Transition from walking to running
मानव गति को दो प्राथमिक रूपों में माना जाता हैः चलना और दौड़ना। इसके विपरीत, कई चतुर्भुजों में गति के तीन अलग-अलग रूप होते हैंः चलना, चलना और दौड़ना। चलना गति का एक रूप है जिसे दोहरे समर्थन चरण द्वारा परिभाषित किया जाता है जब दोनों पैर एक ही समय में जमीन पर होते हैं। दौड़ना लोकोमोशन का एक रूप है जिसमें यह दोहरा समर्थन चरण नहीं होता है (डबल फ्लोट चरण में बदल दिया जाता है)। पसंदीदा संक्रमण गति (पी. टी. एस.) वह गति है जिस पर एक जीव आमतौर पर एक चाल से दूसरी चाल में बदल जाता है। जैसे-जैसे गति बढ़ती है, मनुष्य अनायास ही टहलने से दौड़ने की ओर रुख करते हैं। मनुष्यों में, चलने से दौड़ने की पसंदीदा संक्रमण गति आमतौर पर लगभग 2 मीटर/सेकंड (7.2 किमी/घंटा; 4.5 मील/घंटा) होती है, हालांकि परीक्षण पद्धति के आधार पर मामूली अंतर दिखाए गए हैं। पी. टी. एस. पर चलने से दौड़ने में परिवर्तन क्यों? मनुष्य 2 मीटर/सेकंड से अधिक गति से चलने में सक्षम हैं, और 2 मीटर/सेकंड से कम गति से दौड़ने में सक्षम हैं। जैसा कि मनुष्य एक ही गति से चल सकते हैं या दौड़ सकते हैं, शोधकर्ताओं ने यह समझाने का प्रयास किया है कि मनुष्य संक्रमण की गति को क्यों चुनते हैं जो वे करते हैं। प्रारंभिक शोधकर्ताओं ने सुझाव दिया कि ऊर्जावान लागत को कम करने के लिए मनुष्य चलने से दौड़ने में परिवर्तित हो जाते हैं। इन शोधकर्ताओं ने सुझाव दिया कि 2 मीटर/सेकंड से ऊपर चलने के लिए ऊर्जावान लागत इस गति से ऊपर चलने की लागत से कम है। इसके विपरीत, 2 मीटर/सेकंड से धीमी गति से दौड़ना इन गति से चलने की तुलना में अधिक महंगा होने का सुझाव दिया गया था। 1980 के दशक के अंत तक इस दृष्टिकोण को काफी हद तक चुनौती नहीं दी गई थी। उस समय से, कई अध्ययनों से पता चला है कि चलने से दौड़ने में संक्रमण के परिणामस्वरूप वास्तव में ऊर्जा व्यय में वृद्धि हुई है, जबकि अन्य अध्ययनों ने संक्रमण से एक ऊर्जावान लाभ का समर्थन किया है। उस समय से जब से ऊर्जाविज्ञान अनुकूलन दृष्टिकोण को पहली बार चुनौती दी गई थी, संक्रमण की व्याख्या करने के लिए कई यांत्रिक, गतिज और गतिज कारकों का पता लगाया गया है। कई चर और पीटीएस के बीच कमजोर से मध्यम रूप से मजबूत सहसंबंध पाए गए हैं, लेकिन 1990 और 2000 के दशक में विभिन्न शोधकर्ताओं का काम इस बात से सहमत है कि अंततः यह टिबियालिस पूर्वकाल और टखने की अन्य डॉर्सिफ़्लेक्सर मांसपेशियों में थकान और असुविधा (या आसन्न थकान/असुविधा) है जो मनुष्यों में चलने से दौड़ने में संक्रमण के लिए प्राथमिक उत्तेजना है। ऊर्जावान कारक गति की ऊर्जा को आमतौर पर अप्रत्यक्ष रूप से ऑक्सीजन की खपत के माध्यम से मापा जाता है। चलने के लिए अधिकांश ऊर्जा ऑक्सीजन की उपस्थिति में पोषक तत्वों के दहन के माध्यम से उत्पन्न होती है (अवायवीय या उच्च-तीव्रता वाले व्यायाम के विपरीत जो तेजी से ऊर्जा पर निर्भर करता है जिसे टूटने के लिए ऑक्सीजन की आवश्यकता नहीं होती है)। महसूस किए गए परिश्रम (आर. पी. ई.) की रेटिंग कम होने के बावजूद, चलने से दौड़ने में परिवर्तन होने पर ऑक्सीजन की खपत बढ़ जाती है। इसलिए, लोगों को लगता है कि वे चलने से दौड़ने की ओर मुड़कर उतनी मेहनत नहीं कर रहे हैं, भले ही उनका ऊर्जा खर्च बढ़ गया हो। ऊर्जा की खपत में कमी का प्रतिनिधित्व करने के लिए मनुष्यों को 2 मीटर/सेकंड (4.5 मील/घंटा) की तुलना में बहुत तेज गति से दौड़ने के लिए संक्रमण करना होगा। यांत्रिक कारक चौगुनी प्रजातियों में, शरीर के द्रव्यमान और ट्रॉट करने से लेकर तेजी से दौड़ने तक की पसंदीदा संक्रमण गति के बीच एक मजबूत संबंध है। हालाँकि, मनुष्यों में कोई भी एकल एंथ्रोपोमेट्रिक कारक समान स्तर तक पसंदीदा संक्रमण गति की व्याख्या नहीं करता है। मनुष्यों में एंथ्रोपोमेट्रिक माप और पीटीएस के बीच सबसे मजबूत सहसंबंध पैर की लंबाई से संबंधित माप से आते हैं, जिसमें पीटीएस और शरीर के द्रव्यमान के बीच एक कमजोर सहसंबंध होता है। इन अध्ययनों में, सबसे मजबूत सहसंबंध कुल ऊंचाई और निचले पैर की लंबाई के माप से आए। उल्टा पेंडुलम मॉडल के साथ चलने पर विचार करते हुए, फ्राउड संख्या, F = v2/lg के साथ अधिकतम प्राप्य चलने की गति का अनुमान लगाया जा सकता है, जहाँ v2 = वेग वर्ग, l = पैर की लंबाई, और g = गुरुत्वाकर्षण। फ्राउड संख्या एक आयामहीन मान है जो चलने के दौरान गुरुत्वाकर्षण बल के केंद्रीय बल के अनुपात का प्रतिनिधित्व करता है। यदि पिंड को पैर के ऊपर केंद्रित एक गोलाकार चाप से गुजरने वाले द्रव्यमान के रूप में देखा जाता है, तो सैद्धांतिक अधिकतम फ्राउड संख्या 1 है, जहां केंद्रगामी और गुरुत्वाकर्षण बल बराबर हैं। 1 से अधिक संख्या पर, गुरुत्वाकर्षण बल इतना मजबूत नहीं होगा कि शरीर को क्षैतिज तल में पकड़ सके और पैर जमीन से चूक जाएगा। मनुष्य लगभग 0.5 के आसपास फ्राउड संख्या पर चलने से दौड़ने में परिवर्तन करते हैं. यहां तक कि कम गुरुत्वाकर्षण का अनुकरण करने वाली स्थितियों में भी। गतिज कारक संयुक्त गतिज कारक क्वाड्रूपेड्स के बीच ट्रॉट-टू-गैलोप संक्रमण को ट्रिगर करने में महत्वपूर्ण प्रतीत होते हैं। हड्डियों पर तनाव, विशेष रूप से जोड़ों पर, इन जानवरों में संक्रमण के बाद कम हो जाता है; हालाँकि इन जानवरों के बीच चलने-फिरने के संक्रमण के दौरान ऐसा नहीं हुआ। इसलिए संक्रमण प्रजातियों में विभिन्न घटनाओं और इन जानवरों में ट्रॉट-टू-गैलोप बनाम वॉक-टू-ट्रॉट संक्रमणों से शुरू हो सकता है। मनुष्यों में, कुछ लोगों का मानना है कि पी. टी. एस. टखने के डॉर्सिफ़्लेक्सर क्षणों और शक्ति के महत्वपूर्ण स्तरों पर होता है। डॉर्सिफ़्लेक्सर मांसपेशियाँ पीटीएस के पास चलते समय उच्च स्तर की सक्रियता दिखाती हैं और मानव विषय इन मांसपेशियों में थकान महसूस करने का वर्णन करते हैं। उच्च ऊर्जावान व्यय के बावजूद, दौड़ने के लिए संक्रमण के बाद अनुमानित परिश्रम (आर. पी. ई.) की रेटिंग भी कम हो जाती है। डॉर्सिफ़्लेक्सर की मांसपेशियाँ गति में शामिल पैर की अन्य प्रमुख मांसपेशियों जैसे ग्लूटियल्स, हैमस्ट्रिंग्स, क्वाड्रिसेप्स और टखने के प्लांटारफ़्लेक्सर की तुलना में छोटी होती हैं। इन मांसपेशियों को तेज गति से चलने के दौरान दो बिंदुओं पर बड़ी मात्रा में बल लगाना चाहिएः 1) चलने के रुख चरण की शुरुआत, जब एड़ी नीचे छूती है और उठाए गए पैर की उंगलियों को स्थिर किया जाना चाहिए ताकि आगे के पैर को जमीन पर "थप्पड़" से बचाया जा सके। 2) स्विंग चरण के दौरान, पीछे के पैर को जमीन पर लगाए गए पैर से आगे ले जाया जाता है और पैर की उंगलियों को ऊपर उठाया जाना चाहिए ताकि जमीन से टकराने से बचा जा सके। अपने अपेक्षाकृत छोटे आकार के कारण, इन मांसपेशियों को तेजी से चलने के दौरान बड़ी मात्रा में बल लगाने के लिए कहने पर जल्दी से थकान हो जाती है। दौड़ने के लिए संक्रमण डॉर्सिफ़्लेक्सर मांसपेशियों पर भार को कम करता है और इन मांसपेशियों की थकान से जुड़ी असुविधा की भावना को कम करता है। संदर्भ स्थलीय गति