Внешнее сухожилие — устройство для бега на супер-длинные дистанции придумали американские инженеры. Оно позволяет тратить меньше сил на пронос ноги.
Адаптированный перевод статьи University of California - Santa Barbara для портала sciencedaily.com.
Бегуны, внимание: возможно, на следующую тренировку вы захотите скрепить свои ноги легкой резинкой, чтобы повысить эффективность вашего бега примерно на 6,4%!
"КПД бега очень низкий," — объясняет Эллиот Хокс, инженер Университета Калифорнии, Санта-Барбара, автор исследования о беге, опубликованного в Journal of Experimental Biology.
Бег — крайне неэффективный вид деятельности для человеческого организма (именно поэтому он в основном используется только для сжигания калорий). Согласно исследованию Хокса, на каждые 10 потраченных калорий — менее 1 требуется на поддержание скорости движения вперед. Другие 9 расходуются на предотвращение падения во время приземления ноги на поверхность, а также перенос и мах второй ноги. Эллиот заметил эту неэффективность во время наблюдения за бегунами на треке.
"Для меня, как для инженера, такая неэффективность стала настоящим вызовом. Я подумал: о, черт, как все плохо; должен быть какой-то простой способ улучшить бег!" — рассказывает Хокс.
Будучи настоящими изобретателями, Хокс вместе с командой коллег решили, что хорошо бы усовершенствовать работу второй, проносимой ноги. Сделать своего рода пружинный механизм, как сухожилия у гепарда, чтобы снизить расходы энергии на лишнюю мышечную работу. Такой бионический подход в корне отличается от типичных способов совершенствования бега, основанных на усилении толчковой ноги.
"Мы начали с коленей, но потом все-таки перенесли крепление жгута на кроссовки, так как там легче крепить и удобнее при беге, а на коленях резинка всячески натирала." С точки зрения физики также оказалось, что крепление "экзожилия" к обуви более эффективно, чем высокое расположение. Как бы ни казалось это нелогичным, связать между собой кроссовки для улучшения беговой выносливости, ни один из испытателей экзожилия не споткнулся, а все освоились почти мгновенно.
По словам Хокса, резинка создает эфективность в работе, которую осуществляет проносимая нога, а более частый и короткий шаг, который в результате возникает, снижает расход энергии на поддержание тела в равновесии во время приземления, продлевая общую выносливость бегуна.
"Резинка фактически уменьшает ваши усилия, необходимые на толчок," — объясняет Хокс. "Обычно люди бегают с частотой 90 шагов в минуту. Если совершать более короткие и быстрые шаги, это привело бы к сокращению усилий на толчок, но потребовало бы гораздо больше энергии на пронос ноги с необходимой скоростью, поэтому обычно мы так и не делаем. Однако экзожилие компенсирует эти затраты, позволяя увеличить частоту шагов до 100 в минуту, в итоге сокращая расход энергии на толчок."
"Удивительно, какое чувство легкости и скорости бега вы получаете," — рассказывает Хокс, который был одним из первых испытателей концепта экзожилия, — "Тело очень быстро приспосабливается к устройству."
Вот несколько деталей для тех из вас, кто собирается попробовать этот трюк уже на ближайшей тренировке. Инженеры использовали кусок хирургической трубки размером в 25% от длины ноги. Этой длины достаточно, чтобы не давать нагрузку на отрезке сближения ног и не порваться на отрезке максимального удаления. В то же время, она достаточно короткая, чтобы не путаться между ног.
Также Хокс уточняет, что испытания проводились исключительно в ключе продления выносливости бегуна. Опыт не имеет никакого отношения к спринтерам, использующим длинный шаг на коротких дистанциях. Еще нужно отметить, что опыты проводились только на плоских дистанциях, так что трейл-раннинг тоже исключен. Экзожилие, вероятно, не несет никакого тренировочного эффекта для бегуна. Все испытатели устройства возвращались к своей обычной беговой технике и показателям, когда снимали его.
"Кое-кто может сравнить экзожилие с электровелосипедом, когда ты просто едешь быстрее. Но почему бы нет?"