Modelo simples explica por que diferentes animais de quatro patas adotam marchas semelhantes
Um modelo simples desenvolvido por pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Geórgia poderia ajudar a explicar por que diferentes animais de quatro patas, incluindo humanos, adotam marchas semelhantes, apesar de terem formas e tamanhos corporais diferentes.
O modelo, descrito em estudo publicado na revista *Physical Review E*, sugere que a escolha da marcha é determinada por uma combinação de fatores, incluindo a velocidade do animal, o tamanho do corpo e o comprimento das pernas.
“Nosso modelo fornece uma estrutura unificada para a compreensão dos movimentos de diferentes animais de quatro patas”, disse o coautor do estudo David Hu, professor da Escola de Física da Georgia Tech. “Isso mostra que esses animais adotam marchas semelhantes porque todos tentam minimizar o custo energético de caminhar ou correr”.
O modelo baseia-se na ideia de que os animais utilizam uma certa quantidade de energia para mover as pernas para frente e para trás. Esse custo energético depende da velocidade com que o animal se move, do comprimento de suas pernas e da massa de seu corpo.
O modelo também leva em consideração o fato de que os animais só conseguem mover as pernas a uma determinada velocidade máxima. Isto se deve às limitações de seus músculos e articulações.
O modelo prevê que os animais adotarão uma marcha que minimize o custo total de energia para caminhar ou correr. É por isso que diferentes animais, apesar de terem formas e tamanhos corporais diferentes, muitas vezes adotam andamentos semelhantes.
Por exemplo, humanos, cães e cavalos andam a uma velocidade de cerca de 1 metro por segundo. Todos eles também têm pernas que têm aproximadamente o mesmo comprimento em relação ao tamanho do corpo. Isto significa que todos adotam uma marcha semelhante, chamada caminhada, para minimizar o custo energético da caminhada.
Em velocidades mais altas, humanos, cães e cavalos mudam para uma marcha chamada corrida. Isso ocorre porque correr é mais eficiente do que caminhar em velocidades mais altas. O modelo prevê que a transição da caminhada para a corrida ocorre a uma velocidade de cerca de 2 metros por segundo para humanos, cães e cavalos.
O modelo também prevê que animais menores adotarão uma marcha mais rápida do que animais maiores. Isso ocorre porque os animais menores têm pernas mais curtas e menor massa, o que significa que podem mover as pernas com mais rapidez e eficiência.
Os pesquisadores testaram o modelo comparando suas previsões com os andamentos de diferentes animais de quatro patas. Eles descobriram que o modelo previu com precisão o andamento de uma ampla variedade de animais, incluindo humanos, cães, cavalos, gatos, coelhos e veados.
Os pesquisadores dizem que seu modelo pode ajudar a explicar por que diferentes animais de quatro patas adotam marchas semelhantes. Também poderia ser usado para projetar robôs que possam andar ou correr com eficiência.