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O Impacto do Terreno nos Padrões de Caminhada

Este estudo analisa como diferentes superfícies afetam o jeito de andar e os movimentos.

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Andar é um movimento básico que todo mundo faz todo dia. Envolve como a gente usa as pernas e os pés em diferentes situações, seja em terreno plano, subindo ou descendo inclinações, ou subindo escadas. O jeito que nossos pés se movem é controlado pelo nosso corpo e cérebro, que garantem que a gente consiga se equilibrar e ajustar a forma de andar dependendo da superfície em que estamos. Se algo dá errado nesse sistema, a gente pode tropeçar, escorregar ou cair.

A maioria das pesquisas sobre como nossos pés se movem quando andamos foi feita em ambientes controlados, tipo laboratórios, usando esteiras ou caminhos marcados. Embora esses estudos em laboratório forneçam informações úteis, eles nem sempre refletem a vida real, onde as superfícies podem variar muito. Graças aos avanços na tecnologia vestível, os pesquisadores agora conseguem capturar como as pessoas andam em condições mais naturais, coletando informações sobre a marcha-como a gente anda-sem as limitações de um ambiente de laboratório. Isso abriu novas oportunidades para entender como diferentes condições de saúde ou mudanças na nossa forma de andar podem afetar nosso dia a dia.

Na última década, os pesquisadores começaram a investigar como nossos pés se movem enquanto andamos fora de um laboratório. Eles costumam usar dispositivos pequenos, chamados unidades de medição inercial (IMUs), que podem ser acoplados aos sapatos para coletar dados sobre a Caminhada. Esses dispositivos rastreiam movimento e direção, fornecendo insights sobre como nossos pés navegam por diferentes Terrenos. No entanto, validar os dados coletados no mundo real em relação às medições em laboratório é crucial para garantir a precisão.

O Desafio de Andar em Diferentes Terrenos

Quando andamos, o chão em que pisamos influencia bastante nosso movimento. Diferentes terrenos, como calçadas, grama ou caminhos pedregosos, podem mudar nosso estilo de andar. Se não prestamos atenção nessas superfícies variadas, pode ser difícil saber se as mudanças na nossa caminhada são por questões de saúde pessoal ou simplesmente devido ao tipo de chão que estamos.

Algumas pesquisas iniciais focaram em usar IMUs para identificar o tipo de terreno em que a pessoa estava andando, seja uma inclinação, escadas ou chão plano. Esses estudos estão ficando mais refinados, facilitando o entendimento de como diferentes superfícies podem alterar nossa mecânica de andar. Por exemplo, estudos anteriores observaram que, ao caminhar em terrenos acidentados, as pessoas geralmente aumentam a altura dos pés-ou seja, quão alto levantam os pés do chão-em comparação com superfícies mais lisas.

Objetivo do Estudo

Este estudo teve como objetivo investigar como a caminhada muda com diferentes terrenos comuns que encontramos no dia a dia. Os pesquisadores queriam entender como os movimentos e ângulos dos pés mudam ao andar em terreno plano, em inclinações e escadas. Embora este estudo fosse exploratório, esperava-se que as escadas limitassem a largura e o comprimento dos Passos dos participantes em comparação com andar em chão plano ou em slopes.

Participantes

Para coletar dados, os pesquisadores recrutaram adultos saudáveis de uma comunidade universitária. Os participantes precisavam ter pelo menos 18 anos, estar em boa saúde e conseguir andar confortavelmente por uma hora. Eles usavam sapatos especiais que abrigavam as IMUs, permitindo uma coleta de dados precisa enquanto caminhavam.

Ferramentas e Tecnologia

Os pesquisadores usaram IMUs avançadas colocadas dentro dos sapatos para medir como os pés se movem durante a caminhada. Esses dispositivos registram aceleração, velocidade e direção, fornecendo dados valiosos sobre o movimento dos pés. Cada IMU foi projetada para se encaixar bem no sapato para evitar interferências durante a caminhada.

Como os Dados Foram Coletados

Os participantes andaram em quatro tipos diferentes de terrenos, cada um selecionado para representar superfícies que poderiam encontrar na vida diária. Eles andaram em um ritmo normal para cada terreno, exceto ao navegar pelas escadas, onde andaram tanto para cima quanto para baixo.

Análise de Dados

Os pesquisadores configuraram um jeito sistemático de analisar os dados coletados das IMUs. Eles observaram vários resultados a partir dos dados de movimento dos pés, calculando médias e variabilidade para diferentes condições de caminhada. Eles filtraram os dados brutos para focar em eventos específicos que ocorrem durante a caminhada, como quando o pé toca o chão pela primeira vez e quando sai do chão.

Resultados do Estudo

Os resultados mostraram que a forma como os participantes andaram variou significativamente entre os diferentes terrenos. A forma e o padrão dos movimentos dos pés em chão plano e inclinações pareciam semelhantes, enquanto andar nas escadas gerava passos mais curtos. Havia algumas diferenças notáveis entre o pé direito e o esquerdo, principalmente na forma como os pés se moviam de lado a lado.

Ao analisar o tempo de eventos durante a caminhada, foram encontradas diferenças significativas entre os tipos de superfície. Por exemplo, os participantes passaram menos tempo balançando os pés ao descer escadas ou inclinações acentuadas e se moviam mais rápido no geral. No entanto, o tempo em que um pé ficou no chão-tempo de apoio-não mostrou diferenças significativas, exceto ao considerar dados atípicos de um participante.

O comprimento e a largura dos passos também mostraram mudanças notáveis entre os diferentes terrenos. O comprimento dos passos foi notavelmente menor quando os participantes estavam nas escadas, o que era esperado já que escadas exigem passos mais curtos. No entanto, os participantes adaptaram o comprimento dos passos ao subir, fazendo passos mais longos em comparação ao chão plano.

A orientação do pé antes de tocar o chão também variou entre as condições. Ao subir ou descer escadas, as pessoas geralmente tocavam o chão com os dedos primeiro, enquanto no chão nivelado, geralmente aterrissavam com os calcanhares. Isso tem implicações sobre como os acidentes de escorregão podem ocorrer, já que o ângulo de colocação do pé pode afetar o equilíbrio e a segurança.

Importância das Conclusões

Essas descobertas destacam a necessidade de considerar o contexto e o tipo de superfície ao analisar padrões de caminhada. Já que essas diferenças na biomecânica dos pés podem ser pequenas, mas impactantes, elas devem ser levadas em conta na coleta de dados do mundo real, especialmente para quem estuda mudanças na marcha em diversas populações, como idosos ou pessoas se recuperando de lesões.

Limitações do Estudo

Embora o estudo tenha fornecido insights valiosos, ele se concentrou apenas em adultos saudáveis, o que significa que os resultados podem não representar como outras populações andam, como indivíduos mais velhos. Os pesquisadores usaram uma gama limitada de inclinações e não controlaram estritamente a velocidade da caminhada, o que pode ter influenciado as medidas de resultado.

Conclusão

Andar não é apenas um ato simples; envolve movimentos complexos afetados pelas superfícies que pisamos no dia a dia. À medida que a tecnologia avança, podemos coletar e analisar mais dados sobre nossos padrões de caminhada em condições do mundo real, levando a uma melhor compreensão e intervenções para quem enfrenta desafios na locomoção.

Entender como andamos em diferentes superfícies pode ajudar a melhorar a segurança e a mobilidade, enfatizando a importância de considerar o terreno tanto na pesquisa quanto em aplicações práticas. Este estudo serve como um passo importante em reconhecer as nuances do nosso comportamento de caminhada e suas implicações para a saúde e o bem-estar.

Fonte original

Título: Foot orientation and trajectory variability in locomotion: effects of real-world terrain

Resumo: Capturing human locomotion in nearly any environment or context is becoming increasingly feasible with wearable sensors, giving access to commonly encountered walking conditions. While important in expanding our understanding of locomotor biomechanics, these more variable environments present challenges to identify changes in data due to person-level factors among the varying environment-level factors. Our study examined foot-specific biomechanics while walking on terrain commonly encountered with the goal of understanding the extent to which these variables change due to terrain. We recruited healthy adults to walk at self-selected speeds on stairs, flat ground, and both shallow and steep sloped terrain. A pair of inertial measurement units were embedded in both shoes to capture foot biomechanics while walking. Foot orientation was calculated using a strapdown procedure and foot trajectory was determined by double integrating the linear acceleration. Stance time, swing time, cadence, sagittal and frontal orientations, stride length and width were extracted as discrete variables. These data were compared within-participant and across terrain conditions. The physical constraints of the stairs resulted in shorter stride lengths, less time spent in swing, toe-first foot contact, and higher variability during stair ascent specifically (p

Autores: Jesse Marshal Charlton, E. Gibson, G. Douglas, K. Jeffries, J. Delaurier, T. Chestnut

Última atualização: 2024-04-30 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.10.18.562999

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.10.18.562999.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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