節によって筋肉の努力なしに停止しますが、後方膝では、関節が折りたたまれる自然な傾斜であるため、ステップで脚をまっすぐにしてまっすぐに保つための筋肉が必要です。フォワード。筋肉は常に機能している必要があります。
地獄が持ち上げられるとつま先が推力を発生するため、ステップの最後の部分で何が起こるかを考えてみましょう。さて、どのようにかかとを持ち上げますか？再び通常の膝を見てください。つま先の突き出しが終了すると、上肢が前方に揺れ、膝が曲がります。これにより、脚の有効な全長が短くなり、足が前に振るときに地面から離れることができます。
後ろ膝では、これは起こり得ません。スムーズでエネルギー効率の良いものはありません。下腿が前進するときに地面をきれいにするために下腿を持ち上げる方法。私がそれが起こっているのを見る唯一の方法は、逆膝のバイプが絶えず跳ねて、地面をきれいにするのに十分なスペースがあるように十分に強く押し出さなければならないということです。足首と膝を曲げて引き上げて地面をきれいにすることができます。これにより、必然的に、体を前方ではなく上下に動かすためのエネルギーが大幅に増加するため、全体的なエネルギー効率が大幅に低下します。
胴体のバウンドの問題を回避する方法が1つある可能性がありますが、それは「逆膝のバイプが実際に膝を真っ直ぐにしない場合は、膝を継続的に曲げたままにして、基本的に衝撃吸収材として機能し、胴体に向けられる上向きの推力の量を最小限に抑えます。しかし、それは再びエネルギー効率の問題にぶつかります。足とつま先によって生成された力のかなりの部分が前進運動に使用されておらず、失われています。
私が述べたポイントに戻ります。人工下腿と、通常の人間の膝では、機能するために上肢の動き以外は何も必要としないので、後ろ足の部分の人工下腿は、何らかの動力機構を必要とします。機能する。これは、2つのエネルギー効率の違いを示しています。1つは電力なしで機能でき、もう1つは機能できませんでした。
コメント
- ありがとう、これは非常に役に立ちました！脚の物理学の説明に感謝します。