Transition from walking to running
માનવ હલનચલન બે પ્રાથમિક સ્વરૂપો હોવાનું માનવામાં આવે છેઃ ચાલવું અને દોડવું. તેનાથી વિપરીત, ઘણા ચતુષ્કોણમાં ગતિશીલતાના ત્રણ અલગ-અલગ સ્વરૂપો હોય છેઃ ચાલવું, ચાલવું અને દોડવું. ચાલવું એ હલનચલનનું એક સ્વરૂપ છે જે બેવડા આધાર તબક્કા દ્વારા વ્યાખ્યાયિત થાય છે જ્યારે બંને પગ એક જ સમયે જમીન પર હોય છે. દોડવું એ હલનચલનનું એક સ્વરૂપ છે જેમાં આ ડબલ સપોર્ટ તબક્કો નથી (ડબલ ફ્લોટ તબક્કામાં ફેરવાયેલ). પસંદગીની સંક્રમણ ઝડપ (પી. ટી. એસ.) એ ઝડપ છે કે જેના પર જીવતંત્ર સામાન્ય રીતે એક ચાલથી બીજી ચાલમાં બદલાય છે. જેમ જેમ ઝડપ વધે છે તેમ તેમ મનુષ્ય સ્વયંભૂ ચાલવાથી દોડ તરફ વળે છે. મનુષ્યોમાં, ચાલવાથી દોડવાની પસંદગીની સંક્રમણ ઝડપ સામાન્ય રીતે 2 મીટર/સેકન્ડ (7.2 કિમી/કલાક; 4.5 માઇલ/કલાક) ની આસપાસ જોવા મળે છે, જો કે પરીક્ષણ પદ્ધતિના આધારે થોડો તફાવત દર્શાવવામાં આવ્યો છે. શા માટે પી. ટી. એસ. પર ચાલવાથી દોડવાનું સંક્રમણ? મનુષ્ય 2 મીટર/સેકન્ડથી વધુ ઝડપે ચાલવામાં સક્ષમ છે, અને 2 મીટર/સેકન્ડથી ઓછી ઝડપે દોડવા માટે સક્ષમ છે. જેમ કે મનુષ્યો એક જ ગતિએ ચાલી શકે છે અથવા દોડી શકે છે, સંશોધકોએ સમજાવવાનો પ્રયાસ કર્યો છે કે શા માટે મનુષ્યો સંક્રમણની ગતિ પસંદ કરે છે જે તેઓ કરે છે. પ્રારંભિક સંશોધકોએ સૂચવ્યું હતું કે ઊર્જાસભર ખર્ચ ઘટાડવા માટે મનુષ્ય ચાલવાથી દોડ તરફ પરિવર્તિત થાય છે. આ સંશોધકોએ સૂચવ્યું હતું કે 2 મીટર/સેકન્ડથી ઉપર દોડવા માટે ઊર્જાસભર ખર્ચ આ ગતિથી ઉપર ચાલવાના ખર્ચ કરતાં ઓછો છે. તેનાથી વિપરીત, આ ઝડપે ચાલવા કરતાં 2 મીટર/સેકન્ડથી ધીમી ઝડપે દોડવું વધુ ખર્ચાળ હોવાનું સૂચવવામાં આવ્યું હતું. આ દ્રષ્ટિકોણને 1980ના દાયકાના અંત સુધી મોટા ભાગે પડકારવામાં આવ્યો ન હતો. તે સમયથી, ઘણા અભ્યાસોએ દર્શાવ્યું છે કે ચાલવાથી દોડ તરફ સંક્રમણ ખરેખર ઊર્જા ખર્ચમાં વધારો થયો છે, જ્યારે અન્ય અભ્યાસોએ સંક્રમણથી ઊર્જાસભર લાભને ટેકો આપ્યો છે. ઊર્જાવિજ્ઞાનના ઓપ્ટિમાઇઝેશન દૃષ્ટિકોણને પ્રથમ વખત પડકારવામાં આવ્યો ત્યારથી, સંક્રમણને સમજાવવા માટે સંખ્યાબંધ યાંત્રિક, ગતિશીલ અને ગતિશીલ પરિબળોની શોધ કરવામાં આવી છે. ઘણા ચલો અને પી. ટી. એસ. વચ્ચે નબળાથી મધ્યમ મજબૂત સહસંબંધ જોવા મળ્યા છે, પરંતુ 1990 અને 2000ના દાયકામાં વિવિધ સંશોધકોનું કામ સંમત થાય છે કે આખરે તે ટિબિયાલિસ અગ્રવર્તી અને પગની ઘૂંટીના અન્ય ડોર્સિફ્લેક્સર સ્નાયુઓમાં થાક અને અગવડ (અથવા નિકટવર્તી થાક/અગવડ) છે જે મનુષ્યમાં ચાલવાથી દોડ તરફના સંક્રમણ માટે પ્રાથમિક ઉત્તેજના છે. સક્રિય પરિબળો ચળવળની ઊર્જાને સામાન્ય રીતે પરોક્ષ રીતે ઓક્સિજનના વપરાશ દ્વારા માપવામાં આવે છે. ચાલવા માટેની મોટાભાગની ઊર્જા ઓક્સિજનની હાજરીમાં પોષક તત્ત્વોના દહન દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે (એનારોબિક અથવા ઉચ્ચ-તીવ્રતાની કસરતના વિરોધમાં જે ઊર્જા પર વધુને વધુ આધાર રાખે છે જેને વિરામ માટે ઓક્સિજનની જરૂર નથી). જ્યારે ચાલવાથી દોડ તરફ સંક્રમણ થાય છે ત્યારે ઓક્સિજનનો વપરાશ વધે છે, તેમ છતાં રેટિંગ્સ ઓફ પરસીવ્ડ એક્સર્શન (આર. પી. ઈ.) ઘટતું જાય છે. તેથી, લોકોને લાગે છે કે તેમનો ઉર્જાનો ખર્ચ વધ્યો હોવા છતાં તેઓ ચાલવાથી દોડ તરફ વળવા માટે સખત મહેનત કરી રહ્યા નથી. ઊર્જાના વપરાશમાં ઘટાડાનું પ્રતિનિધિત્વ કરવા માટે મનુષ્યોએ 2 મીટર/સેકન્ડ (4.5 માઇલ/કલાક) કરતા વધુ ઝડપી ઝડપે દોડવાનું સંક્રમણ કરવું પડશે. યાંત્રિક પરિબળો ચાર ગણી પ્રજાતિઓમાં, શરીરના જથ્થા અને ટ્રોટિંગથી માંડીને ઝડપથી દોડવા સુધીની પસંદગીની સંક્રમણ ગતિ વચ્ચે મજબૂત સહસંબંધ છે. જો કે, મનુષ્યોમાં કોઈ એક એન્થ્રોપોમેટ્રિક પરિબળ સમાન પ્રમાણમાં પસંદગીની સંક્રમણ ગતિને સમજાવતું નથી. મનુષ્યોમાં એન્થ્રોપોમેટ્રિક માપન અને પી. ટી. એસ. વચ્ચેનો સૌથી મજબૂત સહસંબંધ પગની લંબાઈને લગતા માપનમાંથી આવે છે, જેમાં પી. ટી. એસ. અને બોડી માસ વચ્ચેનો નબળો સહસંબંધ છે. આ અભ્યાસોમાં, સૌથી મજબૂત સહસંબંધ કુલ ઊંચાઈ અને પગની નીચલી લંબાઈના માપનમાંથી આવ્યા હતા. ઊંધી લોલક મોડેલ સાથે ચાલવાનું ધ્યાનમાં લેતા, કોઈ વ્યક્તિ ફ્રાઉડ નંબર સાથે મહત્તમ પ્રાપ્ય ચાલવાની ગતિની આગાહી કરી શકે છે, F = v2/lg, જ્યાં v2 = વેગ વર્ગ, l = પગની લંબાઈ, અને g = ગુરુત્વાકર્ષણ. ફ્રૂડ સંખ્યા એ એક પરિમાણહીન મૂલ્ય છે જે ચાલવા દરમિયાન કેન્દ્રગામી બળ અને ગુરુત્વાકર્ષણ બળના ગુણોત્તરનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે. જો પદાર્થને પગ પર કેન્દ્રિત ગોળાકાર ચાપમાંથી પસાર થતા દળ તરીકે જોવામાં આવે, તો સૈદ્ધાંતિક મહત્તમ ફ્રાઉડ સંખ્યા 1 છે, જ્યાં કેન્દ્રગામી અને ગુરુત્વાકર્ષણીય બળો સમાન છે. 1 કરતા મોટી સંખ્યા પર, ગુરુત્વાકર્ષણ બળ શરીરને આડી સપાટીમાં પકડી રાખવા માટે પૂરતું મજબૂત નહીં હોય અને પગ જમીનને ચૂકી જશે. મનુષ્યો ઓછા ગુરુત્વાકર્ષણનું અનુકરણ કરતી પરિસ્થિતિઓમાં પણ 0.50 ની આસપાસ ફ્રૂડ નંબર પર ચાલવાથી દોડવા તરફ સંક્રમણ કરે છે. ગતિ પરિબળો સંયુક્ત ગતિ પરિબળો ક્વાડ્રુપેડ્સમાં ટ્રોટ-ટુ-ગેલોપ સંક્રમણોને ટ્રિગર કરવામાં મહત્વપૂર્ણ હોવાનું જણાય છે. હાડકાં પર તણાવ, ખાસ કરીને સાંધા પર, આ પ્રાણીઓમાં સંક્રમણ પછી ઓછો થાય છે; જો કે આ પ્રાણીઓમાં ચાલવા-થી-ટ્રોટ સંક્રમણ દરમિયાન આવું થયું ન હતું. તેથી પ્રજાતિઓમાં વિવિધ ઘટનાઓ અને આ પ્રાણીઓમાં ટ્રોટ-ટુ-ગેલોપ વિરુદ્ધ વોક-ટુ-ટ્રોટ સંક્રમણો દ્વારા સંક્રમણ શરૂ થઈ શકે છે. મનુષ્યોમાં, કેટલાક લોકો માને છે કે પી. ટી. એસ. પગની ઘૂંટીના ડોર્સિફ્લેક્સર ક્ષણો અને શક્તિના નિર્ણાયક સ્તરે થાય છે. ડોર્સિફ્લેક્સર સ્નાયુઓ પીટીએસની નજીક ચાલતી વખતે ઉચ્ચ સ્તરનું સક્રિયકરણ દર્શાવે છે અને માનવ વિષયો આ સ્નાયુઓમાં થાકની લાગણીનું વર્ણન કરે છે. વધુ ઊર્જાસભર ખર્ચ હોવા છતાં, દોડમાં સંક્રમણ પછી અનુમાનિત શ્રમ (આર. પી. ઈ.) નું મૂલ્યાંકન પણ ઘટે છે. ડોર્સિફ્લેક્સર સ્નાયુઓ હલનચલનમાં સામેલ પગના અન્ય મુખ્ય સ્નાયુઓ જેમ કે ગ્લુટેઅલ્સ, હેમસ્ટ્રિંગ્સ, ક્વાડ્રિસેપ્સ અને પગની ઘૂંટીના પ્લાન્ટાર્ફ્લેક્સર્સની તુલનામાં નાના હોય છે. આ સ્નાયુઓએ ઊંચી ઝડપે ચાલવા દરમિયાન બે બિંદુઓ પર મોટા પ્રમાણમાં બળ લગાવવું જોઈએઃ 1) ચાલવાના વલણ તબક્કાની શરૂઆત, જ્યારે હીલ નીચે સ્પર્શે છે અને ઊભા થયેલા અંગૂઠાને સ્થિર કરવા જોઈએ જેથી આગળના પગને જમીન પર "થપ્પડ" ન લાગે. 2) સ્વિંગ તબક્કા દરમિયાન, પાછળનો પગ જમીન પર વાવેલા પગની આગળ ખસેડવામાં આવે છે અને જમીન સાથે અથડાવાનું ટાળવા માટે અંગૂઠા ઊંચા કરવા જોઈએ. તેમના પ્રમાણમાં નાના કદને કારણે, આ સ્નાયુઓને ઝડપી ગતિએ ચાલવા દરમિયાન મોટી માત્રામાં બળ લગાવવાનું કહેવામાં આવે ત્યારે ઝડપથી થાક લાગે છે. દોડવા માટેનું સંક્રમણ ડોર્સિફ્લેક્સર સ્નાયુઓ પરનો ભાર ઘટાડે છે અને આ સ્નાયુઓના થાક સાથે સંકળાયેલી અસ્વસ્થતાની લાગણી ઘટાડે છે. સંદર્ભો પાર્થિવ હલનચલન