弹性竹竿如何帮助村民搬运难以置信的重物

运载在一个灵活的竹杆的妇女重的负荷走在测力板。

东南亚充满了色彩和生物多样性。该地区拥有茂密的热带雨林和成千上万的昆虫和哺乳动物，是生物学家寻求灵感的成熟时机。但是，当时澳大利亚伊迪丝·科恩大学的詹姆斯·克罗夫特旅行时，并不是动植物引起了他的注意：是村民们在一根有弹性的竹竿上承载着巨大的负载，有时甚至超过了自己的体重斜挎在肩膀上。

克罗夫特说：“我很好奇它是如何演变的，我想知道两极的弹性是否可以使它们更有效地运输负载。”但是，他还知道，在柔性电线杆上承载载荷的好处是争论的焦点；一些研究表明，两极是有益的，而另一些则没有。克罗夫特意识到以前的许多调查都是由携带杆子的新手进行的，而他所观察到的村民是真正的专业人员，有时有数十年的经验。

在与加拿大卡尔加里大学的John Bertram讨论了问题之后，克罗夫特决定返回越南，以找出经验丰富的柔性杆式运载工具是否适应他们的行走方式以帮助他们搬运重物。该团队发表了他们的发现，即今天（2019年12月4日）《实验生物学杂志》（Journal of Experiment Biology）上显示，在柔性杆上承载沉重负载的村民比在使用刚性杆时消耗的能源要少20％。

来自卡尔加里的瑞安·施罗德（Ryan Schroeder）说：“去越南旅行既令人兴奋又充满挑战，”他描述了三人在飞往河内后如何开车驶向中国南部边境。‘我们与泰国阮医药大学取得了联系，并会见了Van Son Nguyen和Van Vinh Hac。然后，我们聘请了一位翻译，让我们与有使用竹竿经验的个人接触。’施罗德说。该团队招募了14名年龄在18至80岁之间的志愿者，要求他们沿着20m的路径行走，用自己的个人竹竿和坚固的竹竿承载从其体重的0％至50％的负载。然后，研究人员使用置于脚踝，下背部和两极上的加速度计来测量志愿者的运动。Schroeder笑着说：“碰巧是最年长的一位参与者，当我们只要求他承担一半的体重（约23公斤）时，就有点生气了。”

回到卡尔加里，施罗德分析了志愿者的动作，并意识到当村民将一半的体重放在一根柔性竹竿上时，他们的步幅微妙地调整了3.3％（0.067步/秒）：施罗德说：“听起来不多，但意义重大。”当他为步行者建立计算机模拟并计算杆的灵活性对步行效率的贡献时，他意识到步行者轻而易举地移动步伐时，会稍微减少步伐，以抵消其独立弯曲的竹竿的自然弹跳。

该模拟还预测，与使用刚性杆相比，步行者将自己的体重放在柔性杆上可以节省近20％的能量。此外，弯曲的竹竿在运输一半的体重时，通过将施加在其上的力减少了18％，从而节省了肩膀，从而使它们一次可以承受数以千计的沉重负荷。

似乎我们可以从亚洲村民身上学到很多东西，他们一直在用竹竿搬运沉重的负担，即使不是几千年，也要数百年。施罗德说：“这些出色而简单的工具可能会减少精力消耗，并减轻对航母的猛烈作用。”他试图在新颖的背包设计中实施一些课程。他笑着说：“西方人才刚刚开始着手这项创新。”

参考：Ryan T.Schroeder，John E.A.Bertram，Van Son Nguyen，Van Vinh Hac和James L.Croft，James L.Croft，Ryan T.Schroeder，John E.A.Bertram，2019年12月4日，实验生物学杂志。
10.1242 / jeb.203760