Jacque Fresco - Лекция в Университета на Пенсилвания (субтитри SK) (февруари 2021)
Когато военните стратези планират мисия, един от многото фактори е тежестта върху пешеходните войници.
Дълъг марш и тежък товар източват енергия. Така че военните стратези често се справят с калориите, които изгаря войник, и с ефекта на метаболитния стрес върху цялостното им физиологично състояние, включително телесната температура, нуждите от гориво и умората.
Сега изследователи от Южния методистки университет в Далас откриха нов, по-точен начин да се предскаже колко енергия използва един войник, за да ходи.
Методът е разработен с американско военно финансиране. Той значително подобрява двата съществуващи стандарта, които се използват в момента и разчита само на три лесно достъпни променливи.
Точният инструмент за количествена оценка е важен, тъй като скоростта, с която хората изгарят калории при ходене, може да варира десетократно в зависимост от това колко бързо вървят, дали имат товар и дали вървят нагоре, надолу или на нивото на.
„Новият ни метод подобрява точността на два водещи стандарта, които се използват почти 50 години“, каза физиологът физиолог Линдзи У. Ладлоу, докторант в SMU и водещ автор на изследването. „Нашият модел е относително прост и подобрява прогнозите.“
Изследването е част от по-мащабна товарна инициатива, осъществена от Командването на армията на САЩ за медицина и материали. Средното натоварване с лека пехота в Афганистан през април и май 2003 г. е £ 132, според доклад на Американската армия Borden Institute.
„Войниците носят тежки товари, така че количествената информация за последиците от натоварването е от решаващо значение по много причини, от планирането на пътуване до оценката на вероятността за успех на мисията“, каза биомеханикът и физиологът на SMU Питър Уейанд.
"Военните използват различни методи за моделиране, прогнозиране и наблюдение на състоянието и изпълнението на войските, включително войски, оборудвани с носими устройства", каза Уеянд. "От съществено значение е краката на съвременните войници да разбират представянето от гледна точка на размера на товара, който носят."
Weyand е водещ автор на изследването и ръководи лабораторията за изпълнение на локомотива в училището за образование SMU Simmons, където са тествани учебни предмети.
Изследователите наричат новия си метод „модел на минимална механика“, за да отразят, че той изисква само три основни и лесно достъпни входа, за да предостави широко точни прогнози. Обявиха своите открития в "Икономиката на ходенето се предвидимо определя от скоростта, степента и гравитационното натоварване" в Journal of Applied Physiology.
Необходимите променливи са скоростта на проходилката, класът или наклонът на ходещата повърхност и общото телесно тегло плюс всички товари, които ходят.
„Това е всичко, от което се нуждаете, за да предскажете точно колко енергия свързва пешеходецът“, каза Лъдлоу.
Докато измерването е от решаващо значение за краката на войниците, то е полезно и за туристите, туристите, проходилките и други, които са съобразени с калориите и могат да разчитат на носими електронни джаджи за проследяване на изгорените калории, каза тя.
Механизмът на мускулите и походката е здраво свързан със скоростта, степента и натоварването
Съществуващите стандарти, които се използват в момента, разчитат на същите три променливи, но по различен начин и с по-малко точност и широта.
Новата теория е отклонение от преобладаващото схващане, че механиката на походката е твърде сложна, за да бъде проста и точна.
„Накрая открихме, че три изключително прости механични променливи могат да осигурят точност на предсказване в широк диапазон от условия“, каза Лъдлоу. „Постигнатата точност осигурява сериозни косвени доказателства, че мускулната активност, която определя скоростта, с която калориите изгарят по време на ходене, е здраво свързана със скоростта, наклона на повърхността и общото тегло в нашия модел.
Използвайки два различни набора от изследователски теми, изследователите независимо оцениха способността на техния модел да предскаже точно количеството изгорена енергия.
"Освен ако механизмът на мускулите и походката не е тясно свързан със скоростта, степента и натоварването, нивото на точност на предсказване, което сме постигнали, е малко вероятно", каза Уаянд.
Първото обобщено уравнение е разработено директно от една голяма база данни
Двете съществуващи уравнения, които са трудови стандарти в продължение на почти 50 години, непременно се основаваха само на няколко теми и ограничен брой точки от данни.
Един стандарт на Американската академия по спортна медицина тества само предавки и спускания, като първата формулировка е базирана на данни от трима лица.
Вторият стандарт, често наричан уравнение на Пандолф, се използва по-често от военните и разчита на данни от шест войници в комбинация с по-ранни експериментални резултати.
За разлика от тях, обобщеното уравнение на SMU е получено от това, което се счита за най-голямата база данни за метаболизма на човешката походка.
Проучването на SMU тества 32 възрастни при 90 различни условия на скорост и натоварване на бягащи бегачи в SMU Locomotor Performance Laboratory.
"Водещите стандартизирани уравнения включваха само наклони към равнини и спускания", каза Weyand. "Смятахме, че е важно да осигурим способността и надолу, тъй като войниците в полето срещат отрицателни изкачвания толкова често, колкото и положителни."
Субектите бързо, преди да измерват метаболизма си в покой
Друг ключов елемент от модела на минимална механика на SMU е количественото третиране на метаболитната почивка.
"За да постигнем истинска скорост на метаболизма в покой, имахме субекти набързо 8 до 12 часа, преди да измерим техния метаболизъм рано сутринта", каза Лъдлоу. "Веднъж в лабораторията, те се вписват за един час, докато изследователите измерват скоростта на метаболизма в покой."
В отделни тестови сесии хората ходеха на бягаща пътека в продължение на десетки тестове с продължителност пет минути, носещи мундщук и щипка за нос. През последните две минути от всяко изследване изследователите установиха скоростта на стационарно освобождаване на кислород в стационарно състояние, за да определят скоростта, с която всеки субект изгаря енергия.
Възрастните в една група от 20 субекта са измервани при натоварване при 0,4 метра в секунда, 0,7 метра в секунда, 1 метър в секунда, 1,3 метра в секунда и 1,6 метра в секунда при шест различни градиента.: Спускания от градуси минус шест градуса и минус три градуса; самолет; и нагоре при три градуса, шест градуса и девет градуса.
Възрастните във втората група от 20 души са били тествани при 0,6 метра в секунда, 1 метър в секунда и 1,4 метра в секунда при същите шест наклона, но преобладава товар от 18 процента телесно тегло и 31 процента телесно тегло.
Скоростта на метаболизма се увеличава пропорционално на увеличеното натоварване
Както се очаква, скоростите на метаболизма се увеличават директно пропорционално на нарастването на натоварването и до голяма степен съответстват на изискванията за поддържаща сила в зависимост от скоростта и степента, казват Weyand и Ludlow.