Znajdź zawartość

Czemu podczas chodzenia poruszamy rękoma? Przez lata pozostawało to tajemnicą, a niektórzy twierdzili wręcz, że mamy do czynienia z reliktem z czasów, kiedy chodziliśmy na czworakach. Teraz wreszcie udało się rozstrzygnąć zadawniony spór (Proceedings of the Royal Society B). Naukowcy zastanawiali się nad plusami i minusami takiego zjawiska. Skoro do wymachów rąk potrzebna jest energia, co można zyskać? Badacze z USA i Holandii zbudowali model mechaniczny, dzięki któremu śledzili dynamikę poruszania rękoma podczas chodu. Następnie zwerbowali 10 ochotników i poprosili o maszerowanie na kilka różnych sposobów: 1) zwykłe (lewa ręka-prawa noga i prawa ręka-lewa noga), 2) odwrotne do naturalnego (lewa ręka-lewa noga, prawa ręka-prawa noga), 3) z rękoma zgiętymi w łokciu oraz 4) z rękoma przyciśniętymi do tułowia. Metaboliczne koszty wybranego sposobu poruszania oceniano na postawie zużycia tlenu oraz ilości wydychanego dwutlenku węgla. A oto ustalenia. Poruszanie rękoma podczas chodzenia oznacza niski moment obrotowy mięśni ramienia, a więc minimalne zużycie energii. Poza tym, w porównaniu do zwykłego chodu, przytrzymywanie kończyn przy tułowiu wiąże się z 12-proc. wzrostem wydatków metabolicznych. Międzynarodowy zespół wykazał też, że wymachy zmniejszają zakres podskoków w dół i w górę podczas marszu, które same w sobie są kosztowne energetycznie dla mięśni łydki. Przyciskanie rąk do boków nasiliło ten ruch aż o 63%. Chód typu lewa ręka-lewa noga, prawa ręka-prawa noga wiąże się co prawda ze spadkiem wydatkowania energii przez mięśnie ramienia, ale powoduje skok tempa przemiany materii o ¼. Najlepiej więc kroczyć naprzód, jak chciała natura, bo to nie przeżytek, ale najbardziej ekonomiczna wersja przemieszczania się.

Telefon można zabezpieczyć przed wykorzystywaniem przez nieupoważnione osoby, wpisując każdorazowo PIN lub hasło, ale jest to dość uciążliwa procedura, z której chyba rzadko kto korzysta. Zamiast tego KDDI R&D Laboratories zaoferowały oprogramowanie rozpoznające właściciela komórki na podstawie gestu – machania ręką z aparatem w dłoni. Autoryzacja zachodzi dzięki czujnikowi przyspieszenia, który zbiera dane biometryczne osoby dotykającej telefonu. Jest to możliwe, gdyż na przebieg ruchu wpływa wiele zindywidualizowanych czynników, w tym długość ramienia, budowa mięśni czy sposób uchwycenia komórki. Twórcy programu twierdzą, że ze względu na ponad 96-procentową trafność taka metoda uwierzytelniania jest odporna na spoofing. Dane biometryczne są gromadzone przed każdym użyciem aparatu. Następnie porównuje się je do wzorca. KDDI R&D Laboratories zamierzają udoskonalić swój wynalazek, by w przyszłości różnymi gestami zdobywać np. dostęp do poszczególnych aplikacji.

Od zarania dziejów ludzie marzyli o tym, by latać. Pierwsze znane próby spełnienia tego snu polegały na naśladowaniu najbardziej oczywistego wzorca, czyli sposobu poruszania ptaków. Dopiero dalszy rozwój technologii pokazał, że w przypadku maszyn latających naśladowanie przyrody może, wyjątkowo, nie być najlepszym rozwiązaniem. Zamiast tego opracowano układy przekazujące moc za pomocą śmigieł, dostarczające moc w sposób stały, nie zaś skokowy, jak w przypadku skrzydeł. Amerykański naukowiec postanowił zbadać przyczyny niepowodzenia prób naśladowania naturalnych lotników. Dr Jim Usherwood, pracujący dla Royal Veterinary College, jest przekonany, że największym problemem stojącym na przeszkodzie do udoskonalenia maszyn naśladujących organizmy latające jest optymalizacja trudnej sztuki machania skrzydłami. Jak tłumaczy, skrzydła zwierząt, w odróżnieniu do śmigieł, muszą na zmianę zatrzymywać się i poruszać, by wygenerować siłę nośną. Zwierzęta zapomniały wytworzyć śmigła tak samo, jak zapomniały o kołach. Zdaniem badacza, problem tkwi w zjawisku bezwładności. Pokonanie jej wymaga stosunkowo dużej ilości energii dostarczonej w bardzo krótkim czasie przy jednoczesnym zachowaniu stabilności całego zwierzęcia bądź maszyny. Sposobem, który opracowały zwierzęta, jest optymalizacja dwóch czynników: kształtu skrzydła oraz sposobu poruszania nim, lecz mimo to ich sposób utrzymywania się w powietrzu jest stosunkowo mało wydajny energetycznie. Badania dr. Usherwooda objęły różnorodne organizmy, od ważek do przepiórek. Na obecnym etapie najbardziej interesujące są dla badacza powody, dla których budowa skrzydeł zwierząt pozwala na pokonanie siły bezwładności przy jednoczesnym zachowaniu niskich oporów aerodynamicznych. Aby to osiągnąć, analizuje sposób poruszania skrzydłami przez gołębie w reakcji na przyczepianie do nich ołowianych ciężarków o różnej masie. Jego zdaniem, kolejne eksperymenty prowadzą do jednego wniosku: moja praca powinna służyć jako upomnienie, by kopiować naturę ostrożnie. Istnieje wielkie zainteresowanie maszynami typu UAV i MAV (Unmanned/Micro Air Vehicles - bezzałogowe/miniaturowe pojazdy latające) machającymi skrzydłami, które często wykazują wiele zalet, takich jak zwrotność, szybkość itp. Mimo wszystko, (...) jeśli chcesz unosić się w powietrzu efektywnie, bądź helikopterem zamiast machać skrzydłami.