चाल
चाल एक ठोस सब्सट्रेट पर पशु की गति के दौरान चाल (मानव) सहित जानवरों के अंगों (शरीर रचना) की गति (भौतिकी) का पैटर्न है। अधिकांश जानवर विभिन्न प्रकार की चालों का उपयोग करते हैं, गति, इलाके, पैंतरेबाज़ी की आवश्यकता और ऊर्जावान दक्षता के आधार पर चाल का चयन करते हैं। विभिन्न जानवरों की प्रजातियाँ शरीर रचना में अंतर के कारण अलग-अलग चाल का उपयोग कर सकती हैं जो कुछ चाल के उपयोग को रोकती हैं, या बस निवास स्थान के अंतर के परिणामस्वरूप विकसित जन्मजात प्राथमिकताओं के कारण। जबकि विभिन्न चालों को विशिष्ट नाम दिए गए हैं, जैविक प्रणालियों की जटिलता और पर्यावरण के साथ बातचीत इन अंतरों को अस्पष्ट बनाती है। चाल को आमतौर पर फुटफॉल पैटर्न के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है, लेकिन हाल के अध्ययन अक्सर यांत्रिकी पर आधारित परिभाषाओं को प्राथमिकता देते हैं। यह शब्द आमतौर पर पानी या हवा जैसे तरल माध्यमों के माध्यम से अंग-आधारित प्रणोदन को संदर्भित नहीं करता है, बल्कि इसके खिलाफ प्रतिक्रियाशील बल उत्पन्न करके एक ठोस सब्सट्रेट में प्रणोदन करता है (जो पानी के नीचे और साथ ही जमीन पर चलने पर लागू हो सकता है)।
जानवरों की गति की तीव्रता के कारण, अंगों की गति के पैटर्न के बारे में कोई जानकारी देने के लिए सरल प्रत्यक्ष अवलोकन शायद ही कभी पर्याप्त होता है। पैरों के निशान या पैरों की आवाज के आधार पर चाल को वर्गीकृत करने के शुरुआती प्रयासों के बावजूद, जब तक एडवेर्ड मुयब्रिज और एटियेन-जूल्स मैरी ने तस्वीरों की तेजी से श्रृंखला लेना शुरू नहीं किया, तब तक चाल की उचित वैज्ञानिक जांच शुरू नहीं हो सकी।
अवलोकन
मिल्टन हिल्डेब्रांड ने समकालीन वैज्ञानिक विश्लेषण और चाल के वर्गीकरण का बीड़ा उठाया। प्रत्येक अंग की गति को एक रुख चरण में विभाजित किया गया था, जहां पैर जमीन के संपर्क में था, और एक स्विंग चरण, जहां पैर उठाया गया था और आगे की ओर बढ़ाया गया था।[1][2] प्रत्येक अंग को एक अवधि (भौतिकी) पूरी करनी होगी, अन्यथा एक अंग का दूसरे अंग से संबंध समय के साथ बदल सकता है, और एक स्थिर पैटर्न नहीं हो सकता है। इस प्रकार, किसी भी चाल को संदर्भ अंग के चक्र के सापेक्ष तीन अंगों के रुख चरण की शुरुआत और अंत के संदर्भ में पूरी तरह से वर्णित किया जा सकता है, आमतौर पर बाएं हिंद अंग।
चर
चाल को आम तौर पर अंगों की गति के आधार पर सममित और असममित के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि इन शब्दों का बाएँ-दाएँ समरूपता से कोई लेना-देना नहीं है। एक सममित चाल में, एक जोड़ी के बाएँ और दाएँ अंग वैकल्पिक होते हैं, जबकि एक असममित चाल में, अंग एक साथ चलते हैं। एक निलंबित चरण की उपस्थिति के कारण, असममित चाल को कभी-कभी छलांग लगाने वाली चाल कहा जाता है।
चाल के लिए प्रमुख चर (अनुसंधान) कर्तव्य कारक और अग्रपाद-पश्चपाद चरण संबंध हैं। कर्तव्य कारक कुल चक्र का वह प्रतिशत है जो एक दिया गया पैर जमीन पर है। यह मान आम तौर पर अग्रपादों और पश्चपादों के लिए समान होगा जब तक कि जानवर विशेष रूप से प्रशिक्षित चाल के साथ नहीं चल रहा हो या गति बढ़ा रहा हो या धीमा हो रहा हो। 50% से अधिक कर्तव्य कारकों को एक चाल माना जाता है, जबकि 50% से कम को एक दौड़ माना जाता है। अग्रअंग-पश्चअंग चरण, अंग जोड़ों के बीच का समय संबंध है। यदि एक ही तरफ के अग्रपाद और पश्चपाद एक ही समय में रुख चरण शुरू करते हैं, तो चरण 0 (या 100%) होता है। यदि एक ही तरफ का अग्रपाद पिछले अंग की तुलना में बाद में चक्र के आधे हिस्से को जमीन से संपर्क करता है, तो चरण 50% है।
चाल का शारीरिक प्रभाव
चाल का चुनाव अंगों की गति और गति में तत्काल परिवर्तन से परे प्रभाव डाल सकता है, विशेष रूप से वेंटिलेशन (फिजियोलॉजी) के संदर्भ में। क्योंकि उनमें वक्षीय डायाफ्राम की कमी होती है, छिपकलियों और सैलामैंडर को अपने फेफड़ों से हवा को अंदर और बाहर करने के लिए अपने शरीर की दीवार को फैलाना और सिकोड़ना पड़ता है, लेकिन ये वही मांसपेशियां हैं जिनका उपयोग हरकत के दौरान शरीर को पार्श्व रूप से हिलाने के लिए किया जाता है। इस प्रकार, वे एक ही समय में हिल नहीं सकते और सांस नहीं ले सकते, इस स्थिति को कैरियर की बाधा कहा जाता है, हालांकि कुछ, जैसे मॉनिटर छिपकली, मुख पम्पिंग के माध्यम से इस प्रतिबंध को दूर कर सकते हैं। इसके विपरीत, एक सरपट दौड़ने वाले स्तनपायी की रीढ़ की हड्डी के लचीलेपन के कारण पेट का आंत एक पिस्टन के रूप में कार्य करता है, जो जानवर की रीढ़ की हड्डी के लचीलेपन और विस्तार के साथ फेफड़ों को फुलाता और पिचकाता है, जिससे वेंटिलेशन बढ़ता है और अधिक सांस लेने की अनुमति मिलती है।
प्रजातियों के बीच अंतर
कोई भी जानवर अपेक्षाकृत सीमित चाल का उपयोग करता है, और विभिन्न प्रजातियाँ अलग-अलग चाल का उपयोग करती हैं। लगभग सभी जानवर सममित चाल में सक्षम हैं, जबकि असममित चाल काफी हद तक स्तनधारियों तक ही सीमित है, जो कदम की लंबाई बढ़ाने के लिए पर्याप्त कशेरुक स्तंभ लचीलेपन में सक्षम हैं (हालांकि छोटे मगरमच्छ एक बाउंडिंग चाल का उपयोग करने में सक्षम हैं)। चलने और दौड़ने के दौरान डगमगाना स्तनधारियों में सबसे आम है,[3] लेकिन वृक्षीय स्तनधारी जैसे कि बंदर, कुछ ओपस्सम और सोने के सिक्कों पर बढ़ी हुई स्थिरता के लिए विकर्ण अनुक्रम का उपयोग करते हैं।[3]विकर्ण क्रम में चलना और दौड़ना (उर्फ ट्रॉट्स) का उपयोग सैलामैंडर और छिपकलियों जैसे विशाल चौपायों द्वारा सबसे अधिक बार किया जाता है, जो आंदोलन के दौरान उनके शरीर के पार्श्व दोलनों के कारण होता है। द्विपाद एक अनोखा मामला है, और अधिकांश द्विपाद प्राकृतिक गति के दौरान केवल तीन चालें प्रदर्शित करेंगे - चलना, दौड़ना और कूदना। अन्य चालें, जैसे मानव छलांग, जानबूझकर प्रयास के बिना उपयोग नहीं की जाती हैं।
ऊर्जा-आधारित चाल वर्गीकरण
जबकि चाल को फुटफॉल के आधार पर वर्गीकृत किया जा सकता है, पूरे शरीर की गतिकी और बल-प्लेट रिकॉर्ड से जुड़े नए काम ने मोशन (भौतिकी) के यांत्रिकी के आधार पर एक वैकल्पिक वर्गीकरण योजना को जन्म दिया है। इस योजना में, आंदोलनों को चलने और दौड़ने में विभाजित किया गया है। चलने की सभी चालें पैरों के ऊपर शरीर की घुमावदार गति की विशेषता होती हैं, जिसे अक्सर एक उल्टे पेंडुलम के रूप में वर्णित किया जाता है (गतिज और संभावित ऊर्जा में उतार-चढ़ाव प्रदर्शित करता है जो चरण से बाहर होता है), जॉन कैवेग्ना द्वारा वर्णित एक तंत्र। दौड़ने में, गतिज और स्थितिज ऊर्जा चरणबद्ध रूप से उतार-चढ़ाव करती है, और ऊर्जा परिवर्तन स्प्रिंग्स के रूप में कार्य करने वाली मांसपेशियों, हड्डियों, पट्टा और स्नायुबंधन तक पारित हो जाता है (इस प्रकार इसे लयबद्ध दोलक|स्प्रिंग-मास मॉडल द्वारा वर्णित किया गया है)।
ऊर्जावान
गति आम तौर पर चाल चयन को नियंत्रित करती है, जैसे-जैसे गति बढ़ती है, चौपाया स्तनधारी चलने से लेकर दौड़ने और सरपट दौड़ने लगते हैं। इनमें से प्रत्येक चाल की एक इष्टतम गति होती है, जिस पर प्रति मीटर न्यूनतम कैलोरी की खपत होती है, और धीमी या तेज गति से लागत बढ़ती है। चाल परिवर्तन उस गति के करीब होता है जहां तेज चलने की लागत धीमी गति से चलने की लागत से अधिक हो जाती है। ऊर्जा लागत को कम करने के लिए अनियंत्रित जानवर आमतौर पर अपनी चाल के लिए इष्टतम गति से आगे बढ़ेंगे। परिवहन की लागत का उपयोग विभिन्न चालों की ऊर्जा के साथ-साथ विभिन्न जानवरों की चाल की तुलना करने के लिए किया जाता है।
गैर-टेट्रापॉड चाल
चलने के उलटा पेंडुलम मॉडल और दौड़ने के हार्मोनिक ऑसिलेटर|स्प्रिंग-मास मॉडल के अनुसार, स्थलीय पशु कशेरुकियों में पैरों की संख्या में अंतर के बावजूद, 2, 4, 6 या अधिक पैरों वाले जानवरों में चलना और दौड़ना देखा जाता है। . चाल शब्द को उड़ने और तैरने वाले जीवों पर भी लागू किया गया है जो जागने वाले भंवरों के अलग-अलग पैटर्न उत्पन्न करते हैं।
यह भी देखें
- द्विपाद चाल चक्र
- चाल विश्लेषण
- चाल असामान्यता
- चाल (कुत्ता)
- चाल (मानव)
- घोड़े की चाल
- पार्किंसोनियन चाल
संदर्भ
- ↑ Hildebrand, Milton (1 December 1989). "The Quadrupedal Gaits of Vertebrates: The timing of leg movements relates to balance, body shape, agility, speed, and energy expenditure". BioScience. 39 (11): 766. doi:10.2307/1311182. JSTOR 1311182.
- ↑ Tasch, U.; Moubarak, P.; Tang, W.; Zhu, L.; Lovering, R. M.; Roche, J.; Bloch, R. J. (2008). Volume 2: Automotive Systems; Bioengineering and Biomedical Technology; Computational Mechanics; Controls; Dynamical Systems. pp. 45–49. doi:10.1115/ESDA2008-59085. ISBN 978-0-7918-4836-4.
- ↑ 3.0 3.1 Lemelin P, Schmitt D and Cartmill M. 2003. Footfall patterns and interlimb co-ordination in opossums (Family Didelphidae): evidence for the evolution of diagonal-sequence walking gaits in primates. J. Zool. Lond. 260:423-429. Web link to pdf
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- Hildebrand, M. (1989). "Vertebrate locomotion an introduction how does an animal's body move itself along?". BioScience. 39 (11): 764–765. doi:10.1093/bioscience/39.11.764. JSTOR 1311182.
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