一项新的研究发现,人类的身体会不断调整以保持站立状态
一项新的研究发现,人类的身体会不断调整以保持站立状态
也许跑步来的很容易,每一步都轻快愉快。也许这很难,每一步都是艰难的。无论哪种方式,人体都在不断地进行调整,做出微观调整,以防止我们在周末战士走向伟大的道路上摔倒。最近的一项研究发现,为了保持身体直立,跑步者经常——而且是无意识地——对他们的跑步方式做一些小的调整。
你可能认为跑步只是重复相同的步骤,在肉眼看来可能就是这样,但实际上,当你跑步的时候确实会有一些小错误发生,你必须不断纠正以避免跌倒。我们的肌肉和感觉并不完美,这会导致错误。如果我们不纠正这些自我产生的错误,我们就会失败。我们的研究调查了人们如何纠正这些错误。
为了了解人类如何在不摔倒的情况下跑步,研究小组让志愿者们在跑步机上以三种不同的恒定速度跑步。研究小组监测并测量了每位跑步者躯干的运动、每一步的位置以及腿部对地面的推力。志愿者都是普通的跑步者——不是电视迷,也不是马拉松运动员。他们发现,这些跑步者通过对每一步着地的位置做轻微的改变,以及对腿着地的力量做微小的调整,就能自动纠正身体运动的微小偏差——身体的重心。Seethapathi和Srinivasan发现他们可以通过观察身体位置的变化来预测跑步者如何改变他们的脚步或力量。
他们还发现,总的来说,跑步者在他们的下一个阶段就能一步一步地纠正缺陷,这表明人体有能力"修复"其跑步步态以保持直立。他们的研究表明,与导致跑步者向前或向后摔倒的错误相比,导致跑步者倒向一边的跑步步幅缺陷得到纠正的速度更快。
在这项研究中,没有一个错误包含外部因素,比如路面裂缝,或者小路上的树根。但他们确实展示了人类身体在运动时保持直立的巨大能力——一般来说,机器人很难做到这一点。研究试图将机器人和人类运动结合起来,使用传统上用于机器人研究人类运动的指标,然后从人类身上获得灵感,为机器人运动提供信息。
这项研究的发现可能被用于设计能够行走或奔跑而不摔倒的机器人,或者构建一个能更直观地与人体一起运动的外骨骼。就运动而言,人类比目前的机器人要优越得多。研究是对人体进行某种反向工程,以了解人类和动物如何控制自己的身体来完成这些惊人的任务。而走路和跑步也许听起来令人惊奇的人们——因为它是大多数人类做的事情几乎每天,有很多技术挑战做一个机器人,可以步行或运行没有摔倒,或者建立外骨骼,例如,可以帮助一个人重获运动而中风康复。