Digitigrade a true backwards knee

Będzie bliżej plantingrade. Widzisz, noga palcowo-skokowa to nie tylko kostka, która działa jak drugie kolano do tyłu, jest to adaptacja, która zmniejsza powierzchnię stopy, która dotyka ziemi i zwykle wydłuża kończynę, sprawiając, że stworzenie jest cichsze i bardziej skuteczny w bieganiu. Ponadto noga z palcami jest dobra do biegania, zwykle ze względu na swoje rozmieszczenie mięśni i ścięgien, przy czym najszybsze zwierzęta zwykle koncentrują mięśnie na udach i polegają głównie na ścięgnach w stawach podudzia (pozwala to na bardziej elastyczny ruch, co oznacza mniejszą utratę energii i pędu podczas biegania, a także ułatwia poruszanie kończyną, ponieważ takie rozmieszczenie mięśni i ścięgien ma tendencję do zmniejszania masy kończyn, co ułatwia poruszanie się).

Twoja odwrócona noga plantigrade jest w zasadzie nogą do tyłu z odwróconą (przynajmniej dla nas). Stworzenia, które mają taką orientację kończyn, to nietoperze, które poruszają się po ziemi w czworonożny sposób i nie są do tego zbyt łaskawe. Jedyne zwierzę, które znam, które ma taką budowę kończyn i jest znane również z biegania, jest pospolite nietoperz wampir (Desmodus rotundus). Te nietoperze, ze względu na ich wyspecjalizowany styl życia, są dobrze przystosowane do poruszania się po ziemi pomimo ich rozległych przystosowań do lotu. Zobaczmy, jak biegają, tak?

Na tej podstawie możemy zobaczyć, jak te nietoperze

1 bieg w czworonożny sposób. 2 – polegaj głównie na ich ramionach podczas biegu.

Głównym problemem związanym ze strukturą płyty szklanej w twoim scenariuszu jest to, że jest ona skonstruowana tak, aby zginać się w sposób odwrotny do tego, w którym ciężarek jest skierowany pod kątem Jeśli kiedykolwiek próbowałeś wygiąć się do tyłu, prawdopodobnie zauważyłeś, jak trudno jest zachować równowagę. Takie ułożenie nóg samo w sobie niekoniecznie jest złe (większość nietoperzy ma to, o ile wiem, więc jest to w jakiś sposób wyraźnie korzystne), ale dla dwunożnego stworzenia podobnego do strusia będzie to problem. Nie tylko nie będą „tak szybkie i stabilne jak struś”, ale także nie będą tak energooszczędne, jak po ” odblokowaniu ” kolana będą musieli poświęcić dużo energii, aby zachować równowagę podczas biegania lub chodzenia.

Jeśli chodzi o rzepkę, jej funkcją jest pomoc w wydłużaniu stawu, jak również ochrona przed uderzeniami , więc widzę inną potencjalną wadę w jej braku (strusie, które są wyjątkowo przystosowane do biegania, mają 2 rzepki na nogę).

Komentarze

• Dziękuję! Myślę, że ' złomę zestaw kolana z odwróconym plantigrade (ale może użyję go ponownie w przyszłości dla nietoperzy?)
• Dźwięki @rustbird jak dobry plan. Udane projekty często pojawiają się wiele razy w różnych stworzeniach, więc nietoperze kosmici o podobnych strukturach brzmią całkiem rozsądnie.

Weźmy pod uwagę chodzącego człowieka.

Zwróć uwagę na widok z boku i to, co dzieje się ze stopą, kostkę i kolano.Gdy osadzona stopa wchodzi pod ciało, zaczyna się rozszerzać, unosząc piętę nad ziemię, a następnie palce, dając ostateczne pchnięcie. Po tym pchnięciu kolano ugina się, pozwalając palcom unieść się do ziemi, następnie górna część nóg odchyla się do przodu, a dolna za nią i kołysze się do przodu, aby ustawić ją w bezpośredniej linii z górną częścią nogi, tak aby stopa była z przodu ciała, w pozycji do umieszczenia pięty w następnym kroku.

Podudzie działa jak wahadło. Gdyby w ogóle nie było mięśni, ruch chodzenia nadal działałby, jak widać u kogoś, kto ma protezę kończyny po amputacji powyżej kolana, w której cały krok jest wykonywany wyłącznie przez ruch górnej części nogi. Ponieważ kończyna dolna działa jak swobodnie kołyszące się wahadło, część mięśni podudzia potrzebuje bardzo mało energii po uniesieniu stopy, aby przygotować się do następnego kroku. Zasadniczo, gdy kończyna się kołysze. do przodu dolna część nogi jest wychylona do przodu za darmo. Następnie, gdy jest osadzona, ciało przesuwa się nad górą z powodu ruchu górnej części nogi.

Jedyny większy wysiłek ze strony dolnej noga jest tym ostatnim pchnięciem palca. I pamiętaj, że udo i podudzie są wyprostowane, kiedy to się dzieje, co pozwala na jak najskuteczniejsze przeniesienie siły na całe ciało. Gdyby kolano zgięło się podczas tego pchnięcia, nastąpiłby nieefektywny transfer energii.

Dlatego rzeczy takie jak kucanie lub chodzenie nie mogą być podtrzymywane: zawsze ugięte kolano oznacza mniej efektywny transfer energii. Osoba w rozsądnej formie może chodzić nieprzerwanie godzinami. Ktoś zmuszony do chodzenia z kolanami, nawet lekko ugiętymi przez cały czas, może przejść kilkaset metrów i prawdopodobnie do końca cierpieć.

Teraz spójrz na swoje kolano do tyłu. Dolna noga nie może wykorzystywać efektu wahadła, ponieważ będzie musiała zostać podciągnięta do góry, aby wykonać ruch do przodu. Podczas gdy ludzka dolna noga kołysze się do przodu i jest zatrzymywana bez wysiłku mięśniowego przed przejściem dalej przez staw kolanowy, w kolanie do tyłu potrzebne są mięśnie, aby wyprostować nogę na stopniu i utrzymać ją prosto, ponieważ naturalne skłonności stawu byłyby dla zgięcia stawu Naprzód. Mięśnie są zmuszane do ciągłej pracy.

Teraz pomyśl o tym, co dzieje się w ostatniej części kroku, gdy palce u nóg wytwarzają siłę ciągu, gdy piekło jest unoszone. Cóż, jak jest unoszona pięta? Ponownie patrząc na normalne kolano: tak jak kończy się pchnięcie palcem, górna część nogi odchyla się do przodu, powodując zgięcie kolana. Skraca to całkowitą efektywną długość nogi, pozwalając stopie po prostu uwolnić się od podłoża, gdy przechyla się do przodu.

Na tylnym kolanie, to nie może się zdarzyć. Nie ma gładkiego, energooszczędnego sposób na podniesienie dolnej części nogi, aby oczyścić ziemię, gdy porusza się do przodu. Jedynym sposobem, w jaki mogę to zobaczyć, jest to, że dwunożny z odwróconymi kolanami musiałby nieustannie podskakiwać, odpychając się wystarczająco mocno, aby było wystarczająco dużo miejsca, aby oczyścić ziemię, aby kostka i kolano można było zgiąć, aby je podciągnąć, aby oczyścić ziemię . To nieuchronnie spowoduje, że dużo więcej energii będzie kierowane na poruszanie ciałem w górę iw dół zamiast do przodu, a zatem ogólnie będzie dużo mniej energooszczędne.

Może być jeden sposób na obejście problemu podskakującego tułowia, a to Jeśli dwunożny z odwróconymi kolanami nigdy tak naprawdę nie wyprostował kolana, utrzymując je w stałym zgięciu, zasadniczo działając jako amortyzator, aby zminimalizować siłę pchnięcia skierowanego w górę w kierunku tułowia. Ale potem znowu pojawia się problem z wydajnością energetyczną: znaczna część siły wytwarzanej przez stopy i palce nie jest wykorzystywana do ruchu do przodu i jest tracona.

Wracając do punktu, o którym mówiłem proteza dolnej części nogi i jak w normalnym ludzkim kolanie nie wymaga niczego innego niż ruch górnej części nogi, aby funkcjonować, proteza dolnej nogi na części dwunożnej kolana do tyłu wymagałaby pewnego rodzaju mechanizmu napędzanego, aby funkcjonować. To pokazuje różnicę w efektywności energetycznej między nimi: jeden może funkcjonować bez zasilania, drugi nie.

Komentarze

• Dziękuję, to było bardzo pomocny! Doceniam wyjaśnienie fizyki nóg.