Ein Meisterstück der Technik…

„Eine Kette ist nur so stark wie ihr schwächstes Glied.“ (William James)

Effektive und effiziente Energieübertragung – Das ist der wichtigste Designgrundsatz der Natur. Dieser Grundsatz findet sich in allen biologischen Systemen und Strukturen sowie ihren Verhaltensweisen wieder. Der menschliche Gang beispielsweise charakterisiert sich durch den rhythmischen Austausch von potenzieller und kinetischer Energie, was im Wesentlichen zu einer kinetischen Kette mit Nullsumme führt und so den Energieaufwand minimiert. Der Fuß ist das erste und wichtige Glied in dieser Kette. Eine neue Untersuchung des renommierten Magazins Nature erklärt zum ersten Mal, wie der Fuß diese einzigartige Aufgabe erfüllt.

Der menschliche Gang und dessen Energieeffiziens vom Fuß ausgehend

Takahashi et al. (2017) berechneten anhand der Bewegung der Füße von Teenagern, die an einem Barfußlauf teilnahmen, und der Kräfte, die sie produzierten, die Energie, die unabhängig von Zehen, Mittelfuß und Rückfuß absorbiert wurde. Die Ergebnisse zeigten, dass Energie, die von elastischen und nachgiebigen Strukturen absorbiert wurde, perfekt auf die aktiv produzierte Energie abgestimmt war, wodurch der Fuß energieneutral war.

Die Untersuchung kam zu dem Schluss, dass dieses energieneutrale Verhalten wahrscheinlich ein Zeichen für ein gesundes Fuß- und Knöchelsystem war. Dies belegt die Bedeutung von frei funktionierenden Füßen bei der Koordination der Laufmuster und wie ein beeinträchtigtes/schwaches erstes Glied die gesamte kinetische Kette stören kann.

Autor:

Dr. Mick Wilkinson, PhD, MSc, BA (Hons) Northumbria University, Newcastle, England Senior Lecturer in Sport and Exercise Science & Department Ethics Lead

Literaturhinweise

Takahashi, K.Z., Worster, K. and Bruening, D.A. (2017). Energy neutral: the human foot and ankle subsections combine to produce near zero net mechanical work during walking. Scientific Reports, 7, 15404. DOI: 10.1038/s41598-017-15218-7.