M1 Gehen Umgekehrtes Pendel, GRF und Energierückgewinnung

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Beim Gehen handelt es sich um eine alternierende Fortbewegungsart mit doppelter Unterstützung, bei der das CM einer umgekehrten Sprungbahn folgt: Der Körper hebt sich in der Mittelstellungsphase und senkt sich in der Transferphase. Die potenzielle und kinetische Energie des CM liegen im Gegentakt und ermöglichen einen passiven Austausch, der bis zu 65 % der mechanischen Energie pro Zyklus zurückgewinnen kann (Modell des umgekehrten Pendels von Cavagna). Eine optimale Gehgeschwindigkeit (~1,4 m/s) minimiert die metabolischen Transportkosten; Bei höheren Geschwindigkeiten kann das umgekehrte Pendelmodell das Muster nicht aufrechterhalten und bewegt sich in Eile (Froude-Zahl 0,5). Der vertikale GRF hat eine doppelte Spitze mit einem Minimum bei mittlerer Unterstützung (~80 % Körpergewicht). Die äußere mechanische Arbeit ist diejenige, die zur Bewegung des CM verrichtet wird; die interne, um die Segmente relativ zum CM zu verschieben. Die Effizienz des Pendels wird durch den Prozentsatz der Energierückgewinnung (R%) quantifiziert.

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