İnsanlar Garip Yürürler. Bilim İnsanları Sonunda Nedenini Bilebilir

öyle bir şey için rutin, yürüyüş şaşırtıcı derecede karmaşıktır. Biyomekanistler, tek bir adımı birkaç aşamaya ayırır: İlk olarak, topuğunuz yere çarptığında iniş yapılır. Ardından, o bacak üzerinde dengede dururken tek destek aşaması gelir. Bundan sonra, kalkış için ayak parmaklarınızın üzerinde dönersiniz ve bacağınız öne doğru savrulur.

Bütün bunlar bir gizem içerir. Araştırmacılar uzun zamandır yürüdüğümüzde ekili bacağımızın bir sonraki adıma geçmeden önce iki kez zıpladığını gözlemlediler. Yani diz, ayak ilk yere değdiğinde bir kez, ardından kalkıştan hemen önce bükülür ve uzar. Bu ilk sıçrama, biz yere çarptığımızda ayağımızın ağırlığımızın etkisini emmesine yardımcı olur. Ancak insan yürüyüşünün bir özelliği olan ikinci zıplamanın işlevi hiçbir zaman netlik kazanmadı.

İçinde Fiziksel İnceleme E kağıt Geçen ay yayınlanan Münih Üniversitesi’ndeki bilim adamları bir cevap bulmuş olabilir. Çift zıplamamızı sağlayan fiziksel güçleri modelleyerek, dayanıklılığı hıza tercih eden bir tür için bunun enerji tasarrufu sağlayan bir teknik olduğu sonucuna vardılar; bu, insanların neden bu kadar garip bir yürüyüş şekli geliştirdiğine dair bir ipucu olabilir. Şimdi, modellerinin protez ve robot tasarımlarını geliştirmeye yardımcı olabileceğini ve hatta atalarımızın karşılaştığı evrimsel baskılara dair fikir verebileceğini düşünüyorlar.

Çalışmayı yöneten makine mühendisi Daniel Renjewski, “Ayak, buradaki kilit unsurdur” diyor. Açıkçası, insan ayağı hayvanlar aleminde bir tür tuhaflıktır. İnsanların ayaklarıyla bacak arasında 90 derecelik bir açı var, diye devam ediyor, ama çok az başka hayvanda var. Bu, çoğu hayvanın parmak uçlarında veya ayaklarının üzerinde yürüdüğü, biz ise topuktan ayağa yürüdüğü anlamına gelir. İnsan ayakları da nispeten düzdür ve bacaklarımız oldukça ağırdır, her ikisi de vücudu ileri doğru iterken dik durmayı mekanik bir zorluk haline getirir.

Çalışmanın yazarlarından Münih Üniversitesi spor bilimcisi Susanne Lipfert, çift zıplamalı yürüyüş modelimizin, koşarken yaptığımız tek zıplamadan farklı olduğunu söylüyor; bu, çoğunlukla hava kaynaklı bir hareket. Yürürken, ayak, daha düşük hızlarda dengede kalmamıza yardımcı olmak için bir adım döngüsünün yüzde 70’ine kadar dik durur. Ancak bunun bir değiş tokuşu var: kendimizi ilerletmek için daha az zaman. Sezgilere aykırı olarak bu, vücudunuzun çalışması gerektiği anlamına gelir. Daha güçlü bacağı bir sonraki adıma geri döndürmek için yürürken. Renjewski, “İlk bakışta, bacağınızı öne doğru sallamak için çok az zaman bırakan bir yürüyüşü hedeflemek tuhaf görünüyor,” diyor Renjewski, çünkü bacaklarımız ne kadar ağır: Daha fazla kütle daha fazla güç gerektirir.

Öyleyse, tüm bu zorluklar göz önüne alındığında, insanlık etrafta dolaşmayı nasıl başarıyor? Yıllardır, nasıl yürüdüğümüze dair mekanik anlayışımız bile sınırlıydı, çünkü herhangi bir zamanda vücudun alt kısmındaki tüm kasların, tendonların ve eklemlerin ne yaptığını modellemeye çalışmak, imkansız değilse de zorlu bir iştir. Ancak Renjewski’nin ekibi, insanın yürüme yürüyüşünün, ayağın çift zıplama sırasında nasıl davrandığına bağlı olarak tek bir denkleme indirgenebileceğini keşfetti.

Araştırmacılar, modellerini oluşturmak için ayak-bacak sistemini kalça, diz, ayak bileği ve ayak parmaklarında sadece dört ekleme indirdiler. Lipfert’in bir yüksek lisans öğrencisi olarak topladığı verileri (bir koşu bandında yürürken videoya kaydedilen 21 kişinin kuvvetleri ve eklem pozisyonları hakkındaki bilgiler) kullanarak, ayağın topuktan parmağa adımını sanki yerde yuvarlanan basit bir nesneymiş gibi tanımlamaya çalıştılar. Bu hareketi anlamak, ayağın tüm anatomisini açıklamaya çalışmaktan daha kolaydır.