Nếu con người chạy bằng tứ chi?

Chạy bằng 2 chân đã nhanh rồi nhưng nếu có 4 chân chắc còn nhanh hơn nữa.

 Steve/Ney York Times

Cho tới nay, tốc độ nhanh nhất mà con người có thể chạy (ngắn) là 44,72 km/h, tốc độ cao nhất mà vận động viên chạy ngắn Usain Bolt đạt được khi thi đấu cự ly 100m năm 2019.

Nhiều khả năng giới hạn tốc độ chạy của chúng ta không xuất phát từ giới hạn của hệ xương và cơ. Theo một nghiên cứu năm 2010, nguyên nhân của giới hạn này là từ đặc điểm đi di chuyển bằng 2 chân của con người, cụ thể là chúng ta có thể guồng chân ở tốc độ nào để liên tục duy trì bàn chân đạp lên mặt đất để tạo lực đẩy.

Theo chuyên gia nghiên cứu vận động và sinh lý học Peter G. Weyand thuộc Đại học Southern Methodist và là đồng tác giả của nghiên cứu năm 2010 nêu trên, tốc độ chạy của chúng ta bị giới hạn vì hầu hết thời gian chân chúng ta ở trên không và không tiếp đất. Ngay ở thời điểm tiếp đất, chúng ta phải tạo ra một lực rất lớn.

Kỷ lục chạy 100m của Usain Bolt

Ông cho biết “nếu phải chỉ ra một giới hạn cơ học của chúng ta khi chạy từ những kết quả nghiên cứu chúng tôi đã thực hiện, theo tôi, đó là thời gian tiếp xúc mặt đất hạn chế của đôi chân. Usain Bolt, một người có tốc độ nhanh như tia chớp, cũng chỉ có thời gian tiếp đất khoảng 42 hoặc 43% trong tổng thời gian guồng chân. Đối với loài 4 chân và chạy rất nhanh như báo hoặc ngựa, thời gian này lên tới 2/3.”

Trong tích tắc bàn chân tiếp xúc mặt đất, chân chúng ta phải tạo một lực đẩy rất lớn để đẩy cơ thể về phía trước và hướng lên trên để đối trọng với trọng lượng cơ thể. Lực này là rất lớn trong khoảng thời gian rất ngắn và đây là lý do tại sao chúng ta có thể trượt tuyết nhanh hơn chạy bộ. Theo tiến sỹ Weyand: “Khi trượt tuyết, hầu hết thời gian chúng ta đều giữ bàn chân trên mặt đát, tương tự như các loài 4 chân.” Chân được duy trì trên mặt đất giúp tạo ra cơ chế nâng đỡ trọng lượng cơ thể khi chúng ta ở giai đoạn lướt về phía trước và giảm áp lực lên chân làm nhiệm vụ đẩy cơ thể về phía trước.

Khi được hỏi nếu có thể cấu trúc lại cơ thể con người để chạy nhanh hơn bằng những phương án: chân dài hơn, hông rộng hơn, mọc thêm chân hoặc mọc thêm gối, ông trả lời: “Mọc thêm gối có lẽ là phương án kỳ quặc nhất. Việc mọc thêm gối có thể giúp chúng ta kéo dài thời gian bàn chân tiếp xúc mặt đất nhưng nếu vị trí bàn chân tiếp xúc mặt đất cách quá xa so với trọng tâm cơ thể, chúng ta khó có thể tạo ra đủ lực đẩy. Nếu áp dụng các phương án trên để chế tạo robot hoặc làm việc gì đó tương tự, phương án ít khả thi nhất là mọc thêm gối và hông rộng hơn.”

Theo ông, chân dài hơn cũng là một phương án có thể giúp tăng tốc độ chạy. Đây cũng là một trong những lý do loài đà điểu chạy nhanh hơn con người. Nhưng theo ông, phương án phù hợp nhất là mọc thêm chân để lúc nào chúng ta cũng có 1 hoặc 2 chân duy trì tiếp túc với mặt đất giống như những loài 4 chân.

Tiến sỹ Weyand cho rằng “điểm mấu chốt là phải tăng thời gian bàn chân tiếp xúc với mặt đất khi chạy. Đây chính là nguyên tắc vật lý quan trọng nhất trong tất cả những khía cạnh được chúng tôi nghiên cứu – thiết bị hỗ trợ, loài bốn chân, loài 2 chân, chân giả.”

Vậy nên nếu muốn chạy thật nhanh, có lẽ chúng ta nên tìm về một thầy phù thủy để biến chúng ta thành nhân mã.

Trên thực tế, con người có thể chạy bằng cả 4 chi mà không cần đến phép thuật. Một nghiên cứu thực hiện năm 2016 của hai tác giả Ryuta Kinugasa và Yoshiyuki Usami cho biết kỷ lục thế giới chạy bằng 4 chi của con người ở cự ly 100m đã được cải thiện từ 18,58 giây năm 2008 (năm đầu tiên ghi nhận kỷ lục này) xuống còn 15,71 giây năm 2015. Đây là cơ sở để hai nhà nghiên cứu này đưa ra một dự đoán hết sức kỳ lạ trên một tạp chí khoa học rằng tới năm 2048 một người chạy bằng 4 chi có thể chạy nhanh hơn một người chạy bằng 2 chân bình thường.

Dù đây là dự đoán khá táo bạo nhưng trước mặt thay vì tìm được thầy phù thủy, chúng ta hãy thử chạy bằng cả chân và tay xem sao.