211service.com
'Blade Runner' nemá jasnou hranu
Oscar Pistorius s dvojitou amputací, který běhá na umělých nohách vyrobených z uhlíkových vláken, podle nově zveřejněného výzkumu rozhodně sprintuje jinak než elitní běžci s neporušenými nohami. I když se zdá, že nemá žádnou jasnou výhodu nad běžci se dvěma nohami, zůstává nejisté, jak jednotlivé součásti jeho jedinečného kroku ovlivňují jeho rychlost. Dokonce i vědci, kteří provedli výzkum, nesouhlasí s tím, jak interpretovat zjištění, a zdůrazňují, jak obtížné je identifikovat proměnné, které jsou nejdůležitější pro rychlost sprintu.
Blade Runner : Peter Weyand (vpravo), biomechanik na Southern Methodist University, se snaží zjistit, zda jihoafrický sprinter Oscar Pistorius (na běžícím pásu) získá konkurenční výhodu ze svých běžeckých protéz z uhlíkových vláken ve tvaru písmene J.
Zjistili jsme, že množství metabolické energie a míra jeho únavy nebyly odlišné od běžců s neporušenými končetinami, říká Hugh pan , ředitel Biomechatronické skupiny v MIT Media Lab a jeden z vědců zapojených do studie. Jeho biomechanika se však od běžců s neporušenými nohami lišila.
Pistorius, jihoafrický sprinter, byl v centru vysoce sledované bitvy o to, zda by sportovci s protézami měli mít povoleno soutěžit proti sportovcům s intaktními končetinami na akcích včetně olympijských her. Pistorius, přezdívaný Blade Runner kvůli svým umělým končetinám z uhlíkových vláken Cheetah Flex-Foot ve tvaru písmene J, vytvořil řadu paralympijských světových rekordů a v roce 2007 se umístil na druhém místě na jihoafrických národních šampionátech – závodech pro zdatné. Jeho působivé výkony vyvolaly otázku, zda protézy speciálně navržené pro běh mohou poskytnout amputovaným osobám zvláštní výhodu.
Na jaře roku 2007, Mezinárodní asociace atletických federací (IAAF), mezinárodní řídící orgán pro atletiku, zavedl pravidlo zakazující používání technických zařízení, která by mohla poskytnout sportovcům konkurenční výhodu, a později zakázal Pistoriusovi účastnit se soutěží podle jeho pravidel. Pistorius se proti rozhodnutí odvolal a požádal o pomoc několik amerických vědců Sportovní arbitrážní soud (CAS), mezinárodní arbitrážní orgán, rozhodl, že IAAF neposkytla dostatečné důkazy, které by prokázaly, že čepele mu poskytly výhodu. V květnu 2008 zákaz zrušila a umožnila Pistoriusovi vyzkoušet si olympijské hry v roce 2008. (Tesně se mu nepodařilo kvalifikovat do jihoafrického týmu v běhu na 400 metrů.) Američtí vědci nyní zveřejnili Výsledek jejich studia v Journal of Applied Physiology .
Podle Peter Weyand , fyziolog a biomechanik na Southern Methodist University v Dallasu a hlavní autor studie, se velká část Pistoriusova slyšení zaměřila na nesprávný problém. Hodně pozornosti bylo věnováno otázce, zda mu čepele umožnily běžet s menší energií než ostatním běžcům, což je ve sprintu do značné míry irelevantní, říká Weyand. Je to jako argumentovat, že Volkswagen porazí Porsche v závodě dragsterů, protože má lepší kilometrový výkon. Spotřeba paliva není určujícím faktorem ve sprintových závodech, vysvětluje: Při sprintu nejsou zvířata energeticky omezena; limitujícím faktorem je mechanika.
Weyandova studie však naznačuje, že Pistorius má jinou mechaniku běhu než běžci s neporušenými nohami: dopadá na zem mnohem menší silou a zůstává v kontaktu se zemí déle, což je vzorec, který by ho podle předchozího výzkumu znevýhodnil. Z minulých experimentů víme, že to, co odděluje skutečně rychlé běžce, je to, jak tvrdě dokážou dopadnout na zem v poměru ke své tělesné hmotnosti, říká Weyand.
Předchozí výzkumy také ukazují, že jak elitní, tak běžní běžci s neporušenýma nohama mají tendenci pohybovat končetinami podobnou rychlostí. Na druhou stranu Pistorius dokáže přemístit své končetiny mnohem rychleji než kdokoli, koho jsme kdy měřili, říká Weyand. Vědci ale zatím nevědí, jak toto zjištění interpretovat: představuje výhodu jeho relativně lehkých uhlíkových končetin, nebo je to pouze kompenzace za to, že nemůže dopadnout na zem takovou silou jako s neporušenými končetinami? běžci? Neexistují žádné skutečné důkazy, že by měl výhodu nad ostatními, a existují určité důkazy, že protézy jsou překážkou, říká Daniel Ferris , biomechanika na University of Michigan, v Ann Arbor, který nebyl zapojen do studie.
Věda je stále nezralá a nevíme s jistotou, proč je mechanicky odlišný - ať už kvůli jeho protézám nebo kvůli jeho biologii, říká Herr. Jedním ze způsobů, jak odpovědět na tuto otázku, by bylo studovat běžce s jednou neporušenou a jednou protetickou nohou a přímo porovnat biologickou stránku s umělou stranou - experiment, o kterém Herr říká, že se pracuje.
Jednou z hlavních oblastí kontroverze kolem Pistoriusova výkonu je skutečnost, že dokáže zaběhnout druhou polovinu závodu na 400 metrů rychleji než první polovinu – což je pro sprintery neobvyklý vzorec. Někteří věří, že je to přímý důkaz toho, že mu jeho protézy dávají výhodu: argumentují tím, že protože nemá svaly pod kolenem, netrpěl by stejnou únavou. Weyand a jeho spolupracovníci však zjistili, že všichni běžci, včetně Pistoriuse, podle všeho sledují stejnou křivku únavy.
Jedním z možných vysvětlení Pistoriusova neobvyklého vzoru, říká Herr, je to, že protože nemá lýtkové svaly, běžec po amputaci je ve skutečnosti v nevýhodě během prvních 200 metrů – zrychlovací fáze závodu. Může to být ve druhé polovině závodu, kdy se Pistoriusův přirozený talent ukáže. Oscar je odlehlý, říká Herr, který je sám po dvojnásobné amputaci. Gepard je k dispozici sportovcům již 15 let, ale nikdo nedokázal běžet tak rychle jako Oscar. Nicméně, Herr říká, že vědci ještě nestudovali Pistorius a další, jak zrychlují.
Výzkum také pomáhá vědcům lépe porozumět základům běhání. Případ Oscara Pistoriuse vyvolal velký zájem o oblast bipedálního sprintu, říká Herr. Když se podíváme na rozdíly mezi běžci s amputovanými a intaktními nohami, můžeme zásadněji pochopit mechanismus běhu a to, co je nejdůležitější pro rychlost. Poměrně málo výzkumu bylo provedeno v oblasti mechaniky sprintu, dokonce i u běžců s neporušenými nohami, částečně proto, že je obtížné studovat lidi pohybující se tak vysokou rychlostí. Nový výzkum byl proveden pomocí speciálního běžeckého pásu – jednoho ze dvou nebo tří takových strojů v zemi.
Ferris říká, že zjištění také ukazují na způsoby, jak by bylo možné běžecké protézy zlepšit. Jedna věc, kterou je třeba vyzkoušet, by byla protéza s nastavitelnou tuhostí, říká. Tímto způsobem mohou být běžci schopni generovat vyšší síly v určitých bodech závodu.