Transition from walking to running
মানুষের চলাচলকে দুটি প্রাথমিক রূপ হিসাবে বিবেচনা করা হয়ঃ হাঁটা এবং দৌড়ানো। এর বিপরীতে, অনেক চতুর্ভুজের চলাচলের তিনটি স্বতন্ত্র রূপ রয়েছেঃ হাঁটা, ট্রট এবং গ্যালপ। হাঁটা হল চলাফেরার একটি রূপ যা ডাবল সাপোর্ট ফেজ দ্বারা সংজ্ঞায়িত করা হয় যখন উভয় পা একই সময়ে মাটিতে থাকে। দৌড় হল এক ধরনের গতিবহন যার এই দ্বৈত সমর্থন পর্যায় নেই (দ্বৈত ভাসমান পর্যায়ে পরিবর্তিত)। পছন্দের রূপান্তর গতি (পি. টি. এস) হল সেই গতি যা একটি জীব সাধারণত এক হাঁটা থেকে অন্য হাঁটে পরিবর্তন করে। গতি বাড়ার সাথে সাথে মানুষ স্বতঃস্ফূর্তভাবে হাঁটা থেকে দৌড়ে চলে যায়। মানুষের মধ্যে, হাঁটা থেকে দৌড়ে পছন্দের রূপান্তর গতি সাধারণত প্রায় 2 মিটার/সেকেন্ড (7.7 কিমি/ঘন্টা; 4.5 মাইল/ঘণ্টা) হয়, যদিও পরীক্ষার পদ্ধতির উপর ভিত্তি করে সামান্য পার্থক্য দেখানো হয়েছে। কেন হাঁটা থেকে পি. টি. এস-এ দৌড়াতে হবে? মানুষ 2 মিটার/সেকেন্ডের চেয়ে দ্রুত গতিতে হাঁটতে সক্ষম এবং 2 মিটার/সেকেন্ডের চেয়ে ধীর গতিতে দৌড়াতে সক্ষম। যেহেতু মানুষ একই গতিতে হাঁটতে বা দৌড়াতে পারে, তাই গবেষকরা ব্যাখ্যা করার চেষ্টা করেছেন যে কেন মানুষ তাদের পরিবর্তনের গতি বেছে নেয়। প্রাথমিক গবেষকরা পরামর্শ দিয়েছিলেন যে শক্তিশালী খরচ কমানোর জন্য মানুষ হাঁটা থেকে দৌড়ে রূপান্তরিত হয়। এই গবেষকরা পরামর্শ দিয়েছিলেন যে 2 মিটার/সেকেন্ডের উপরে দৌড়ানোর জন্য শক্তিশালী খরচ এই গতির উপরে হাঁটার খরচের চেয়ে কম। অন্যদিকে, 2 মিটার/সেকেন্ডের চেয়ে ধীর গতিতে দৌড়ানো এই গতিতে হাঁটার চেয়ে বেশি ব্যয়বহুল বলে মনে করা হয়েছিল। 1980-এর দশকের শেষভাগ পর্যন্ত এই দৃষ্টিভঙ্গি মূলত অপ্রতিরোধ্য ছিল। সেই সময় থেকে, বেশ কয়েকটি গবেষণায় দেখা গেছে যে হাঁটা থেকে দৌড়ে রূপান্তরিত হওয়ার ফলে প্রকৃতপক্ষে শক্তি ব্যয় বৃদ্ধি পেয়েছে, যেখানে অন্যান্য গবেষণাগুলি রূপান্তর থেকে একটি শক্তিশালী উপকারকে সমর্থন করেছে। যে সময় থেকে এনার্জেটিক্স অপ্টিমাইজেশনের দৃষ্টিভঙ্গিকে প্রথম চ্যালেঞ্জ করা হয়েছিল, সেই সময়ে রূপান্তরটি ব্যাখ্যা করার জন্য বেশ কয়েকটি যান্ত্রিক, গতিবিদ্যা এবং গতিবিদ্যার কারণ অনুসন্ধান করা হয়েছে। বেশ কয়েকটি পরিবর্তনশীল এবং পিটিএস-এর মধ্যে দুর্বল থেকে মাঝারি শক্তিশালী সম্পর্ক পাওয়া গেছে, তবে 1990 এবং 2000-এর দশকে বিভিন্ন গবেষকের কাজ একমত যে শেষ পর্যন্ত এটি টিবিয়ালিস অ্যান্টেরিয়র এবং গোড়ালির অন্যান্য ডর্সিফ্লেক্সার পেশীগুলিতে ক্লান্তি এবং অস্বস্তি (বা আসন্ন ক্লান্তি/অস্বস্তি) যা মানুষের মধ্যে হাঁটা থেকে দৌড়ে রূপান্তরের প্রাথমিক উদ্দীপক। সক্রিয় কারণ চলাচলের শক্তি সাধারণত পরোক্ষভাবে অক্সিজেন ব্যবহারের মাধ্যমে পরিমাপ করা হয়। হাঁটার জন্য বেশিরভাগ শক্তি অক্সিজেনের উপস্থিতিতে পুষ্টির জ্বলন দ্বারা উত্পাদিত হয় (অ্যানেরোবিক বা উচ্চ-তীব্রতার ব্যায়ামের বিপরীতে যা ক্রমবর্ধমানভাবে শক্তির উপর নির্ভর করে যার ভাঙ্গনের জন্য অক্সিজেনের প্রয়োজন হয় না)। অনুভূত পরিশ্রমের রেটিং (আর. পি. ই) হ্রাস পাওয়া সত্ত্বেও হাঁটা থেকে দৌড়ে যাওয়ার সময় অক্সিজেন খরচ বৃদ্ধি পায়। তাই, মানুষ মনে করে যে, তাদের শক্তি ব্যয় বৃদ্ধি পেলেও হাঁটা থেকে দৌড়ে যাওয়ার মাধ্যমে তারা ততটা কঠোর পরিশ্রম করছে না। শক্তি খরচ হ্রাসের প্রতিনিধিত্ব করার জন্য রূপান্তরের জন্য মানুষকে 2 মিটার/সেকেন্ড (4.5 মাইল/ঘণ্টা) এর চেয়ে অনেক দ্রুত গতিতে দৌড়াতে হবে। যান্ত্রিক কারণগুলি চারগুণ প্রজাতির মধ্যে, দেহের ভর এবং ট্রোটিং থেকে লাফিয়ে লাফিয়ে যাওয়ার পছন্দের পরিবর্তনের গতির মধ্যে একটি শক্তিশালী সম্পর্ক রয়েছে। যাইহোক, মানুষের মধ্যে কোনও একক নৃতাত্ত্বিক উপাদান পছন্দের রূপান্তরের গতি একই মাত্রায় ব্যাখ্যা করে না। মানুষের মধ্যে নৃতাত্ত্বিক পরিমাপ এবং পিটিএস-এর মধ্যে সবচেয়ে শক্তিশালী সম্পর্ক পায়ের দৈর্ঘ্য সম্পর্কিত পরিমাপ থেকে আসে, পিটিএস এবং শরীরের ভরের মধ্যে একটি দুর্বল সম্পর্ক রয়েছে। এই গবেষণায়, সবচেয়ে শক্তিশালী পারস্পরিক সম্পর্ক মোট উচ্চতা এবং নীচের পায়ের দৈর্ঘ্যের পরিমাপ থেকে এসেছে। উল্টানো পেন্ডুলাম মডেলের সাথে হাঁটার কথা বিবেচনা করে, ফ্রাউড সংখ্যা দিয়ে সর্বাধিক অর্জনযোগ্য হাঁটার গতি অনুমান করা যেতে পারে, F = v2/lg, যেখানে v2 = বেগ বর্গ, l = পায়ের দৈর্ঘ্য, এবং g = মাধ্যাকর্ষণ। ফ্রুড সংখ্যা হল একটি মাত্রাবিহীন মান যা হাঁটার সময় কেন্দ্রীয় বল এবং মহাকর্ষীয় বলের অনুপাতকে উপস্থাপন করে। যদি বস্তুটিকে পায়ের উপর কেন্দ্রীভূত একটি বৃত্তাকার বৃত্তের মধ্য দিয়ে চলমান ভর হিসাবে দেখা হয়, তবে তাত্ত্বিক সর্বাধিক ফ্রাউড সংখ্যা হল 1, যেখানে কেন্দ্রমুখী এবং মহাকর্ষীয় শক্তি সমান। 1-এর চেয়ে বেশি সংখ্যায়, মহাকর্ষীয় শক্তি একটি অনুভূমিক সমতলে বস্তুটিকে ধরে রাখার জন্য যথেষ্ট শক্তিশালী হবে না এবং পা মাটি মিস করবে। মানুষ প্রায় 0.5 ফ্রুড সংখ্যায় হাঁটা থেকে দৌড়ে রূপান্তরিত হয়. এমনকি কম মাধ্যাকর্ষণ অনুকরণকারী পরিস্থিতিতেও। কাইনেটিক ফ্যাক্টর যৌথ কাইনেটিক ফ্যাক্টরগুলি চতুর্ভুজগুলির মধ্যে ট্রট-টু-গ্যালপ রূপান্তরকে ট্রিগার করতে গুরুত্বপূর্ণ বলে মনে হয়। হাড়ের উপর চাপ, বিশেষ করে গাঁটে, এই প্রাণীদের মধ্যে একটি রূপান্তরের পরে হ্রাস পায়; তবে এই প্রাণীদের মধ্যে হাঁটার-থেকে-ট্রটের রূপান্তরের সময় একই ঘটনা ঘটেনি। তাই প্রজাতি জুড়ে বিভিন্ন ঘটনা এবং এই প্রাণীদের ট্রট-টু-গ্যালপ বনাম ওয়াক-টু-ট্রট রূপান্তর দ্বারা রূপান্তরটি শুরু হতে পারে। মানুষের মধ্যে, কেউ কেউ বিশ্বাস করেন যে পি. টি. এস গোড়ালি ডর্সিফ্লেকসর মুহূর্ত এবং শক্তির সমালোচনামূলক স্তরে ঘটে। ডর্সিফ্লেক্সোর পেশীগুলি পিটিএসের কাছাকাছি হাঁটার সময় উচ্চ মাত্রার সক্রিয়তা দেখায় এবং মানুষের বিষয়গুলি এই পেশীগুলিতে ক্লান্তি অনুভব করে। উচ্চ সক্রিয় ব্যয় সত্ত্বেও, দৌড়ে রূপান্তরের পরে অনুভূত পরিশ্রমের (আরপিই) রেটিংও হ্রাস পায়। ডর্সিফ্লেক্সোর পেশীগুলি হাঁটতে জড়িত পায়ের অন্যান্য প্রধান পেশী যেমন গ্লুটেয়াল, হ্যামস্ট্রিং, কোয়াড্রিসেপস এবং গোড়ালির প্ল্যান্টারফ্লেক্সোরের তুলনায় ছোট। এই পেশীগুলিকে উচ্চ গতিতে হাঁটার সময় দুটি পয়েন্টে প্রচুর পরিমাণে শক্তি প্রয়োগ করতে হবেঃ 1) হাঁটার অবস্থান পর্বের শুরু, যখন গোড়ালি নিচে স্পর্শ করে এবং উত্থিত পায়ের আঙ্গুলগুলিকে স্থির করতে হবে যাতে সামনের পা মাটিতে "চড়" এড়ানো যায়। 2) সুইং পর্যায়ে, পিছনের পা মাটিতে লাগানো পায়ের সামনে সরানো হয় এবং পায়ের আঙ্গুলগুলি অবশ্যই উপরে তুলতে হবে যাতে মাটির সাথে সংঘর্ষ এড়ানো যায়। তুলনামূলকভাবে ছোট আকারের কারণে, এই পেশীগুলি দ্রুত ক্লান্তির প্রবণ হয় যখন উচ্চ গতিতে হাঁটার সময় প্রচুর পরিমাণে শক্তি প্রয়োগ করতে বলা হয়। দৌড়ানোর রূপান্তরটি ডর্সিফ্লেক্সার পেশীগুলির উপর বোঝা হ্রাস করে এবং এই পেশীগুলির ক্লান্তির সাথে সম্পর্কিত অস্বস্তির অনুভূতি হ্রাস করে। তথ্যসূত্র টেরেস্ট্রিয়াল লোকোমোশন