Можно ли ускорить человека?

Можно ли ускорить человека?

С какой максимальной скоростью может перемещаться человек на своих двоих? Рекорд в беге на 100 метров сейчас составляет 9,58 секунды. Он практически не изменился с 2009 года. Есть мнение, что это практически предел биомеханических возможностей человека в его сегодняшней анатомии. Однако расчеты показывают, что предел этот можно отодвинуть.

Нынешний мировой рекорд поставил бегун из Ямайки Усейн Болт, который отличается уникальными физическими данными. Конкурентов у него на сегодняшний день нет, но ученые готовы работать в этом направлении. Еще в 2008 году в Journal of Experimental Biology (Журнал экспериментальной биологии), появился материал биолога из Стэнфорда Марка Денни (Mark Denny), который изучал рекорды бега на 100 метров, которые устанавливались с 1900 года.

После составления графика ученый написал уравнение, которое моделирует свойства полученной им кривой. Ближе к концу кривая становилась пологой, что отражает приближение к пределу нынешних человеческих возможностей. График показал, что пределом скорости для человека на стометровке станет 9,48 секунды.

Этот вывод близок к результатам исследования норвежских физиков мирового рекорда в беге на 100 метров, который Усейн Болт установил на пекинской Олимпиаде в 2008-м. Норвежцы рассчалити, что он мог бы составлять не 9,69 секунд, а примерно 9,5 секунды. Создав подобные графики для других бегунов, Денни выяснил, что лошади и собаки уже достигли максимумов своей скорости. Причем у скакунов это произошло еще в 50-х годах, а борзые "добежали" до предела в 70-е.

Работа "Биологический предел скорости бега обусловлен типом поверхности" Питера Уэйнда из Южного Методического Университета констатирует, что скорость бегуна ограничена силой, с которой спортсмен отталкивается от поверхности.

Согласно проведенным расчетам, выдающиеся спринтеры вкладывают в каждый беговой шаг силу от 360 до 450 килограммов на каждую ногу. Но Уэйнд уверен, что конечности способны на гораздо большие толкающие усилия, чем те, которые мы наблюдаем при прямолинейном высокоскоростном беге. И, кроме того, мы используем не самую эффективную технику бега. Связано это и с тем, что колени у нас смотрят "не в ту сторону", что напрямую связано с прямохождением.

Проведенные экспериментаторами опыты показали, что во время прыжков сила удара ногами о землю на треть превышает беговую. Это позволило Уэйнду сделать теоретическое допущение: применив такую же силу во время бега, человек может перемещаться со скоростью 19,3 метра в секунду, а значит, на стометровке можно уложиться в 5,18 секунды.

 


Однако во время бега 90 процентов прилагаемого усилия направлено вертикально. И только 5 процентов силы продвигают человека в горизонтальном направлении. Выходит, что во время бега человек подпрыгивает как мячик, что снижает его скорость. Кстати, самые быстрые наземные животные на земле, гепарды, свой мощный толчок задними конечностями преобразуют в длинный стелящийся над землей полет, что и позволяет им развивать невероятную скорость. И пробегают стометровку за 6 секунд.

Именно стелящийся почти "шаркающий" бег используют стайеры, так как он представляет собой способ наиболее эргономичного и экономичного перемещения, сберегающего силы на сверхдлинных дистанциях. Но стайеров не очень интересует максимальная скорость.

Проведенные исследования и наблюдения за техникой бега гепардов показывают, что у человека имеется немалый резерв по ускорению перемещения за счет использования приспособлений, помогающих преобразовать вектор силы при толчках ногой во время передвижения. Можно предположить, что использование дополнительных "пристроек" к ногам человека или неких аналогов спойлеров резко ускорит его перемещение в пространстве. Это могут быть и анатомические трансформеры для ног, похожие на получающие все большую популярность рессорные тренажеры Jollyjumper. Пример не очень корректный, так как эти приспособления в основном усиливают толчок ноги человека за счет пружин, лишь незначительно меняя вектор силы после отталкивания.

Еще одним биомеханическим фактором, влияющим на скорость человеческого бега, является соотношение силы толчков ног с их частотой. У каждого человека эти особенности индивидуальны. В своей новой работе Уэйнд попытается определить оптимальное соотношение этих параметров.

В современном спорте магистральным направлением ускорения человека является работа над скоростью мышечных сокращений за счет применения химических препаратов. Это и есть пресловутый допинг, который действительно позволяет ускориться человеку, однако способен привести к негативным последствиям для его здоровья.

Эксперты уже давно говорят о том, что спорт превратился в соревнования фармацевтов. К процессу уже подключились и генетики, которые сейчас заняты выращиванием особей с отдельными параметрами, далеко превосходящими среднечеловеческие. Однако и перед теми и перед другими в полный рост встанет именно проблема биомеханических ограничений опорно-двигательного аппарата человека.

Поэтому новых прорывных открытий следует ждать, как это ни странно звучит, от инвалидов. Параолимпийские игры кроме гуманитарной выполняют важнейшую научно-техническую функцию, стимулируя разработку эффективной альтернативной и дополнительной анатомической инфраструктуры человека.

Сейчас спринтеры-инвалиды выступают с протезами и постепенно приближаются к максимальным скоростным показателям людей с обычными конечностями. Не за горами исторический день, когда люди с искусственными конечностями превзойдут в скорости обладателей обычных ног.

Источник: golosscience.com

Похожие новости:
Названы восстанавливающие ДНК человека физические упражнения
Американские и бразильские медики назвали эффективный способ запуска прижизненной реконструкции ДНК человека. Соответствующее исследование опубликовано в журнале Experimental Physiology, кратко о нем сообщает EurekAlert!Одноразовой тренировки на выносливость достаточно, как показали ученые, для того, чтобы запустить экспрессию генов, ответственных ..
2017-02-09 8634 0 Разное, интересное
0
В США впервые вживили в мозг человека влияющий на настроение имплант
Две группы нейробиологов из Калифорнийского университета в Сан-Диего и Массачусетского госпиталя под общим руководством Управления перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA) впервые имплантировали в мозг человека нейроимплант, генерирующий электромагнитные волны и таким образом регулирующий поведение и ощущения. Результаты ..
2017-11-26 2295 0 Разное, интересное
0
Ученые впервые обнаружили гены интеллекта
Ученым из Имперского колледжа Лондона впервые удалось выделить гены, отвечающие за развитие интеллекта человека. Теперь генетики убеждены в своей способности манипулировать яркостью мышления человека. Примерно 75% человеческого IQ — это генетическая предрасположенность. Согласно данным нового исследования ..
2015-12-24 1883 0 Разное, интересное
1
Ученые доказали существование нового вида человека
Для науки существование нового гоминида — денисовского человека — стало фактом и больше не требует доказательств, считают российские археологи. "Существование популяции древних людей, останки которых найдены в 2008 году в Денисовской пещере в Алтайском крае, можно считать ..
2013-02-13 3255 0 Разное, интересное
2
Ученые: у человека было трое предков
Приблизительно 2 миллиона лет назад, по мнению международного коллектива антропологов на территории Африки обитало, по крайней мере, три вида ископаемых предков человека. Согласно их данным, в этот период на данном материке обитали не только Homo erectus (человек прямоходящий) и H. habilis ( человек ..
2012-08-12 2842 0 Разное, интересное
-1
Названо улучшающее память биологическое соединение
Американские ученые назвали соединение, позволяющее повысить объем рабочей памяти человека. Исследование опубликовано в Journal of Neuroscience, кратко о нем сообщает EurekAlert!Использование ГАМК (гамма-аминомасляной кислоты), как показали ученые, регулирует активность дорсолатеральной префронтальной зоны коры головного мозга.В ..
2016-11-16 3648 0 Разное, интересное
0
В кишечнике нашли манипулирующие мозгом человека бактерии
В кишечнике человека впервые обнаружены бактерии, которым для выживания необходимы выделяемые мозгом химические вещества. Об этом сообщает New Scientist.Филип Стрэндвиц (Philip Strandwitz) и его коллеги из Северо-восточного университета (Бостон) выяснили, что недавно открытый вид кишечных бактерий KLE1738 растет и размножается, ..
2016-07-04 1801 0 Разное, интересное
0
Впервые создан гибрид свиньи и человека
Биологи из США, Испании и Японии создали химеры — гибриды свиньи и человека. Соответствующее исследование впервые опубликовано в журнале Cell, кратко о нем сообщает Nature News.Гибриды получались следующим образом. Ученые в более 1,4 тысячи свиных зародышей вводили один из трех ..
2017-01-29 8081 0 Разное, интересное
-1
Медицина губит человечество
"То, где мы сейчас, - это время перехода, очень преходящее, поэтому дальнейшее изменение человека - сложный вопрос", говорят ученые. Современная медицина помогает выживать людям, имеющим вредные генетические мутации, которые передаются другим поколениям, в результате чего, он накапливаются в геноме ..
2012-07-13 2261 0 Разное, интересное
0
Проведена первая в мире пересадка головы человека
Первая в мире пересадка головы человека была проведена на трупе в Китае в ходе 18-часовой операции. Во время процедуры удалось восстановить позвоночник, нервы и кровеносные сосуды. Об этом сообщает издание The Telegraph.Об успешной пересадке головы объявил итальянский нейрохирург ..
2017-11-19 2797 0 Разное, интересное
0
В ДНК человека нашли следы древнего вымершего вируса
Ученые из США и Великобритании обнаружили в ДНК некоторых приматов, включая человека, следы древнего ретровируса HERV-T. На основе найденных остатков был восстановлен ген, что помогло выяснить, почему этот вирус исчез. Статья исследователей была опубликована в журнале eLife, кратко о ней рассказывает ..
2017-04-13 6933 0 Разное, интересное
0
E433 и E566 названы причиной появления ожирения и диабета
Употребление эмульгаторов E433 и E566, содержащихся в пищевых обработанных продуктах, может быть связано с риском возникновения ожирения, сахарного диабета и воспалений кишечника. О представленных учеными на недавней встрече в Королевском обществе в Лондоне результатах сообщает New Scientist.Эмульгаторы являются пищевыми ..
2016-02-11 1523 0 Разное, интересное
0
В Африке обнаружена еще одна ветвь эволюции человека
Специалисты признали человека рудольфского (Homo ruloficus) отдельной линией гоминид. Соответствующие выводы были сделаны на основании анализа останков, обнаруженных недавно в регионе Кооби Фора (Кения). Впервые речь о существовании человека рудольфского зашла в 70-х годах XX века, ..
2012-08-9 2071 0 Разное, интересное
0
Ученые разработали альтернативу детектору лжи
Группа ученых из английских университетов создали уникальный «костюм», который определит степень правдивости ответов человека. По словам исследователей, устройство, которое определяет вранье в 70% случаев, в ближайшее десятилетие он станет неотъемлемой частью полицейской работы. Машина контролирует все движения ..
2015-01-06 1238 0 Разное, интересное
0
Определена средняя максимальная продолжительность жизни человека
Американские медики определили среднюю максимальную продолжительность жизни человека. Посвященное этому исследование опубликовано в журнале Nature, кратко о нем сообщает издание EurekAlert!Максимальная средняя продолжительность жизни человека (то есть максимальная продолжительность жизни, усредненная по всем долгожителям Земли) ..
2016-10-06 2132 0 Разное, интересное
0