Simpel model forklarer, hvorfor forskellige firbenede dyr antager lignende gangarter

En simpel model udviklet af forskere ved Georgia Institute of Technology kunne hjælpe med at forklare, hvorfor forskellige firbenede dyr, inklusive mennesker, antager lignende gangarter på trods af at de har forskellige kropsformer og størrelser.

Modellen, der er beskrevet i et studie offentliggjort i tidsskriftet *Physical Review E*, tyder på, at valget af gang er bestemt af en kombination af faktorer, herunder dyrets hastighed, kropsstørrelse og benlængde.

"Vores model giver en samlet ramme for at forstå gangarter hos forskellige firbenede dyr," sagde studiets medforfatter David Hu, professor ved School of Physics ved Georgia Tech. "Det viser, at disse dyr anvender lignende gangarter, fordi de alle forsøger at minimere energiomkostningerne ved at gå eller løbe."

Modellen er baseret på ideen om, at dyr bruger en vis mængde energi til at bevæge benene frem og tilbage. Denne energiomkostning afhænger af den hastighed, som dyret bevæger sig med, længden af ​​dets ben og massen af ​​dets krop.

Modellen tager også højde for, at dyr kun kan bevæge deres ben med en vis maksimal hastighed. Dette skyldes begrænsningerne i deres muskler og led.

Modellen forudsiger, at dyr vil tage en gangart, der minimerer de samlede energiomkostninger ved at gå eller løbe. Det er derfor, at forskellige dyr, på trods af at de har forskellige kropsformer og størrelser, ofte antager lignende gangarter.

For eksempel går mennesker, hunde og heste alle med en hastighed på omkring 1 meter i sekundet. De har alle også ben, der er omtrent lige lange i forhold til deres kropsstørrelse. Det betyder, at de alle anvender en lignende gangart, kaldet en gåtur, for at minimere energiomkostningerne ved at gå.

Ved højere hastigheder skifter mennesker, hunde og heste alle til en gangart kaldet et løb. Det skyldes, at løb er mere effektivt end at gå ved højere hastigheder. Modellen forudsiger, at overgangen fra gang til løb sker med en hastighed på omkring 2 meter i sekundet for mennesker, hunde og heste.

Modellen forudsiger også, at mindre dyr vil tage en gangart, der er hurtigere end større dyr. Det skyldes, at mindre dyr har kortere ben og en lavere masse, hvilket betyder, at de kan bevæge benene hurtigere og mere effektivt.

Forskerne testede modellen ved at sammenligne dens forudsigelser med gangarterne hos forskellige firbenede dyr. De fandt ud af, at modellen nøjagtigt forudsagde gangarterne hos en lang række dyr, herunder mennesker, hunde, heste, katte, kaniner og hjorte.

Forskerne siger, at deres model kunne være med til at forklare, hvorfor forskellige firbenede dyr anlægger lignende gangarter. Det kan også bruges til at designe robotter, der kan gå eller løbe effektivt.