Жак Фреско - Лекція в Університеті Пенсільванії (субтитри SK) (лютий 2021)

спалення

Коли військові стратеги планують місію, одним із багатьох факторів є мито, яке лягає на піхотинців армії.

Тривалий марш і велике навантаження витрачають енергію. Тому військові стратеги часто мають справу з калоріями, які спалює солдат, та впливом метаболічного стресу на їх загальний фізіологічний стан, включаючи температуру тіла, потреби в паливі та втому.

Зараз вчені з Південного методистського університету в Далласі відкрили новий, більш точний спосіб передбачити, скільки енергії використовує солдат для ходьби.

Метод розроблений за американським військовим фінансуванням. Це суттєво покращує два існуючі стандарти, що використовуються в даний час, і спирається лише на три доступні змінні.

Точний інструмент кількісної оцінки важливий, тому що швидкість спалювання калорій під час ходьби може змінюватися вдесятеро залежно від того, наскільки швидко вони ходять, чи є у них вантаж, і чи йдуть вони в гору, вниз або на рівні.

"Наш новий метод покращує точність двох провідних стандартів, які використовуються майже 50 років", - сказала фізіолог-фізіолог Ліндсей В. Ладлоу, аспірант SMU та провідний автор дослідження. "Наша модель порівняно проста і покращує прогнози".

Дослідження є частиною більш масштабної вантажної ініціативи, здійсненої Командуванням медичного та матеріального забезпечення армії США. Згідно з повідомленням Інституту армії США Бордена, середнє завантаження легкої піхоти в Афганістані у квітні та травні 2003 року становило 132 фунти.

"Солдати перевозять важкі вантажі, тому кількісна інформація про наслідки навантаження є критично важливою з багатьох причин, від планування поїздки до оцінки ймовірності успіху місії", - сказав біомеханік та фізіолог ГМУ Пітер Веянд.

"Військові використовують різноманітні методи для моделювання, прогнозування та контролю стану та ефективності військ, включаючи війська, обладнані пристроями, що носяться", - сказав Вейанд. "Важливо, щоб ноги сучасних солдатів розуміли продуктивність з точки зору розміру вантажу, який вони несуть".

Веянд є провідним автором дослідження та керує лабораторією ефективності руху локомотивів Школи освіти SMU Simmons, де тестували предмети для вивчення.

Дослідники називають свій новий метод "моделлю мінімальної механіки", щоб відобразити, що для отримання широко точних прогнозів потрібні лише три основні та доступні вхідні дані. Опублікував свої висновки в "Економіка ходьби передбачувано визначається швидкістю, ступенем та гравітаційним навантаженням" у Журналі прикладної фізіології.

Необхідними змінними є швидкість ходунка, клас або нахил прогулянкової поверхні та загальна вага тіла плюс будь-які навантаження, які ходять.

"Це все, що вам потрібно, щоб точно передбачити, скільки енергії підключає пішохід", - сказав Ладлоу.

Незважаючи на те, що вимірювання має вирішальне значення для ніг солдатів, воно також корисне для туристів, туристів, пішоходів та інших людей, які мають калорійність та можуть розраховувати на носні електронні прилади для відстеження спалених калорій, сказала вона.

Механізм роботи м’язів і ходи міцно пов’язаний зі швидкістю, ступенем та навантаженням

Існуючі стандарти, що використовуються в даний час, покладаються на ті самі три змінні, але по-різному та з меншою точністю та широтою.

Нова теорія є відступом від пануючої точки зору, що механіка ходи занадто складна, щоб бути простою і точною.

"Нарешті, ми виявили, що три надзвичайно прості механічні змінні можуть забезпечити точність прогнозування в широкому діапазоні умов", - сказав Ладлоу. "Досягнута точність забезпечує вагомі непрямі докази того, що м’язова активність, що визначає швидкість спалювання калорій під час ходьби, у нашій моделі міцно пов’язана зі швидкістю, нахилом поверхні та загальною вагою".

Використовуючи два різних набори досліджуваних, дослідники самостійно оцінили здатність своєї моделі точно передбачити кількість спаленої енергії.

"Якщо механізм м'язів і ходи не пов'язаний тісно зі швидкістю, ступенем і навантаженням, рівень точності прогнозування, який ми досягли, малоймовірний", - сказав Вейанд.

Перше узагальнене рівняння було розроблено безпосередньо з однієї великої бази даних

Два існуючих рівняння, які були нормами праці протягом майже 50 років, обов’язково базувались лише на декількох предметах та обмеженій кількості даних.

Один стандарт Американської академії спортивної медицини тестував лише передачі та спуски, з першим формулюванням на основі даних трьох осіб.

Другий стандарт, який зазвичай називають рівнянням Пандольфа, частіше використовується військовими і спирається на дані шести солдатів у поєднанні з попередніми експериментальними результатами.

Навпаки, узагальнене рівняння SMU було отримано з того, що вважається найбільшою доступною базою даних про метаболізм ходи людини.

Дослідження SMU тестувало 32 дорослих в 90 різних умовах швидкості та навантаження на бігунах, що бігали, в лабораторії SMU Locomotor Performance.

"Провідні стандартизовані рівняння передбачали лише нахили до площин і спусків", - сказав Вейанд. "Ми вважали, що важливо забезпечити здатність і під гору, оскільки солдати в полі стикаються з негативними підйомами так само часто, як і з позитивними".

Суб'єкти швидко виконують вимірювання швидкості метаболізму в стані спокою

Іншим ключовим елементом лабораторної моделі мінімальної механіки SMU є кількісна обробка швидкості метаболічного спокою.

"Щоб досягти справжньої швидкості метаболізму в стані спокою, у нас були випробовувані за 8-12 годин до вимірювання швидкості метаболізму рано вранці", - сказала Ладлоу. "Опинившись в лабораторії, вони помістилися протягом години, поки дослідники вимірювали швидкість метаболізму в спокої".

В окремих сеансах тестування люди ходили на біговій доріжці протягом десятків тестів, які тривали п’ять хвилин, носили мундштук і затискач для носа. В останні дві хвилини кожного дослідження вчені виявили швидкість стаціонарного вивільнення кисню в стаціонарному стані, щоб визначити швидкість, з якою кожен суб'єкт спалював енергію.

Дорослих в одній групі з 20 випробовуваних вимірювали при навантаженні 0,4 метра в секунду, 0,7 метра в секунду, 1 метр в секунду, 1,3 метра в секунду і 1,6 метра в секунду на шести різних градієнтах: спускання градусів мінус шість градусів і мінус три градуси; літак; і вгору на три градуси, шість градусів і дев’ять градусів.

Дорослих у другій групі з 20 випробовували на швидкості 0,6 метра в секунду, 1 метрі на секунду та 1,4 метра на секунду на тих же шести нахилах, але переважували навантаження 18 відсотків маси тіла та 31 відсотка ваги тіла.

Швидкість метаболізму зростала пропорційно збільшенню навантаження

Як очікувалося, швидкість метаболізму зростала прямо пропорційно збільшенню навантаження і значною мірою відповідала вимогам до підтримуючої сили в залежності від швидкості та ступеня, зазначають Вейанд та Ладлоу.