Усэйн Болт может иметь асимметричную походку при беге

Новый метод оценки паттернов приложения силы к земле указывает, что правая и левая ноги самого быстрого человека в мире могут работать по-разному, что противоречит текущим научным представлениям о скорости бега.

Данные, представленные исследователями из Южного методистского университета (SMU, Даллас), указывают на возможную асимметрию беговой походки чемпиона-спринтера Усэйна Болта. Хотя невооружённым глазом это незаметно, асимметрия выявилась при анализе его биомеханики.

Анализ, проведённый на данный момент, предполагает, что механика движений Болта может различаться между левой и правой ногой, заявил биомеханик Эндрю Удофа из Лаборатории локомоторных показателей SMU.

Обнаружение неожиданной и потенциально значимой асимметрии у самого быстрого бегуна в истории помогло бы учёным лучше понять основы максимальной скорости. Специалисты по бегу обычно полагают, что асимметрия ухудшает результаты и замедляет бегунов.

Наблюдения поднимают научный вопрос: является ли отсутствие симметрии личной механической оптимизацией, сделавшей Болта самым быстрым спринтером, или существует по иным, ещё не установленным причинам.

Возможность асимметрии у Болта возникла после того, как исследователи SMU решили оценить паттерн приложения им силы к земле — то, как сильно и быстро каждая ступня ударяется о землю. Для этого они измерили «импульс» для каждой ноги.

Импульс — это комбинация величины силы, приложенной к земле, умноженной на время контакта ступни с землёй.

Способ, которым Болт создаёт импульсы, по-видимому, различается от ноги к ноге. Как время, так и величина приложения силы отличались между ногами в проанализированных на данный момент шагах.

Импульс важен, потому что он определяет время нахождения бегуна в воздухе между шагами. Меньший импульс означает меньшее время полёта. Предыдущие исследования лаборатории показали, что для достижения более высоких скоростей необходимы большие силы реакции опоры за более короткие периоды контакта.

Новый метод анализа

Исследователи не тестировали Болта в лаборатории. Вместо этого они использовали новый метод на основе анализа движения для оценки паттернов приложения силы к земле. Они проанализировали Болта и других элитных бегунов, используя существующие видеозаписи с высоким разрешением (забег Лиги Diamond 2011 года в Монако).

Удофа проанализировал 20 шагов Болта из забега в Монако, усреднив данные по 10 шагам левой и 10 шагам правой ноги.

Исследователи использовали время контакта ступни с землёй, время полёта, скорость бега и массу тела для определения сил реакции опоры с помощью нового метода, называемого «двухмассовой» моделью механики бега.

Эта модель, разработанная в лаборатории SMU, представляет собой упрощённый способ предсказать весь паттерн силы на земле — от удара до отталкивания — с использованием очень простых данных о движении. Она интегрирует классическую физику и анатомию человека, чтобы связать движение бегуна с паттернами силы на земле.

Модель обеспечивает точные предсказания паттернов силы реакции опоры во времени на протяжении каждого момента контакта, независимо от механики конечностей, типа постановки стопы или скорости бега.

«Двухмассовая модель даёт нам новый инструмент для оценки решающей ранней фазы контакта ступни с землёй, которая так важна для результатов в спринте», — отметил Удофа. Модель расширяет возможности оценки взаимосвязей силы и времени фазы удара, используя только данные о движении.

Результаты были представлены на 35-й Международной конференции по биомеханике в спорте в Кёльне, Германия, 18 июня.