2009-09-17

大象的移動效率比螞蟻好

Why being big like an elephant puts a spring in your step
http://www.physorg.com/news171549574.html

September 7th, 2009

(PhysOrg.com) -- Manchester 大學的學生證明,龐大、笨重的動物如大象的移動比嬌小、敏捷的動物如老鼠來得更加有效率。

Dr Robert Nudds 及其在生命科學院的同僚 Drs Jonathan Codd 及 Bill Sellers 發現,較大型動物在移動效率上比較小型動物多 3.5 倍。

"差異在於一種更挺拔的姿勢(upright posture)," Dr Nudds 說。

"我們認為大型動物腿中的肌腱比那些小型的有更好的彈性儲存。肌腱作用如彈簧。在大型動物(如大象)身上,肌腱也許更有彈性的送回更多能量到下一步 -- 藉由砰的一聲把腳落在地面上。"

"另外,效率並不會隨著身體大小而連續不斷地增加。在大象這類大型動物與老鼠這類小型動物之間,有著階段性的變化(step change)。這是因為牠們的姿勢 -- 大象是 "矗立的",而老鼠是 "蜷伏的"。"

"筆直站立確實有影響。"

他與他的團隊,其結果發表在今日(9/7)的 PLoS ONE 上,分析現有資料以促成一項針對動物運動的、規模更大的研究。他們比較一系列身體大小範圍的效率值(efficiency values,將所達到的運動量與所消耗的代謝能量相比)。當動物更大時效率並沒有平穩地增加,相反的,他們發現一種階段性的變化,在此所有小型動物有 7% 的效率,而所有大型動物有 26% 的效率。

雖然知道大型動物移動比小型的更有效率,不過階段性變化以及姿態的影響則是一件出乎意料之外的事。

"最大的差異在於,是姿勢而非身體尺寸決定了運動的效率," Dr Nudds 說,其研究由 Leverhulme Trust 資助。"所以當你母親告訴你站直直,不要一副懶懶散散的樣子時,她是對的!"

※ 相關報導:

* Evidence for a Mass Dependent Step-Change in the Scaling of Efficiency in Terrestrial Locomotion
http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0006927
Robert L. Nudds, Jonathan R. Codd, William I. Sellers
PLoS ONE 4(9): e6927.
doi: 10.1371/journal.pone.0006927
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2 則留言:

fsj 提到...

哈佛研究︰赤腳跑步 有益健康

自由時報 2010.01.28

〔編譯陳成良/法新社巴黎二十七日電〕赤腳跑步對人體的好處到底有多少,一直是運動刊物和網路論壇的熱門話題,各大體育用品製造商也紛紛推出模擬赤腳的薄底運動鞋,企圖開發新市場,但至今並沒有太多科學證據支持相關論點。不過,二十七日發表的最新研究顯示,熱愛跑步者或許可將昂貴的運動鞋收進鞋櫃,因為赤腳跑步確實比較有益健康。

哈佛大學人類演化生物學教授李伯曼領導的研究團隊,以美國及肯亞兩地三組跑者(赤腳、穿鞋及由穿鞋改為赤腳跑步)的步法為樣本得出前述結論,並發表在最新一期英國「自然」期刊。

研究發現,穿鞋子的跑者有高達四分之三比例都是腳跟先著地,每跑一英里(約一.六公里)的腳跟著地次數約一千次。可是,即使穿上有良好緩衝護墊的跑鞋來協助分散腳踝承受體重,也無法完全吸收腳跟著地的震擊,定期跑步者每年仍有多達三成至七成五出現「重複施力傷害」(RSI)症狀。

相較之下,絕大多數赤腳跑步者是靠近腳趾的前腳掌部位先著地。李伯曼指出,多數人認為光腳跑步既危險又會痛,但實際上人類可以在世上最堅硬地表上奔跑,而不會有絲毫不舒適,也不會痛。

在長跑已幾乎成為舉國休閒活動的數個東非國家,赤腳跑步尤其蔚為潮流。一九六○年,衣索比亞赤腳選手阿貝貝就以破紀錄成績,奪下奧運馬拉松金牌。

赤腳跑者腳跟不先著地,可避免相當於兩、三倍體重的衝擊力,集中在一個硬幣大小的腳掌著地部位,從而避免疼痛及可能造成的運動傷害。李伯曼強調,赤腳跑步與穿鞋跑步用到的肌肉群並不同,想要光著腳跑步須循序漸進,慢慢增強小腿和腳踝的肌力。



◆ 放慢呼吸頻率 有助減少疼痛感覺

【台灣新生報╱記者蘇湘雲/綜合外電報導】2010.01.28

美國貝洛神經醫學中心研究發現,控制呼吸頻率,讓呼吸速度慢一點,能有效降低慢性疼痛患者的疼痛感,特別是纖維肌痛症患者更是效果顯著,不過要減輕疼痛,還是得放寬心胸,若患者總是心情沮喪、憂鬱,即使呼吸頻率再慢,也無助舒緩疼痛。

研究主持人巴德克雷格博士(Bud Craig)和亞利桑那州立大學心理學研究人員合作進行這項計畫,研究成果近期發表於「疼痛」期刊(PAIN)。

過去一些研究發現,打禪、瑜珈中的呼吸運動都能減輕憂鬱,研究中也發現,態度是悲觀還是樂觀可決定疼痛程度。

研究人員以熱脈衝儀器在受試女性手掌製造中度疼痛感,當受試成員以正常頻率呼吸,手掌會受熱脈衝刺激,當她們呼吸頻率減少50%時,再受一次熱脈刺激。之後這些女性需要報告她們疼痛強度、不舒服程度和她們的心情轉折。

結果發現,健康控制組成員在呼吸放慢時,疼痛強度、不舒服程度都有降低趨勢,而纖維肌痛症只有在保持正面情緒時,疼痛才會隨呼吸速度放慢而得到紓解。

研究人員解釋,纖維肌痛症光是放慢呼吸速度無助減輕疼痛,只有那些擁有正面想法、情緒的患者才能透過調整呼吸減輕疼痛。患者心靈若充滿正面能量,稍微放慢呼吸頻率,就可以幫助紓緩病痛不適。

fsj 提到...

科學家新發現 大象運動像四輪傳動車

法新社 2010/03/31

(法新社倫敦30日電) 科學家今天表示,大象腿部的運作和四輪傳動車一樣,在動物王國中可能獨一無二。

牠們的「四腿驅動」系統,代表動能獨立分配至每一條腿上。

其他所有四條腿動物被認為是「後腿驅動」。後腿用來加速,前腿則多用來剎車。

主持研究的倫敦皇家獸醫學院(Royal Veterinary College)科學家賀勤森(John Hutchinson)說:「我們已經開發出一些觀察動物運動的新技術,這些技術可能改變我們觀察其他動物運動的方式。」

他說:「我們已經發現象腿以非常奇怪和幾近獨特的方式運作。我們甚至推翻先前一些對於大象的概念。」

「我們的觀察也提供了基本數據,將有利於對大象的臨床研究,例如常見的跛行問題。」

研究人員利用3D運動捕捉技術,研究6頭年輕亞洲象的動作。(譯者:中央社盧映孜)