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Sicherer im Galopp

Gangart für Roboter für mehr Stabilität
Sicherer im Galopp

Sicherer im Galopp
Wenn sie in höherem Tempo eine Treppe hinunterlaufen, verfallen auch Erwachsene oft in den Galopp (Bild: Jan-Peter Kasper/FSU)
Eine asymmetrische Gangart, der Galopp, ist auch für uns Menschen in bestimmten Situationen günstig. Denn überraschender Weise bietet er eine größere Stabilität bei kleinerem Kontrollaufwand. Diese Fortbewegung könnte selbst für Roboter gut sein.

Als Neil Armstrong 1969 auf dem Mond unterwegs war, galoppierte er vor allem. Mit einem Bein holte er Schwung, mit dem anderen bremst er ab. Auch Kinder etwa im Alter zwischen vier und sechs Jahren können eher galoppieren als rennen. Erwachsene hingegen bevorzugen eher eine symmetrische Fortbewegungsart: Beide Beine wechseln sich ab und übernehmen die gleichen Aufgaben. Wenn sie aber in höherem Tempo eine Treppe hinunterlaufen, verfallen auch sie oft in den Galopp. Welche Vorteile bietet dieses Gehoppel – ausgerechnet dann, wenn wir uns nicht ganz sicher auf den Beinen fühlen?

Größere Stabilität

Darauf haben Bewegungswissenschaftler der Friedrich-Schiller-Universität Jena jetzt eine Antwort gefunden. „Das Galoppieren verleiht uns eine größere Stabilität bei kleinerem Kontrollaufwand“, erklärt Dr. Roy Müller vom Institut für Sportwissenschaft der Universität Jena. Gemeinsam mit seinem Kollegen Dr. Emanuel Andrada hat er für seine Untersuchungen Probanden im Galopp über unebenes Gelände laufen lassen und dabei genau beobachtet, wie die Läufer auf oberflächliche Hindernisse reagieren. „Dabei haben wir festgestellt, dass nur das Bein, das zuerst aufsetzt, Anpassungen vornimmt, um Standfestigkeit zu gewährleisten“, erklärt Müller. „Das zweite Bein wird eher nachgezogen und betreibt keinerlei Kontrollaufwand.“ Diese einseitige Bewegung geht aber nicht zu Lasten der Stabilität – im Gegenteil: „Wir haben unsere Beobachtungen auf ein zweibeiniges Masse-Feder-Modell übertragen und herausgefunden, dass die gewählten Anpassungen das gesamte System robuster machen.“

Für Erwachsene auf Dauer zu anstrengend

Doch warum galoppieren wir dann nicht unser ganzes Leben, sondern wechseln noch als Kinder die Gangart? „Für Erwachsene ist diese asymmetrische Fortbewegung auf Dauer zu anstrengend, da sie einen höheren Energieaufwand erfordert und das Knie stärker belastet“, erklärt Emanuel Andrada. „Möglicherweise ist die Beziehung zwischen Masse und Muskelkraft bei Kindern vorteilhafter für den Galopp angelegt, verändert sich aber im Laufe des weiteren Wachstums.“

Gute Fortbewegung für Roboter auf dem Mond

Mit ihren Untersuchungen haben Müller und Andrada nicht nur neue grundlegende Erkenntnisse für ihre Wissenschaft gewonnen, sondern sie können auch die Weltraumforschung mit wertvollen Informationen versorgen. „Das Galoppieren hat sich während der Mondlandung als effektivste Gangart herausgestellt, da es Sicherheit gewährleistet und aufgrund der anderen Schwerkraftverhältnisse die Belastung des Körpers weit weniger stark ist“, sagt Andrada. „Deshalb könnte ich mir gut vorstellen, dass sich Roboter zukünftiger Landemissionen auf dem Mond oder Mars galoppierend fortbewegen.“

So lange wir Erwachsenen noch mit der Schwerkraft kämpfen, bleibt uns der Galopp also auf Dauer zu anstrengend. Aber es reicht ja, wenn wir uns wieder die Freiheit nehmen, Treppen hinunter zu hüpfen und über unebene Wiesen zu galoppieren – schließlich wird‘s jetzt (hoffentlich) Frühling.

www.uni-jena.de

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