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放大字体  缩小字体 发布日期:2019-11-22 19:25  浏览次数:0
摘 要:加拿大阿尔伯塔省卡尔加里大学的Delyle Polet和John Bertram在《公共科学图书馆计算生物学》上发表的一项研究表明,大多数哺乳动
 加拿大阿尔伯塔省卡尔加里大学的Delyle Polet和John Bertram在《公共科学图书馆计算生物学》上发表的一项研究表明,大多数哺乳动物以慢速行走,以中速奔跑或小跑,因为这些运动策略在能量上是最佳的。
 
当以给定的速度无约束时,四足动物的成员通常会选择一种普通的步态,而这种步态很少是该物种独有的除了少数例外,哺乳动物选择慢速行走、中速小跑和高速疾驰。步态选择的一致性是显著的,考虑到有多少种选择。在这项新的研究中,波尔特和伯特伦探索了为什么四足哺乳动物在有这么多选择的情况下会以如此一致的方式移动。他们通过使用一个简单的四条腿动物的计算模型来确定能量最优的步态来解决这个问题。
 
该模型实际上可以使用任何(物理允许的)运动模式,但选择在自然界观察到的能量最优的运动策略。研究人员将模拟结果与狗的实验数据进行了比较,但他们预计,这一结果在四足哺乳动物中的应用更为广泛。基于计算机的预测和自然动物运动之间的相似性是惊人的,这表明哺乳动物在运动时使用的运动策略可以优化能量的使用。
 
“我们没有告诉电脑它应该选择什么步态,但它还是找到了自然步态,”波尔特说把一些物理知识插进电脑程序,按下播放键,然后看到它“决定”像狗一样走路,这简直是超现实主义。”
 
特别是,研究结果为低速步行和中速跑步的全局最优性提供了证据,至少对于狗的形态而言是如此。作者认为,这有力地表明,这些步态在各自的速度下是全局最优的策略。
 
 
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