Лошадью ходи

[i_eron]

Когда вы представляете себя лошадью, как вы бежите? Я бегу рысцой. Задняя левая одновременно с передней правой, а потом другие две, тоже одновременно. Это удобно и естественно. Передняя с каждой стороны отрывается от земли прямо перед тем, как задняя почти наступает ей на пятку. Ещё распределение веса между ногами и отталкивание от земли - человеку трудно бежать на цыпочках и руках одновременно, а лошади удобно, это нужно представить себе внимательно.

А то я тут случайно почитал про кентер (оказывается, по-русски его обычно называют не "кентер", а просто "лёгкий галоп" или даже "обыкновенный галоп" - в смысле, не быстрый), и понял, что это не для меня. То есть, я так вполне могу - в воображении, конечно. Сначала сильно отталкиваемся правой задней, потом падаем одновременно на левую заднюю и правую переднюю и отталкиваемся ими, а потом уже левой передней. Даже весело. Но это неудобно. А наоборот, если поменять левые с правыми, вообще не могу - левой передней будет слишком трудно сотрудничать с правой задней. Наверно, когда человек на самом деле становится лошадью, то в первое время у него ноги плохо синхронизируются при кентере, и усилия неправильно распределяются между ногами, а потом ничего, привыкает. Может, когда он потом становится обратно человеком, приобретённая привычка влияет на то, как он машет руками при ходьбе. Я машу рысцой. Это неудивительно, ведь у двуногих нет собственных причин добавлять такты только ради рук. За окном те люди, которые машут, кажется, тоже все машут рысцой. Но всё-таки довольно по-разному. Может, они и лошадьми скачут по-разному.

"What explains the trot–gallop transition in small mammals?"

Вот тут пишут, что науке известно очень мало про смену аллюра у животных, кроме лошадей и людей. Так что учёные поймали 11 чилийских крыс дегу и померили, как они бегают - в природном состоянии и в раскормленном. Скорость метаболизма им тоже мерили. Переход от рысцы к галопу случался в постоянном узком диапазоне скоростей, одинаковом у толстых и худых. Толстые дышали тяжелей худых, потому что им было труднее бежать, но всё равно переходили на галоп на той же скорости, что и худые.

Учёные на всякий случай ещё вкалывали худым солёной воды, повышая им массу тела на те же 20%, что и у откормленных. Дегу относились к этому спокойно: добрые учёные померили, что процедура нисколько не повышает им стресс. Солёным крысам было так же трудно бежать, как и жирным, но на галоп они переходили одновременно с худыми. У людей, оказывается, тоже так: лишний вес влияет на движение и метаболизм одинаково - что в жировых отложениях, что в рюкзаке. В конце, правда, учёные всё-таки убили откормленных крыс и размололи в кашицу, чтоб померить для своих формул, сколько точно в них было жира.

Люди долгое время думали, что переходят от ходьбы к бегу на той скорости, на которой бег становится выгоднее в смысле калорий. Но оказалось, что это неверно - дело в уровне стресса в ногах, особенно в мускулах у голеностопного сустава. Он связан с простой динамикой, вроде маятника (людям с короткими ногами или на Луне удобно начинать бежать на меньших скоростях, чем с длинными или на Земле). Насколько я понял, лишний вес на нас не влияет - мы вроде крыс.

С лошадьми иначе - они слишком большие и тяжёлые, так что им важнее максимальная мгновенная нагрузка в костях ног. Знаете, как вес зверей растёт пропорционально кубу размера, а прочность кости - только квадрату? Вот, это оно. Поэтому у лошадей на выбор аллюра вес очень даже влияет. И ещё влияет наклон. Наверное, они на бегу чувствуют дискомфорт в ногах не постоянный, как у меня в мускулах стопы при быстрой ходьбе, а мгновенный, в костях, при отталкивании. Кажется, представляю.

Comments

[zaj_gizund]

https://youtu.be/lKfr46DN9Ck

[i_eron]

Спасибо. Совершенно забыл про это. Высоцкий молодец.

Но его описание очень уж неконкретное. Экзистенциалистское, романтическое, активное - мне это чувствуется поверхностным, торопливым, слишком мало деталей ощущений. Ясное дело, то что он хотел выразить, он сумел хорошо, куда мне, смешно даже сравнивать, но он хотел не про то же самое.

[zaj_gizund]

Я понимаю :)
Я - в шутку.
Интересно, а крысы-иноходцы бывают?

[i_eron]

Вся эта запись тоже в шутку, я понадеялся, что даже смайликов не надо. В статье про чилийских грызунов только рысца и галоп, никакой иноходи. И, если я ничего не путаю, иноходь не считается "естественным" аллюром даже для лошадей, походки которых изучены вдоль и поперёк, так могут ходить только некоторые лошади, а аллюры крыс изучены слабо.

Ой, проверил теперь в Вики, что не чушь написал про иноходь, а там ссылка на описание статьи в Nature о мутации в гене, контролирующем пренатальное развитие каких-то спинных нервов, отвечающих за координацию движений конечностей. Они исследовали исландских лошадей, в которых эта мутация вызывает способность/склонность к иноходи, и мышей, в которых получаются нарушения координации. Мыши бегают иначе, чем обычные (и плавают тоже), им там померили разные параметры бега. Насколько я смог понять, это всё-таки не иноходь, а что-то неровное. Ну нет у мышей лошадиного благородства движений, что уж теперь.

Сам я иноходью никак, я лучше рысцой - видно, нет у меня той мутации.

[nagunak]

Оффтопик: интересный литовский фейсбук https://www.facebook.com/marius.burokas

[i_eron]

Спасибо :-)

[spamsink.livejournal.com]

Бег "вприпрыжку" у детей - это, наверное, двуногий кентер и есть.
Был прав, оказывается.

[spamsink.livejournal.com]

Ibid: The results reveal skipping as more efficient and less fatiguing than walking or running. Интересно, по каким причинам более взрослые особи не пользуются этим способом локомоции.

[i_eron]

Очень интересно. Взрослые тоже пользуются - например, у футболистов есть такое упражнение в тренировках. Я иногда скакал за руку с детьми, когда они были в том возрасте, для ободрения, и теперь мы тоже изредка так скачем. Проблема тут в основном в том, что это поведение незаслуженно стигматизировано в обществе - взрослый, скачущий вприпрыжку, почему-то вызывает неодобрительные взгляды косных прохожих. Ну, и ещё в том, что это гораздо утомительнее обычного бега или ходьбы. Последнее, правда, слабый аргумент, ведь энергетические затраты и накопление стресса нужно сначала оптимизировать подбором правильной позы и ритма, для чего нужна практика, а она, как назло, стигматизирована. Пожалуй, всё-таки попробую как-нибудь утром.

Так как переход от ходьбы к бегу у людей управляется оптимизацией не энергетических затрат, а накопления стресса в суставах-пружинках, вопрос тут в том, выгодно ли скакать вприпрыжку в смысле стресса в ногах. Потому что если даже энергетической выгоды нет, это совсем не беда, ведь сегодня люди больше бегают, чтоб потратить калории, чем чтоб их добыть.

[spamsink.livejournal.com]

В приведенной цитате сказано less fatiguing than walking or running. Что-то тут не так; может, у взрослых пропорции не те?
А субъективное ощущение усталости и затраты калорий не всегда обязаны жестко коррелировать.

[i_eron]

Проверю, может, удастся приспособиться. Хотя сравнительная утомительность аллюров сильно зависит от веса и размера, так что у детей это действительно может быть иначе, они более пружинистые. А затрата калорий вполне коррелирует с дыханием (так её и мерят) и усталостью в мускулах - трудно поверить, что можно тратить больше энергии в одном аллюре, а субъективно чувствовать усталость больше в другом.

[spamsink.livejournal.com]

Если при одном из двух аллюров работают преимущественно нетренированные мускулы, то и устают быстрее.
Возможно, причины того, что взрослые не припрыгивают, чисто экономические: обувь от этого сильно изнашивается.

[dralkin.livejournal.com]

Можно смоделировать лошадь, если взять двух людей )) Один стоит на ногах и держит руками ноги впереди стоящего, который опирается на руки. И побежали. Если задние ноги будут слишком активны, то передние - подкосятся. Передние как бы не дают упасть носом в землю, а основной поступательный импульс (толчок) дают задние ноги, вроде; у них и мышцы мощнее.

[i_eron]

Можно так смоделировать, я и сам в детстве пробовал :-), но это будет очень ограниченная модель. Она только поможет понять распределение веса и усилий между ногами, да и то очень приблизительно. Лошадь скачет всем телом, у неё одна голова и одна спина, которые управляют поразительной координацией между ногами - на уровне 10ms, а может и ещё точнее. Это не просто так подробности - например, галоп отличается от кентера ничтожной рассинхронизацией двух ног во втором из трёх тактов, и, тем не менее, лошадь почему-то уверенно предпочитает именно галоп в одних условиях и именно кентер в других. Что она чувствует, когда решает сменить один аллюр на другой, что является сигналом для этого, какая у него причина и механизм - мне кажется, это интересно, и, что удивительно, учёные активно, всерьёз и, кажется, довольно успешно это теперь исследуют.

Предпочтение разных аллюров на разной скорости, подъёме и нагрузке зависит от сложного сочетания факторов - энергетического (калории, дыхание, дискомфорт от усталости в тех или иных мышцах), кинетического (суставы-как-пружинки, ноги-как-маятники, дискомфорт от накопления стресса в суставах или в мышцах вокруг), стрессового (сопромат, распределение максимальных нагрузок между костями с данными сечениями и прочностью, зависящее от позы, дискомфорт от мгновенного стресса в больших костях). Вроде, наука сегодня говорит, что у нас с крысами определяющим является второй фактор, а у лошадей - третий.

[dralkin.livejournal.com]

//Что она чувствует, когда решает сменить один аллюр на другой, что является сигналом для этого, какая у него причина и механизм - мне кажется, это интересно

Да, интересно.
Не понял, про "ничтожную рассинхронизацию двух ног". Вроде кентер тот же галоп, но не на макс. скорости.

Мне кажется, что у галопа (и кентера) есть одно принципиальное отличие от шага и рыси. В галопе каждая пара ног движется вперед одновременно (или почти одновременно), а не по-очередно. Например, гепард. Отталкивание от земли может быть сначала одной, а потом другой ногой - но вперед выбрасываются сразу обе. Иначе нельзя, потому что ноги не будут успевать чередоваться, как при обычном шаге или рыси - и на большой скорости придется очень-очень часто семенить, а это утомительно, ведь нужно прикладывать доп. усилие, чтобы разгонять вперед летящую ногу. При галопе число таких усилий в два раза меньше, чем при рыси. Думаю так.

Если у лошади связать пару передних ног и пару задних (сильно сократить размах "маятника" ног), то, наверное, она сможет бежать галопом, а вот рысью и шагом - точно нет. Ширина шага - важный параметр. Чем короче шаг (по разным причинам - усталость или дисфункция), тем при меньшей скорости будет переход на галоп. Маленьким и толстеньким крысам с короткими ножками будет тяжело бежать рысью - они все больше галопом шпарят ))

Вроде энергетически и кинетически вполне можно объяснить переход на галоп. Нет разве?

Про 3й фактор не очень понял.

--
А вот, на гепарде, кстати:

[i_eron]

Кентер трёхтактный - сначала одна задняя нога, потом одновременно другая задняя и диагональная передняя, потом вторая передняя. Галоп четырёхтактный, каждая нога касается земли в свой отдельный момент. Разница между вторым и третьим тактом может быть в немногие десятки миллисекунд, но для лошади это очень существенная разница, она точно чувствует, когда переходить с кентера на галоп и обратно. Рассинхронизация второй и третьей ноги позволяет немного изменить позы, иначе распределить нагрузки. Возможно, путаница из-за того, что по-русски кентер обычно тоже называют галопом, а то, что по-английски галоп, по-русски "быстрый галоп".

"Часто семенить" и "прикладывать дополнительное усилие, чтобы разгонять вперед летящую ногу" - это "кинетика", борьба с собственной частотой ноги, как маятника. Это утомляет мускулы вокруг суставов, которые разворачивают ногу, работают против её кинетической энергии. Наука пишет, если я её правильно прочитал, что это в конечном итоге и есть причина того, что человек и крыса переходят с ходьбы на бег.

Но у лошадей это иначе. Они переходят на более быстрый аллюр на скорости, которая зависит от груза на спине и наклона дорожки. Если бы дело было в ногах-маятниках, скорость зависела бы от длины ног, но не от нагрузки. Вроде бы они это потому, что у них главную роль играет другой фактор ("третий") - нагрузка на кости. Лошади тяжёлые, большие кости их ног несут огромную нагрузку. Эта нагрузка ещё больше в момент удара и отталкивания, из-за вертикального ускорения. Чем больше животное, тем труднее его костям вынести его вес, потому что площадь сечения костей не поспевает за весом (в этом причина того, что людей-великанов не бывает, а киты живут в воде). Лошадь меняет аллюр на той скорости, на которой максимальные моментальные нагрузки на кости становятся выше критических. Распределение нагрузок по циклу времени и между четырьмя ногами разное в разных аллюрах. Я бы сам до этого не догадался, а просто пересказываю, как я понял статьи. Вроде, и модели нагрузок по костям у них есть.

Пишут, что внутри каждого аллюра лошадь склонна к той скорости, которая ей наиболее выгодна энергетически, в смысле затраты калорий. Но на решение перейти на другой аллюр влияет не это.

Гепард очень красивый, спасибо. Каждая нога у него двигается отдельно, держит и толкает его в своё время. Но, насколько я понял, на его движение больше всего влияет "второй фактор", он максимизирует амплитуду качания ног, чтобы не бороться с их собственной частотой, не "семенить", как Вы говорите. Это потому что пишут, что "третий фактор" становится важнее "второго" у животных тяжелее 100кг. Гепард как будто гимнаст или сделан из маятников и пружинок, а лошадь как будто дом или тяжелоатлет.

[dralkin.livejournal.com]

Ага, понял про нагрузки. Спасибо, интересно.

[prosto-vitjok.livejournal.com]

Мне очень тяжело представить себя лошадью иначе как восьминогой (плюс хелицеры и педипальпы). Передвигаюсь я в этом образе прыжками.

[i_eron]

Мы с Вами знакомы только виртуально, я всегда в таких случаях отдаю себе отчёт, что человеческая природа собеседника - только моё предположение по умолчанию. Людям, по моему опыту, значительно легче представить себя млекопитающими, или, хотя бы, хордовыми, чем другими существами. Человек обычно способен трансформировать в своём воображении уже привычное ему ощущение собственных частей тела и управления ими в формы, присущие этим животным. Вообразить себя существом, не получающимся такой трансформацией, человеку значительно труднее. Ведь для этого нужно не только отрастить себе новые члены, но и полностью отвлечься от уже существующих. Вам же, наоборот, членистоногое проще хордового. Такой прыжок воображения мне представить ещё труднее, чем подробности восьминогого прыжка с трясущимися хелицерами. Это приводит меня к выводу, что Вы, как минимум - не млекопитающее, ведь их-то я себе более или менее представляю (этот же вывод я распространяю и на авторов скандинавских мифов). Тем больше уважения у меня вызывает понимание человеческой натуры, демонстрируемое Вами в ЖЖ.