قدم برداشتن

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد

قدم برداشتن الگوی حرکت اندام جانوران (از جمله انسان) هنگام حرکت روی یک بستر جامد است. بیشتر جانوران با الگوهای گوناگونی قدم بر می‌دارند. این الگوها به سرعت، نوع سطح، نیاز به مانور، و بازدهی انرژی دارد. گونه‌های مختلف جانوران ممکن است به شیوه‌های متفاوتی قدم بردارند که می‌تواند یا به خاطر تفاوت در شکل بدن آنها باشد که اجازه برخی حرکت‌ها را به آنها نمی‌دهد یا به خاطر فرگشت آنها در نتیجه زندگی درشرایط زیستگاهی متفاوت باشد. با اینکه به گونه‌های مختلف قدم برداشتن، نام جداگانه‌ای داده شده است اما پیچیدگی سامانه‌های زیستی و تعامل آنها با محیط، این تمایزها را در بهترین حالت، "پیچیده" می‌کند. قدم برداشتن، معمولاً بر پایه الگوی به زمین گذاشتن پا دسته‌بندی می‌شود. اما پژوهش‌های تازه، بر پایه مکانیک قدم برداشتن انجام می‌شوند. اصلاح «قدم برداشتن» معمولاً به معنی پیش‌رانش اندام از طریق واسطه‌های سیال‌هایی چون آب یا هوا نیست بلکه به معنی پیش‌رانش بر روی یک بستر جامد از طریق ایجاد نیروهای واکنشی، روی آن سطح است (که می‌تواند برای پیاده‌روی زیر آب یا روی زمین بکار رود).

به خاطر سرعت حرکت جانوران، مشاهده ساده مستقیم (بدون ابزار)، برای بررسی دقیق الگوی قدم برداشتن، بسیار دشوار است. نخستین تلاش‌ها برای دسته‌بندی قدم برداشتن بر پایه ردپا یا صدای پا انجام می‌شد. ولی پس از تلاش‌های ادوارد مایبریج و اتین-ژول ماره برای استفاده از عکس‌برداری سریع بود که امکان برای بررسی علمی شیوه قدم برداشتن، ممکن شد.

دید کلی

میلتون هیلدبرند پیشگام تحلیل علمی و دسته‌بندی قدم برداشتن در دوران امروزی بود. حرکت هر یک از اندام‌ها به فازهای وضعیتی (به انگلیسی: Stance Phase)، تفکیک می‌شد. این فازها به ۱) تماس پا با زمین ۲) نوسان پا ۳) بلند کردن پا از زمین، و ۴) حرکت به سوی جلو بودند.[۱] هر اندام باید یک چرخه را در یک بازه زمانی مشابه، کامل می‌کرد. وگرنه ارتباط هر اندام با دیگر اندام‌ها با گذر زمان می‌توانست تغییر کند و پدید آوردن یک الگوی پایدار، ممکن نبود. بنابراین قدم برداشتن را می‌توان به طور کامل به صورت آغاز و پایان فاز وضعیتی سه اندام در ارتباط با چرخه یک اندام مرجع، تعریف کرد که معمولاً اندام پشتی سمت چپ است.

متغیرها

شیوه‌های قدم برداشتن در کل بر پایه حرکت اندام به دو صورت متقارن و نامتقارن دسته‌بندی می‌شود. توجه شود که این اصطلاح‌ها هیچ ربطی به تقارن چپ و راست ندارند. در قدم برداشتن متقارن، اندام‌های چپ و راست، جایگزین یکدیگر می‌شوند درحالیکه در قدم برداشتن نامتقارن، اندام‌های چپ و راست همزمان با یکدیگر حرکت می‌کنند. به خاطر وجود "فاز روی هوا" [یعنی در هنگام جهش، همه بدن روی هوا است و هیچ نقطه‌ای از بدن با زمین تماس ندارد]، قدم برداشتن نامتقارن، گاهی "قدم برداشتن جهشی" نیز نامیده می‌شود.

متغیرهای اصلی قدم برداشتن ۱) فاکتور وظیفه و ۲) رابطه فاز اندام جلویی و پشتی است. فاکتور وظیفه، خیلی ساده، به معنی درصدی از کل چرخه است که یک اندام مشخص، بر روی زمین قرار دارد. این مقدار، معمولاً برای اندام جلویی و پشتی، برابر است. مگر اینکه جانور برای قدم برداشتن ویژه‌ای آموزش دیده باشد یا سرعت خود را کم و زیاد کند. فاکتور وظیفه بالای ٪۵۰ "پیاده‌روی" و فاکتور وظیفه زیر ٪۵۰ "دویدن" انگاشته می‌شود. فاز اندام جلویی و پشتی، رابطه موقتی بین جفت اندام‌ها است. اگر اندام‌های جلویی و پشتی یک طرف بدن، فاز وضعیتی خود را همزمان آغاز کنند، فاز اندام جلویی و پشتی، ٪۰ یا ٪۱۰۰ است. اگر اندام جلویی یک طرف بدن، در نیمی از چرخه با زمین تماس داشته باشد و اندام پشتی همان طرف بدن در نیمی دیگر از چرخه با زمین تماس داشته باشد فاز اندام جلویی و پشتی، ٪۵۰ است.

نگارخانه

جستارهای وابسته

پانویس

  1. Tasch، U.؛ Moubarak، P.؛ Tang، W.؛ Zhu، L.؛ Lovering، R. M.؛ Roche، J.؛ Bloch، R. J. (۲۰۰۸). Volume 2: Automotive Systems; Bioengineering and Biomedical Technology; Computational Mechanics; Controls; Dynamical Systems. صص. ۴۵–۴۹. doi:10.1115/ESDA2008-59085. شابک ۹۷۸-۰-۷۹۱۸-۴۸۳۶-۴.

منابع