Mechanics and energetics of swinging the human leg
Notice bibliographique
Résumé
We measured how much metabolic energy is expended to swing a human leg. A previous dynamical model of walking predicted that increasing metabolic costs for walking with step length and step frequency trade-off against each other to determine the optimum step combination at a given speed. Simple pendulum dynamics indicate that the cost of walking at high step frequencies could be associated with driving the legs back and forth relative to the body, at a rate increasing approximately with the fourth power of frequency, possibly due to the low economy of producing muscle force for short durations. A similar cost would be expected for isolated swinging of a leg at faster than its natural frequency. We constructed an apparatus to measure work performed on the leg, and measured metabolic cost as human subjects (N=12) swung one leg at frequencies 0.5-1.1 Hz and fixed amplitude. Rate of mechanical work ranged from 0.02-0.27 W kg(-1) over these frequencies. Net metabolic rate for leg swinging (subtracting that for quiet standing) increased from 0.41-2.10 W kg(-1), approximately with the fourth power of frequency (R(2)=0.92) and in proportion to a hypothesized cost of force production for short durations. The costs of producing force and work could account for the increase. In a crude comparison, moving the legs back and forth at a typical stride frequency of 0.9 Hz, might consume about one-third of the net energy (2.8+/-0.8 W kg(-1)) needed for walking at 1.3 m s(-1).
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».