실제 지구에서 네발 동물은 식물성 또는 디지털 성 다리를 가지고 있습니다. 두 경우 모두 무릎이 앞으로 구부러 지지만 디지 그레이드에서는 발목 관절이 " 뒤쪽 무릎 " 같은 느낌을 줄 수 있습니다. 나는 진정한 뒤로 무릎을 꿇은 다리가 성능면에서 digitigrade (및 plantigrade) 다리와 어떻게 비교할지 궁금합니다. 저는 제가 제안하는 다리 구조 사이에 신체 부위가 어떻게 정렬되는지를 나타내는 라벨이 붙은 그림을 포함 시켰습니다. 
plantigrade 다리와 digitigrade 다리에 대한 독서는 plantigrade 다리가 더 안정적이고 더 좋다는 것을 나타냅니다. digitigrade 다리가 속도에 더 좋은 장거리 걷기. 뒤로 무릎 / 역 plantigrade 설정이 plantigrade 또는 digitigrade에 더 가깝습니까? 이 생물체가 무릎 뼈에 상응하는 무릎 뼈가 전혀 없다면 (팔꿈치처럼) 어떤 영향을 미칠까요?
(각주로서,이 뒤로 무릎을 꿇고 싶은 존재는 수평 바이 페드입니다. 인간형이 아닌 타조처럼.)
댓글
- 배트에서는 진정한 뒤로 무릎이 발생합니다. 그러나 지상 박쥐는 '별로 많지 않기 때문에 '이를 기반으로 결론을 내리기가 어렵습니다. 메뚜기 다리처럼 뒤로 무릎을 꿇 으면 더 많은 발차기를 할 수 있습니다.
- 느낌이 어떤지 알아 보려면 뒤로 달리세요. 아니면 위층 뒤로 가보세요. 레버리지는 완전히 다릅니다.
Answer
심장에 더 가깝습니다. digitigrade 다리는 “두 번째 뒤로 무릎 역할을하는 발목에 관한 것이 아니라,지면에 닿는 발의 표면적을 감소시키고 일반적으로 사지를 확장하여 생물을 더 조용하고 더 많이 만드는”적응입니다. 달리기에 효율적입니다. 또한 digitigrade 다리는 일반적으로 근육과 힘줄의 배치로 인해 달리기에 좋습니다. 가장 빠른 동물은 일반적으로 다리 위쪽에 근육을 집중하고 아래쪽 다리 관절에는 힘줄에 주로 의존합니다 (이렇게하면보다 탄력적 인 움직임이 가능합니다. 이는 달리는 동안 에너지와 운동량의 손실이 적고, 근육과 힘줄의 이러한 배치가 사지의 질량을 줄여 사지가 더 쉽게 움직일 수 있도록하기 때문에 사지를 더 쉽게 움직일 수 있음을 의미합니다.
당신의 역 plantigrade 다리는 기본적으로 거꾸로 된 거꾸로 된 다리입니다 (적어도 우리에게는). 그런 사지 방향을 가지고있는 생물은 박쥐입니다.이 동물은 모두 바닥에서 네 발로 움직이며 그다지 우아하지 않습니다. 내가 아는 한 가지 사지 구조를 가지고 있고 달리는 것으로 알려진 동물은 일반적입니다. 뱀파이어 박쥐 (Desmodus rotundus).이 박쥐는 전문적인 생활 방식으로 인해 비행에 대한 광범위한 적응에도 불구하고 지상에서 움직일 수 있도록 잘 적응되었습니다. 어떻게 달리는지 살펴 보겠습니다.
여기에서이 박쥐가 어떻게
1은 네 발 달린다. 2- 주로 팔에 의존하여 달릴 수 있습니다.
시나리오에서 플래티 그레이드 구조의 주요 문제는 무게가 기울어 져있는 구조와 반대 방향으로 구부러 지도록 구조화되어 있다는 것입니다. . 만약 당신이 자신을 뒤로 굽히려고 시도했다면, 당신은 자신의 균형을 잡는 것이 얼마나 힘든지 알아 차렸을 것입니다. 이러한 다리 배열 자체가 반드시 나쁜 것은 아니지만 (내가 아는 한 대부분의 박쥐가 가지고 있기 때문에 어떤면에서 분명히 그들에게 유리합니다) 두발 타조 같은 생물의 경우 이것은 문제. 타조만큼 빠르거나 안정적이지 않을뿐만 아니라 " 잠금 해제 " 무릎은 “달리거나 걷는 동안 자신의 균형을 맞추기 위해 많은 에너지를 투자해야합니다.
슬개골의 기능은 관절을 확장하고 충격으로부터 보호하는 것입니다. , 따라서 부족한 또 다른 잠재적 인 단점이 있습니다 (달리기에 매우 적합한 타조는 다리 당 2 개의 슬개골이 있습니다).
댓글
- 감사합니다. ' 역 식물성 무릎 설정을 폐기 할 것 같습니다 (하지만 나중에 박쥐 외계인에게 재사용 할 수 있습니까?)
- @rustbird 사운드 성공적인 디자인은 다른 생물에서 여러 번 나타나는 경향이 있으므로 유사한 구조를 가진 박쥐 같은 외계인은 완전히 합리적으로 들립니다.
답변
사람이 걷는 것을 고려합니다.
측면보기와 발에 일어나는 일에주의를 기울이고, 발목, 무릎.심어진 발이 몸 아래로 내려 가면 발이 늘어나 기 시작하여 뒤꿈치를 땅에서 들어 올린 다음 발가락을 들어 올려 최종 추진력을 제공합니다. 그 추력이 발생하면 무릎이 구부러져 발가락이 땅을 비운 다음 위쪽 다리가 아래쪽을 따라 앞으로 스윙하고 앞쪽으로 스윙하여 위쪽 다리와 일직선이되도록 앞쪽으로 흔들어 발이 몸의 앞으로 나오게합니다. 다음 단계를 위해 발 뒤꿈치를 심을 위치에 있습니다.
아래 다리는 진자처럼 작동합니다. 거기에 근육이 전혀 없다면 보행 동작은 여전히 작동 할 것입니다. 무릎 위 절단 후 의족을 가진 사람이 볼 수 있듯이 전체 단계는 순전히 윗다리의 동작으로 완료됩니다. 하지가 자유롭게 흔들리는 진자처럼 작동하기 때문에 다음 단계를 준비하기 위해 발을 들어 올린 후 다리 아래 근육 부분에 필요한 에너지가 거의 없습니다. 기본적으로 윗 다리가 흔들릴 때 아래쪽 다리를 앞으로 무료로 휘두르고, 심으면 위쪽 다리의 움직임으로 인해 몸이 위쪽으로 이동합니다.
아래쪽 부분의 유일한 주요 운동 다리는 마지막 발가락 추력입니다. 그리고 윗다리와 아랫 다리가 발생했을 때 곧게 펴서 힘이 전신에 최대한 효율적으로 전달되도록합니다. 추력이 일어나면서 무릎이 구부러지면 에너지 전달이 비효율적 일 것입니다.
이것이 바로 웅크 리기 나 걷기와 같은 일을 지속 할 수없는 이유입니다. 항상 구부러진 무릎은 더 적은 것을 의미합니다. 효율적인 에너지 전달. 합리적인 몸매를 가진 사람은 몇 시간 동안 계속 걸을 수 있습니다. 전체 시간 동안 무릎을 약간 구부린 채 걷도록 강요받은 사람은 수백 미터를 갈 수 있고 결국에는 고통 스러울 수 있습니다.
이제 뒤쪽 무릎을보세요. 아래쪽 다리는 진자 효과를 활용할 수 없습니다. 앞으로 스윙하려면 위쪽으로 당겨야하기 때문입니다. 인간의 아래쪽 다리가 앞으로 스윙하고 무릎 관절에 의해 더 멀리 나아가는 근육의 노력없이 멈춘 반면, 뒤쪽 무릎에서는 자연스러운 경사가 관절이 접히는 것이기 때문에 발판에서 다리를 곧게 펴고 똑바로 유지하는 근육이 필요합니다. 앞으로. 근육은 항상 작동하도록 강요됩니다.
이제 단계의 마지막 부분에서 무슨 일이 일어나는지 생각해보세요. 발가락이 지옥을 들어 올릴 때 추력을 생성하기 때문입니다. 뒤꿈치를 어떻게 들어 올리나요? 다시 정상 무릎을 살펴보면 발가락이 찌르는 것처럼 위쪽 다리가 앞쪽으로 흔들리면서 무릎이 구부러집니다. 이렇게하면 다리의 전체 유효 길이가 단축되어 발이 앞으로 흔들릴 때 발이 땅을 비울 수 있습니다.
뒤쪽 무릎에서는 불가능합니다. 부드럽고 에너지 효율적인 방법은 없습니다. 앞으로 나아갈 때 땅을 비우기 위해 아래 다리를 들어 올리는 방법. 내가 볼 수있는 유일한 방법은 리버스 니드 바이 페드가 지속적으로 뛰면서 충분히 세게 밀어서지면을 비울 수있는 충분한 공간이 있으므로 발목과 무릎을 구부려서지면을 비울 수 있다는 것입니다. . 이것은 필연적으로 앞으로가 아니라 몸을 위아래로 움직이는 데 더 많은 에너지를 가져 오므로 전체적으로 에너지 효율이 훨씬 떨어집니다.
몸이 튀는 문제를 해결하는 방법은 한 가지 일 수 있습니다. “반 방향 니드 바이 페드가 실제로 무릎을 똑바로 펴지 않은 경우, 기본적으로 상체로 향하는 상향 추력의 양을 최소화하기 위해 기본적으로 충격 흡수기 역할을하도록 지속적으로 구부러진 상태로 유지합니다. 하지만 다시 에너지 효율 문제가 발생합니다. 발과 발가락에서 발생하는 힘의 상당 부분이 “전진 운동에 사용되지 않고 손실됩니다.
제가 말했던 요점으로 돌아가서 의족 아래 다리와 정상적인 인간 무릎에서 기능을 수행하기 위해 위쪽 다리의 움직임 외에 다른 것이 필요하지 않은 방법, 뒤로 무릎 바이 페드 부분의 인공 아래 다리에는 일종의 동력 메커니즘이 필요합니다. 기능합니다. 이는 둘 사이의 에너지 효율성 차이를 보여줍니다. 하나는 전력없이 기능 할 수 있고 하나는 작동 할 수 없습니다.
댓글
- 감사합니다. 도움이되었습니다! 다리 물리학에 대한 설명에 감사드립니다.