骑自行车的(仍然)神秘物理学 - 彭博社
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2013年圣克鲁斯自行车派对的派对者们保持得很好。Flickr/理查德·梅森科学几乎已经弄清楚了自行车的原理。研究人员对 为什么自行车可以自行平衡 有了很好的理解,并且在保持它们 在共享单车站立稳方面也越来越好。密歇根大学机械工程系的研究员斯蒂芬·凯恩表示,人是如何在自行车上保持平衡的,这一点尚不清楚。
表面上看,这对科学分析来说是一个奇怪的领域。大多数人都知道如何骑自行车——大约94%的美国人,根据最近的一项调查。似乎没有多少大预算的行业会通过理解骑行的复杂生物力学而获益。此外,研究人员已经理解了骑行的最基本原理:骑行者保持他们的重心在车轮上,利用转向和身体动作(这里倾斜,那里倾斜)来引导这台最优雅的机器。
彭博社城市实验室纽约市警察局局长卡班在联邦调查中辞职来自路易斯维尔,推动为公共健康种植树木住房在几十年来最严重的危机中回响至2024年竞选纽约市交通资本升级面临270亿美元缺口,迪纳波利表示但是什么让一个骑自行车的人好而另一个人差呢?用更复杂的术语来说:骑行专业人士和新手之间的生物力学差异是什么?在本周发表的一篇新论文中,凯恩和他的密歇根大学同事邀请了14名受试者进入他们的实验室进行研究。发表在PLOS ONE的这篇论文中,凯恩和他的密歇根大学同事邀请了14名受试者进入他们的实验室进行研究。
一半的骑行者被认定为“熟练者”——他们定期进行训练骑行,属于一个骑行俱乐部或团队,并且每年参加几次比赛。而另一半被归类为“非骑行者”——他们知道如何骑自行车,但只是偶尔骑行,作为娱乐或交通。一旦进入运动捕捉实验室,凯恩和他的团队在参与者骑在“滚筒”上时进行了测量,这是一种静止的自行车,骑行者仍需通过踩踏和倾斜来保持平衡,就像在野外一样。
研究团队的滚筒设置,受试者在实验室试验中使用。凯恩等人。凯恩和团队研究了运动,得出新手和专家骑行者之间的主要区别在于身体动作。尽管每个人在低速时似乎都能保持相对平衡,但更好的骑行者在自行车快速移动时使用更小且更有效的身体和转向动作来保持直立。看起来,由于熟练的骑行者在身体控制方面更出色,他们不需要像技术较差的同伴那样频繁进行大幅度的修正动作。
仍然存在一些自行车物理学的谜团,正如凯恩在一篇文章中所阐述的《对话》:“这些差异是否与新手骑行者更高的摔倒风险有关?”他写道。“还是这些差异仅仅反映了一种不同的控制风格,这种风格通过数小时的训练骑行得以微调?”
这些问题很重要,因为理解身体在自行车上的表现可以帮助研究人员为新手或行动不便的骑行者设计更安全的自行车——例如,美国日益老龄化的人口。凯恩的研究更广泛地关注人类运动,他还怀疑这方面的研究将更深入地揭示人类的移动性。“自行车是理解人类平衡的一个有趣试验平台,”他说。快来试试吧。