Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Предпочтительная скорость ходьбы является скорость , с которой люди или животные предпочитают ходить . Многие люди склонны ходить со скоростью 1,4 метра в секунду (5,0 км / ч; 3,1 мили в час; 4,6 фут / с). [1] [2] [3] Хотя многие люди способны ходить со скоростью более 2,5 м / с (9,0 км / ч; 5,6 миль / ч; 8,2 фута / с), особенно на короткие расстояния, они обычно предпочитают этого не делать. [4] Люди находят более медленную или более высокую скорость неудобной.

Лошади также продемонстрировали нормальное узкое распределение предпочтительной скорости ходьбы в рамках данной походки , что предполагает, что процесс выбора скорости может следовать аналогичным образцам у разных видов. [5] Предпочтительная скорость ходьбы имеет важное клиническое применение как индикатор подвижности и независимости. Например, пожилые люди или люди, страдающие остеоартрозом, должны ходить медленнее. Улучшение (увеличение) скорости ходьбы, предпочитаемой людьми, является важной клинической целью в этих группах населения.

Люди предположили, что механические, энергетические, физиологические и психологические факторы влияют на скорость отбора. Вероятно, люди сталкиваются с компромиссом между многочисленными затратами, связанными с разной скоростью ходьбы, и выбирают скорость, которая минимизирует эти затраты. Например, они могут найти компромисс между временем до пункта назначения, которое сводится к минимуму при быстрой ходьбе, и скоростью метаболизма , мышечной силой или нагрузкой на суставы . Они минимизируются при более медленных скоростях ходьбы. В целом, увеличение ценности времени , мотивации или метаболической эффективности может заставить людей ходить быстрее. И наоборот, старение , боли в суставах, нестабильность, наклон, скорость метаболизма и снижение зрения заставляют людей ходить медленнее.

Ценность времени [ править ]

Обычно люди дорожат своим временем . Таким образом, экономическая теория предсказывает, что стоимость времени является ключевым фактором, влияющим на предпочтительную скорость ходьбы.

Левин и Норензаян (1999) измерили предпочтительную скорость ходьбы городских пешеходов в 31 стране и обнаружили, что скорость ходьбы положительно коррелирует с ВВП на душу населения в стране и паритетом покупательной способности , а также с показателем индивидуализма в обществе страны. [3] Вполне вероятно, что достаток коррелирует с фактическими соображениями ценности времени, потраченного на ходьбу, и это может объяснить, почему люди в богатых странах, как правило, ходят быстрее.

Эта идея в целом согласуется с общей интуицией. Повседневные ситуации часто меняют ценность времени. Например, когда вы идете пешком, чтобы сесть на автобус, стоимость одной минуты непосредственно перед отправлением автобуса может равняться 30 минутам времени (сэкономленное время, не дожидаясь следующего автобуса). Поддерживая эту идею, Дарли и Бейтсон показывают, что люди, которые спешат в экспериментальных условиях, с меньшей вероятностью остановятся в ответ на отвлечение, и поэтому они прибудут в пункт назначения раньше. [6]

Энергетика [ править ]

Минимизация энергии широко считается основной задачей центральной нервной системы. [7] Скорость, с которой организм расходует метаболическую энергию при ходьбе (общая скорость метаболизма ), нелинейно увеличивается с увеличением скорости. Однако им также требуется постоянная скорость основного обмена для поддержания нормальной функции. Таким образом, энергетические затраты на саму ходьбу лучше всего понять, если вычесть базальную скорость метаболизма из общей скорости метаболизма , что дает конечную скорость метаболизма.. При ходьбе человека чистая скорость метаболизма также нелинейно увеличивается со скоростью. Эти показатели энергии ходьбы основаны на том, сколько кислорода люди потребляют в единицу времени. Однако многие задачи по передвижению требуют ходьбы на фиксированное расстояние, а не в течение определенного времени. Разделив общую скорость метаболизма на скорость ходьбы, получится валовая стоимость транспортировки . Для ходьбы человека валовая стоимость транспорта имеет U-образную форму. Точно так же разделение чистой скорости метаболизма на скорость ходьбы дает U-образную чистую стоимость транспортировки . Эти кривые отражают стоимость перемещения на заданное расстояние с заданной скоростью и могут лучше отражать энергетические затраты, связанные с ходьбой.

Ральстон (1958) показал, что люди склонны ходить со скоростью или близкой к ней, что сводит к минимуму общие затраты на транспорт. Он показал, что общая стоимость перевозки сведена к минимуму и составляет около 1,23 м / с (4,4 км / ч; 2,8 миль в час), что соответствует скорости, предпочитаемой его испытуемыми. [8] В поддержку этого Wickler et al. (2000) показали, что предпочтительная скорость лошадей как в гору, так и на горизонтальной дорожке близко соответствует скорости, которая сводит к минимуму их общую стоимость транспортировки. [9] Среди других затрат на походку, которые люди, идущие пешком, предпочитают минимизировать, это наблюдение побудило многих предположить, что люди минимизируют затраты и максимизируют эффективность во время передвижения. [7]Поскольку валовая стоимость перевозки включает скорость, валовая стоимость перевозки включает внутреннюю стоимость времени . Последующие исследования показывают, что люди могут ходить немного быстрее, чем скорость, которая сводит к минимуму общие затраты на транспортировку при некоторых экспериментальных установках, хотя это может быть связано с тем, как измерялась предпочтительная скорость ходьбы. [1]

Напротив, другие исследователи предположили, что валовая стоимость транспортировки может не отражать метаболические затраты на ходьбу. Люди должны продолжать расходовать свою базальную скорость метаболизма независимо от того, ходят ли они, что позволяет предположить, что метаболические затраты при ходьбе не должны включать базальную скорость метаболизма. Поэтому некоторые исследователи использовали чистую скорость метаболизма вместо общей скорости метаболизма для характеристики стоимости передвижения. [10] Чистая стоимость перевозки достигает минимального значения около 1,05 м / с (3,8 км / ч; 2,3 мили в час). Здоровые пешеходы во многих ситуациях ходят быстрее.

Скорость метаболизма также может напрямую ограничивать предпочтительную скорость ходьбы. Старение связано со снижением аэробной способности (снижение VO 2 max). Малатеста и др. (2004) предполагают, что скорость ходьбы у пожилых людей ограничена аэробными способностями; пожилые люди не могут ходить быстрее, потому что не могут поддерживать такой уровень активности. [11] Например, 80-летние люди ходят с 60% максимального VO2, даже если они ходят со скоростью, значительно меньшей, чем у молодых людей.

Биомеханика [ править ]

Биомеханические факторы, такие как механическая работа, стабильность, суставные или мышечные силы, также могут влиять на скорость ходьбы человека. Для более быстрой ходьбы требуется дополнительная внешняя механическая работа на каждый шаг. [12] Точно так же раскачивание ног относительно центра масс требует некоторой внутренней механической работы . Поскольку более быстрая ходьба достигается как с более длинными, так и с более быстрыми шагами, внутренняя механическая работа также увеличивается с увеличением скорости ходьбы. [13] Следовательно, как внутренняя, так и внешняя механическая работа на шаг увеличивается с увеличением скорости. Люди могут попытаться уменьшить как внешнюю, так и внутреннюю механическую работу.при более медленной ходьбе или можно выбрать скорость, при которой восстановление механической энергии будет максимальным. [14]

Стабильность может быть еще одним фактором, влияющим на выбор скорости. Хантер и др. (2010) показали, что при спуске с горы люди используют энергетически неоптимальную походку. Он предполагает, что вместо этого люди могут выбирать параметры походки, которые обеспечивают максимальную стабильность при спуске с горы. Это говорит о том, что в неблагоприятных условиях, таких как спуск с холма, характер походки может иметь преимущество перед скоростью, а не стабильностью. [15]

Биомеханика отдельных суставов и мышц также напрямую влияет на скорость ходьбы. Норрис показал, что пожилые люди ходят быстрее, когда их разгибатели голеностопного сустава усиливаются внешней пневматической мышцей. [16] Мышечная сила, особенно в икроножной и / или камбаловидной мышцах , может ограничивать скорость ходьбы в определенных группах населения и приводить к более медленным предпочтительным скоростям. Точно так же пациенты с остеоартритом голеностопного сустава после полной замены голеностопного сустава ходили быстрее, чем раньше. Это говорит о том, что снижение силы реакции в суставах или боли в суставах могут повлиять на выбор скорости.

Визуальный поток [ править ]

Скорость, с которой окружающая среда проходит мимо глаз, по-видимому, является механизмом регулирования скорости ходьбы. В виртуальных средах усиление визуального потока может быть отделено от реальной скорости ходьбы человека, как это может происходить при ходьбе по конвейерной ленте. Там окружающая среда обтекает человека быстрее, чем можно было бы предсказать при его ходьбе (визуальное усиление выше, чем обычно). При более высоком, чем обычно, улучшении зрения люди предпочитают идти медленнее, в то время как при более низком, чем обычно, улучшении зрения люди предпочитают идти быстрее. [2]Такое поведение согласуется с возвратом визуально наблюдаемой скорости обратно к предпочтительной скорости и предполагает, что зрение используется корректирующим образом, чтобы поддерживать скорость ходьбы на значении, которое воспринимается как оптимальное. Более того, динамика этого визуального влияния на предпочтительную скорость ходьбы является быстрой - когда визуальные эффекты меняются внезапно, люди регулируют свою скорость в течение нескольких секунд. [17] Время и направление этих ответов убедительно указывают на то, что быстрый процесс прогнозирования, основанный на визуальной обратной связи, помогает выбрать предпочтительную скорость, возможно, в дополнение к более медленному процессу оптимизации, который непосредственно определяет скорость метаболизма и итеративно адаптирует походку для ее минимизации.

Как упражнение [ править ]

См. Также: Ходьба § Польза для здоровья

Благодаря широкой доступности недорогих шагомеров , медицинские работники рекомендуют ходьбу в качестве упражнения для здоровья сердца и / или потери веса. NIH дает следующие рекомендации:

Основываясь на имеющихся в настоящее время данных, мы предлагаем использовать следующие предварительные индексы для классификации физической активности, определяемой шагомером, у здоровых взрослых: (i). <5000 шагов в день можно использовать в качестве «индекса малоподвижного образа жизни»; (ii). 5000-7499 шагов в день типичны для повседневной активности, исключая спорт / упражнения, и могут считаться «малоактивными»; (iii). 7500-9999, вероятно, включает в себя некоторую волевую деятельность (и / или повышенные требования к профессиональной активности) и может считаться «в некоторой степени активным»; и (iv). > или = 10000 шагов / день указывает точку, которую следует использовать для классификации людей как «активных». Лица, которые делают> 12500 шагов в день, скорее всего, будут классифицированы как «очень активные». [18]

Ситуация несколько усложняется, когда вводится предпочтительная скорость ходьбы. Чем выше темп, тем больше сжигается калорий, если целью является снижение веса. Максимальная частота сердечных сокращений для упражнений (220 минус возраст) по сравнению с диаграммами «целей сжигания жира» подтверждает многие ссылки, которые дают среднее значение 1,4 м / с (3,1 мили в час), как в пределах этого целевого диапазона. Шагомеры в среднем составляют 100 шагов в минуту в этом диапазоне (в зависимости от индивидуального шага) или от полутора до двух часов для ежедневного выполнения 10 000 или более шагов (100 минут при 100 шагах в минуту будут равны 10 000 шагов). [19]

В городском дизайне [ править ]

Типичная скорость ходьбы 1,4 метра в секунду (5,0 км / ч; 3,1 мили в час; 4,6 фут / с) рекомендована руководствами по проектированию, включая Руководство по проектированию дорог и мостов . Транспорт для Лондона рекомендует 1,33 метра в секунду (4,8 км / ч; 3,0 мили в час; 4,4 фута / с) в методологии PTAL .

См. Также [ править ]

  • Footspeed , максимальная скорость бега
  • Правило Нейсмита
  • Функция похода Тоблера
  • Переход от ходьбы к бегу

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b Браунинг, Р. К., Бейкер, Е. А., Херрон, Дж. А. и Крам, Р. (2006). «Влияние ожирения и секса на затраты энергии и предпочтительную скорость ходьбы» . Журнал прикладной физиологии . 100 (2): 390–398. DOI : 10.1152 / japplphysiol.00767.2005 . PMID  16210434 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  2. ^ a b Mohler, BJ, Томпсон, WB, Creem-Regehr, SH, Пик, HL-младший, Уоррен, WH-младший (2007). «Визуальный поток влияет на скорость перехода походки и предпочтительную скорость ходьбы». Экспериментальное исследование мозга . 181 (2): 221–228. DOI : 10.1007 / s00221-007-0917-0 . PMID 17372727 . CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  3. ^ a b Левин, Р. В. и Норензаян, А. (1999). «Темпы жизни в 31 стране» (PDF) . Журнал кросс-культурной психологии . 30 (2): 178–205. DOI : 10.1177 / 0022022199030002003 .
  4. ^ Минетти, AE (2000). «Три режима земного передвижения». В Бенно Маурус Нигг; Брайан Р. Макинтош; Иоахим Местер (ред.). Биомеханика и биология движения . Кинетика человека. С. 67–78. ISBN 978-0-7360-0331-5.
  5. Перейти ↑ Hoyt, DF & Taylor, CR (1981). «Походка и энергетика передвижения лошадей». Природа . 292 (5820): 239–240. Bibcode : 1981Natur.292..239H . DOI : 10.1038 / 292239a0 .
  6. Перейти ↑ Darley, JM & Batson, CD (1973). « « От Иерусалима до Иерихона »: исследование ситуационных и диспозиционных переменных в поведении помощи». Журнал личности и социальной психологии . 27 (1): 100–108. DOI : 10.1037 / h0034449 .
  7. ^ a b Александр, Макнил Р. (2002). «Энергетика и оптимизация ходьбы и бега человека: мемориальная лекция Раймонда Перла 2000 г.» (PDF) . Американский журнал биологии человека . 14 (5): 641–648. DOI : 10.1002 / ajhb.10067 . PMID 12203818 .  
  8. Перейти ↑ Ralston, H. (1958). «Соотношение энергии и скорости и оптимальная скорость при ходьбе по горизонтали» (PDF) . Int. З. Энгью. Physiol. Einschl. Arbeitphysiol . 17 (4): 277–283. DOI : 10.1007 / BF00698754 .
  9. ^ Wickler, SJ, Хойт, DF, шулер, EA и Hirschbein, MH (2000). «Желаемая скорость и стоимость транспорта: эффект наклона» ( PDF ) . Журнал экспериментальной биологии . 203 (14): 2195–2200. PMID 10862731 .  CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  10. ^ Snaterse, М., Тон, Р., Kuo, AD и Донелан, JM (2011). «Отличные быстрые и медленные процессы способствуют выбору предпочтительной частоты шагов при ходьбе человека» (PDF) . Журнал прикладной физиологии . 110 (6): 1682–1690. DOI : 10.1152 / japplphysiol.00536.2010 . PMC 4182286 . PMID 21393467 .   CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  11. ^ Малатеста, Д., Симар, Д., Довилье, Ю., Кандау, Р., Саад, Х., Префо, К. и Кайо, К. (2004). «Аэробные детерминанты снижения предпочтительной скорости ходьбы у здоровых, активных людей 65 и 80 лет». Европейский журнал физиологии . 447 (6): 915–921. DOI : 10.1007 / s00424-003-1212-у . PMID 14666424 . CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  12. ^ Донелан, JM, Крам, Р. и Kuo, AD (2002). «Механическая работа при пошаговом переходе - главный фактор, определяющий метаболические затраты при ходьбе человека» . Журнал экспериментальной биологии . 205 (23): 3717–3727.CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  13. ^ Doke, J., Донелан, JM и Kuo, AD (2005). «Механика и энергетика покачивания ноги человека» (PDF) . Журнал экспериментальной биологии . 208 (3): 439–445. DOI : 10,1242 / jeb.01408 . PMID 15671332 .  CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  14. ^ Александр, Р. (1991). «Энергосберегающие механизмы при ходьбе и беге» . Журнал экспериментальной биологии . 160 (1): 55–69.
  15. ^ Хантер, LC, Хендрикс, EC и Дин, JC (2010). «Стоимость ходьбы под уклон: оптимальна ли предпочтительная походка с энергетической точки зрения?». Журнал биомеханики . 43 (10): 1910–1915. DOI : 10.1016 / j.jbiomech.2010.03.030 . PMID 20399434 . CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  16. Перейти ↑ Norris, JA, Granata, KP, Mitros, MR, Byrne, EM и Marsh, AP (2007). «Влияние усиленной мощности подошвенного сгибания на предпочтительную скорость ходьбы и экономичность у молодых и пожилых людей». Походка и осанка . 25 (4): 620–627. DOI : 10.1016 / j.gaitpost.2006.07.002 . PMID 16905320 . CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  17. ^ О'Коннор, СМ, Донелан, JM (2012). «Быстрое визуальное предсказание и медленная оптимизация предпочтительной скорости ходьбы». Журнал нейрофизиологии . 107 (9): 2549–59. DOI : 10,1152 / jn.00866.2011 . PMID 22298829 . CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  18. Перейти ↑ Tudor-Locke C, Bassett DR (2004). «Сколько шагов в день достаточно? Предварительные показатели шагомера для здоровья населения». Sports Med . 34 (1): 1–8. DOI : 10.2165 / 00007256-200434010-00001 . PMID 14715035 . 
  19. ^ Диаграммы диапазонов скорости ходьбы для похудания или здоровья