对于步态过渡来说 稳定性通常比节能更好

根据美国养狗俱乐部的说法，狗的步态是“各种速度的脚步模式，每种速度都由特定的节奏和脚步来区分”。例如，当狗小跑时，右前腿和左后腿一起移动。这是一种中间步态，比走路快，但比跑步慢。

2018年12月12日，在《英国皇家学会学报B》中，芝加哥大学医学院的多机构研究团队采用了一种新颖而广泛的方法来理解这种与速度相关的步态变化。长期以来，普遍接受的方法一直致力于降低运动成本，基本上找到了从一种步态爬到另一种步态而不浪费能量的最轻松的方法。

然而，研究人员发现了不同的解释。他们选择少关注能量守恒，多关注运动不稳定性——用外行人的话来说，减少绊倒或摔倒的风险。他们的研究结果表明，步态变换代表了“运动的预测和预测变换，以最小化不稳定的动态状态。”

该研究的第一作者、有机生物系博士后迈克尔格拉纳托夫斯基博士说：“我们发现，当步态的稳定性下降到一定程度，切换到新的步态可以提高稳定性时，就会发生步态过渡。芝加哥大学解剖学。“我们研究的哺乳动物和鸟类倾向于在关键点进行步态过渡，以提供更有节奏和不稳定的运动。”

他补充说，这些过渡可以最大限度地减少“高跨度变化和不稳定的动态状态，并降低肢体间干扰的风险，如绊倒或摔倒”。

这项广泛的研究集中在九种动物模型中的步态转换——七种哺乳动物和两种鸟类。研究人员开始在弗吉尼亚州研究负鼠、簇绒卷尾猴(“器官研磨”猴)和家犬。

随后，他们在另外六个物种中发现了类似的步态转换数据：美国水貂、澳大利亚水鼠、刷尾虎(小有袋动物，也称为鼠袋鼠)、鸵鸟、北美河獭和斯瓦尔巴岩雷鸟。

所有原始动物——狗、猴子和负鼠——都被训练在有机玻璃新陈代谢室的跑步机上以一系列速度奔跑。这使动物熟悉跑步机，并改善它们的健康。训练结束时，所有动物都能以代谢运动所需的速度保持6至10分钟的剧烈奔跑。

训练结束后，研究人员开始测试。他们监测氧气吸收、二氧化碳产生、温度、水分含量、气压和气流。每只动物每天在室内跑两到五次。根据这些指标，可以确定以特定速度运行的能量成本。

这些能源成本是在步行和跑步过程中以一系列速度收集的。针对每个速度区间收集步幅周期持续时间的变化。

基于从这一广泛的系统发育物种收集的数据，作者确定了步态变换的能量最小化假设很少被满足的假设。

相反，大多数动物在最有能力的时候选择不改变步态。在这项研究中，当狗、松鸡、鸵鸟和水獭从步行模式切换到更快模式时，它们的运输能量成本没有显著变化。相比之下，几乎所有其他物种在步态转换附近都表现出很高的可。然后，在转换到更稳定的步态后，他们减少了可。

作者总结道：“节能不能预测步态过渡模式。”相反，步态过渡“在一定速度范围内保持动态稳定性”。

“我们的数据，”作者总结道，“表明步态变换代表了运动类型的预测性和预期性变换，从而最大限度地减少高可，避免不稳定的动态状态。”他们补充说，鸟类和哺乳动物似乎已经进化出一种感觉运动机制来监测运动过程中的步幅稳定性，并在关键的变化水平上触发步态转换。

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