Результаты генетического повторного анализа привели к постановке диагноза более чем 500 пациентам

Европейский консорциум по решению неразрешенных редких заболеваний продемонстрировал важность международного сотрудничества для решения неудовлетворен...

Электрогидравлические носимые устройства создают невиданные тактильные ощущения

Кожный покров человека может воспринимать разнообразные ощущения, такие как нежное сжатие, быстрые прикосновения или пульсацию сердца. В отличие от эт...

Генная терапия восстанавливает работу сердца при сердечной недостаточности

Учёные представили новую генную терапию, способную восстанавливать функции сердца и замедлять развитие сердечной недостаточности. В ходе исследования ...

Новый ИИ-инструмент прогнозирования погоды от Google

Google представила GenCast — ИИ-систему, способную за 8 минут предсказать погоду на 15 дней с точностью на 97% выше, чем лучшие существующие прогнозы....

Наноробот из ДНК захватывает вирусы и предотвращает инфекции

Это исследование, поддержанное Национальными институтами здравоохранения и Национальным научным фондом США, открывает новые горизонты в медицине, дока...

Почему современные люди — идеальный размер для скорости

Почему современные люди — идеальный размер для скоростиСамое быстрое животное на суше — гепард, способный развивать скорость до 104 км/ч. В воде лидируют желтоперый тунец и вау, достигая 75 и 77 км/ч, соответственно. В воздухе титул самой быстрой птицы в горизонтальном полете (не считая пикирования) принадлежит стрижам-белогорлым иглохвостам, которые могут лететь со скоростью более 112 км/ч.

Что объединяет этих быстрых животных? Все они имеют средний размер для своего класса — ни слишком большие, ни слишком маленькие. Это кажется парадоксом: чем больше масса животного, тем длиннее его конечности, но даже самые длинные ноги, как у слонов, не делают их быстрыми.

Мои коллеги и я сделали важный шаг к разгадке этого феномена. С помощью виртуальной модели тела человека мы исследовали движения конечностей и мышц, чтобы понять, что ограничивает скорость. Результаты опубликованы в журнале Nature Communications.

От человека размером с мышь до гиганта

С начала 2000-х ученые разрабатывают OpenSim — виртуальную модель тела человека с точной анатомией костей, мышц и сухожилий. Этот проект используется для изучения движений человека, моделирования эффекта упражнений и оценки последствий хирургических операций на мягких тканях.

В 2019 году бельгийские исследователи создали симуляцию, основанную на физике, где модели было дано задание двигаться с определенной скоростью. Модель сама определяла, какие мышцы активировать для ходьбы или бега с заданной скоростью.

Мы пошли дальше и уменьшили модель до размера мыши, а затем увеличили до размеров слона. Это позволило выяснить, при каком весе модель может двигаться быстрее всего.

Оптимальная масса для скорости

Наши исследования дали интересные результаты. Модель весом 2000 кг не могла двигаться, как и модель весом 1000 кг. Самая большая движущаяся модель весила 900 кг, что предполагает, что для передвижения человеческому телу нужен предел массы. Самой быстрой же оказалась модель весом около 47 кг — как у среднего гепарда.

Причина кроется в мышечной силе. Для увеличения скорости требуется более сильное отталкивание от земли. Однако у крупных моделей мышцы были ограничены своей способностью создавать усилие: их рост по массе превышал рост по площади поперечного сечения, что делало мышцы относительно слабее. В итоге, чем крупнее модель, тем меньше её мышцы могли разгоняться, что и замедляло её.

Эти выводы помогают понять, почему современные люди, находясь в среднем диапазоне массы, идеально приспособлены для скорости.


Комментарии:

Оставить комментарий

Российские дачники смогли вырастить инжи..

Желание обзавестись этой южной диковинкой зрело давно. Единственное, что останавливало, это сомнения в том, выживет ли инжир после зимовки? подробнее

Агрономы нашли способ защиты растений от..

Возвратные заморозки способны принести немало проблем. Эту прописную истину я поняла, к сожалению, не сразу. Пришлось учиться на своих ... подробнее

Опасны ли антибиотики?..

Одни считают антибиотики спасением от всех болезней, другие, наоборот, разрушителями здоровья. Так опасны ли антибиотики? Кто прав? ... подробнее

Все замечания и пожелания присылайте на info@greenrussia.ru.
Зеленая Россия – портал для дачников России. Все права защищены и охраняются законом. © 2007 - 2025.

При использовании материалов сайта, активная ссылка на www.greenrussia.ru обязательна.