走路为何不同手同脚 破解人类行走摆臂之谜

　　摆臂看起来是一个“成本昂贵”的习惯，它不仅需要肩部运动，而且浪费力气。但是一项最新研究成果显示，行走时摆臂可以让你更省力，也让行走更有效率。

　　轻松步行

　　为解开行走摆臂之谜，美国和荷兰的3名研究人员招募10名志愿者，让他们行走时使用不同的摆臂方式，如同手同脚、手臂静止不动和正常的摆臂方式。研究人员测量不同摆臂方式所需的能量，即新陈代谢率和肩部运动所需力量。

　　结果显示，无论何种摆臂方式只需少量肩部运动，但各自能量消耗差别较大。

　　研究报告29日发表在英国皇家学会的《皇家学会生物学分会学报》上。

　　研究负责人、美国芝加哥大学生物力学专家史蒂文・柯林斯介绍说，保持手臂静止不动行走时比正常行走时的代谢率高12%，相当于其他条件相同时行走速度加快20%或行走时身背重10千克的背包。

　　他在接受《宇宙杂志》采访时说：“摆臂并非受肩膀运动驱使，而是受人们行走时身体的自然动力驱使。”

　　保持平衡

　　同样是摆臂，同手同脚的摆臂方式和“钟摆式”摆臂，即正常的摆臂方式对行走的影响大不相同。

　　研究人员发现，若强行以同手同脚的方式摆臂，步行者就得让脚花费两倍的力量防止身体旋转。

　　“当你跨出一步时，你的身体实际上正围绕一根竖轴旋转……就像芭蕾女演员跳舞那样，”柯林斯解释说。

　　研究发现，“钟摆式”摆臂可以抵消驱使身体旋转的力，帮助分担脚的一部分负担。而同手同脚走路时，驱使身体旋转的力量翻倍，意味着步行者的脚得花两倍的力量让身体保持平衡。在这个过程中，新陈代谢率随之上升25%。

　　借鉴意义

　　人们行走时的摆臂方式一直是一个谜。人们通常觉得摆臂浪费能量。较极端的理论甚至提出，摆臂是人类从四肢爬行进化后留下的“遗产”。

　　柯林斯在研制行走机器人时对摆臂方式产生兴趣。他最初研制的行走机械模型没有双臂，结果这个模型在模拟行走时经常倾斜或摔倒。他给第二个机械模型安装可自由移动的双臂，发现模型在模拟行走时摆臂方式与人类相似。

　　“这项研究成果证明摆臂不是人类进化过程的遗迹，”柯林斯说，“它是省力的行走方式的重要组成部分。”

　　柯林斯希望这项研究成果可以帮助设计行走更有效率的机器人，或是运用到物理治疗中。

　　西澳大利亚大学步态研究实验室主任戴维・劳埃德补充说，这项研究成果可以帮助解释为什么脑神经失调症患者，如帕金森疾病患者和大脑性瘫痪患者行走不平衡且能量消耗高。脑神经失调会引起摆臂幅度变小甚至同手同脚。