211service.com
„Blade Runner” nie ma wyraźnej krawędzi
Według niedawno opublikowanych badań, Oscar Pistorius po podwójnej amputacji, który biega na sztucznych nogach wykonanych z włókna węglowego, biega zdecydowanie inaczej niż elitarni biegacze z nienaruszonymi nogami. Chociaż wydaje się, że nie ma wyraźnej przewagi nad biegaczami o dwóch nogach, pozostaje niepewne, w jaki sposób poszczególne elementy jego unikalnego kroku wpływają na jego prędkość. Nawet naukowcy, którzy przeprowadzili badania, nie zgadzają się, jak interpretować wyniki, podkreślając, jak trudno jest zidentyfikować zmienne, które są najważniejsze dla szybkości sprintu.
Biegacz ostrza : Peter Weyand (z prawej), biomechanik z Southern Methodist University, próbuje ustalić, czy południowoafrykański sprinter Oscar Pistorius (na bieżni) zyskuje przewagę nad konkurencją dzięki swoim karbonowym protezom biegowym w kształcie litery „J”.
Odkryliśmy, że ilość energii metabolicznej i tempo zmęczenia nie różniły się od biegaczy z nienaruszonymi kończynami, mówi Hugh Mr , dyrektor Biomechatronics Group w MIT Media Lab i jeden z naukowców biorących udział w badaniu. Jednak jego biomechanika różniła się od biegaczy z nienaruszonymi nogami.
Pistorius, sprinter z RPA, był w centrum głośnej bitwy o to, czy sportowcy z protezami powinni mieć możliwość konkurowania ze sportowcami z nienaruszonymi kończynami na imprezach, w tym na igrzyskach olimpijskich. Pistorius, nazywany Blade Runner ze względu na swoje sztuczne kończyny z włókna węglowego Cheetah Flex-Foot w kształcie litery J, ustanowił szereg rekordów świata paraolimpijskiego, a w 2007 roku zajął drugie miejsce w Mistrzostwach Republiki Południowej Afryki – imprezie dla osób sprawnych. Jego imponujące występy sprawiły, że niektórzy zastanawiali się, czy protezy specjalnie zaprojektowane do biegania mogą dać osobom po amputacji szczególną przewagę.
Wiosną 2007 roku Międzynarodowe Stowarzyszenie Federacji Lekkoatletycznych (IAAF), międzynarodowy organ zarządzający lekkoatletyce, ustanowił przepis zakazujący używania urządzeń technicznych, które mogłyby dać sportowcom przewagę konkurencyjną, a później zabronił Pistoriusowi udziału w zawodach zgodnie z jego regułami. Pistorius odwołał się od decyzji, powołując się na pomoc kilku amerykańskich naukowców, a Sąd Arbitrażowy ds. Sportu (CAS), międzynarodowy organ arbitrażowy, orzekł, że IAAF nie przedstawiła wystarczających dowodów, aby wykazać, że ostrza dają mu przewagę. Odwrócił zakaz w maju 2008 roku, umożliwiając Pistoriusowi startowanie na igrzyskach olimpijskich w 2008 roku. (Nie udało mu się zakwalifikować do południowoafrykańskiego zespołu w biegu na 400 metrów.) Amerykańscy naukowcy opublikowali teraz wyniki ich studiów w Czasopismo Fizjologii Stosowanej .
Według Peter Weyand , fizjolog i biomechanik z Southern Methodist University w Dallas i główny autor badania, większość słuchu Pistoriusa skupiała się na niewłaściwym zagadnieniu. Dużo uwagi poświęcono kwestii, czy jego ostrza pozwalają mu biegać z mniejszą energią niż innym biegaczom, co jest prawie nieistotne w sprincie, mówi Weyand. To trochę tak, jakby kłócić się, że Volkswagen pokona Porsche w wyścigu drag, ponieważ ma lepszy przebieg na benzynie. Oszczędność paliwa nie jest czynnikiem decydującym w wyścigach sprinterskich, wyjaśnia: Podczas sprintu zwierzęta nie są ograniczone energetycznie; mechanika jest czynnikiem ograniczającym.
Badania Weyanda sugerują jednak, że Pistorius ma inną mechanikę biegania niż biegacze na nienaruszonych nogach: uderza w ziemię ze znacznie mniejszą siłą i dłużej pozostaje w kontakcie z podłożem, co według wcześniejszych badań postawiłoby go w niekorzystnej sytuacji. Wiemy z wcześniejszych eksperymentów, że tym, co odróżnia naprawdę szybkich biegaczy, jest to, jak mocno mogą uderzyć w ziemię w zależności od masy ciała, mówi Weyand.
Wcześniejsze badania pokazują również, że zarówno elitarni, jak i zwykli biegacze z nienaruszonymi nogami mają tendencję do poruszania kończynami z podobną prędkością. Z drugiej strony Pistorius może zmienić pozycję swoich kończyn o wiele szybciej niż ktokolwiek, kogo kiedykolwiek mierzyliśmy, mówi Weyand. Ale naukowcy nie wiedzą jeszcze, jak zinterpretować to odkrycie: czy stanowi ono zaletę jego stosunkowo lekkich kończyn z włókna węglowego, czy jest jedynie kompensacją faktu, że nie może uderzyć w ziemię z taką siłą, jak w nienaruszonych kończynach? biegaczy? Nie ma prawdziwych dowodów na to, że ma przewagę nad innymi, a istnieją dowody na to, że protezy są przeszkodą, mówi Daniel Ferris , biomechanik na Uniwersytecie Michigan w Ann Arbor, który nie był zaangażowany w badanie.
Nauka jest wciąż niedojrzała i nie wiemy na pewno, dlaczego jest mechanicznie odmienny – czy to z powodu jego protez, czy z powodu jego biologii, mówi Herr. Jednym ze sposobów odpowiedzi na to pytanie byłoby zbadanie biegacza z jedną nienaruszoną i jedną protezą nogi i bezpośrednie porównanie strony biologicznej ze sztuczną – eksperyment, o którym Herr mówi, że jest w toku.
Jednym z głównych obszarów kontrowersji wokół wyników Pistoriusa jest fakt, że może on przebiec drugą połowę 400-metrowego wyścigu szybciej niż pierwszą – co jest niezwykłym wzorcem dla sprinterów. Niektórzy uważają, że jest to bezpośredni dowód na to, że jego protezy dają mu przewagę: twierdzą, że ponieważ nie ma mięśni poniżej kolana, nie odczuwałby takiego samego zmęczenia. Ale Weyand i jego współpracownicy odkryli, że wszyscy biegacze, w tym Pistorius, wydają się podążać tą samą krzywą zmęczenia.
Jednym z możliwych wyjaśnień niezwykłego wzorca Pistoriusa, mówi Herr, jest to, że ponieważ nie ma on mięśni łydek, biegacz po amputacji jest w rzeczywistości w niekorzystnej sytuacji podczas pierwszych 200 metrów – fazy przyspieszania wyścigu. Być może w drugiej połowie wyścigu wrodzony talent Pistoriusa staje się jasny. Oscar jest odstający, mówi Herr, który sam jest podwójnie po amputacji. Gepard jest dostępny dla sportowców od 15 lat, ale nikt nie był w stanie biec tak szybko jak Oscar. Jednak Herr mówi, że naukowcy nie badali jeszcze Pistoriusa i innych, gdy przyspieszają.
Badania pomagają również naukowcom lepiej zrozumieć podstawy biegania. Sprawa Oscara Pistoriusa wzbudziła duże zainteresowanie w obszarze sprintu dwunożnego, mówi Herr. Patrząc na różnice między biegaczami po amputacji a biegaczami z nienaruszonymi nogami, możemy bardziej fundamentalnie zrozumieć mechanizm biegania i to, co jest najważniejsze dla szybkości. Względnie niewiele badań przeprowadzono na temat mechaniki sprintu, nawet wśród biegaczy o nienaruszonych nogach, częściowo dlatego, że trudno jest badać ludzi poruszających się z tak dużą prędkością. Nowe badania przeprowadzono na specjalnej bieżni – jednej z zaledwie dwóch lub trzech takich maszyn w kraju.
Ferris mówi, że odkrycia wskazują również na sposoby, w jakie można by ulepszyć protezy. Jedną z rzeczy do wypróbowania byłaby proteza z regulowaną sztywnością, mówi. W ten sposób biegacze mogą być w stanie generować większe siły w określonych punktach wyścigu.