Gehen
Gehen ist eine Fortbewegungsart, bei der es im Gegensatz zum Laufen keine Flugphase gibt. Der Körper hat also in jeder Phase des Bewegungszyklus Kontakt zum Boden über Beine und Füße. Beim zweibeinigen Gehen gibt es statt der Flugphase eine Doppelstützphase, die beim Menschen etwa 20 Prozent der Gesamtzykluszeit in Anspruch nimmt. Die durchschnittliche Geschwindigkeit eines Fußgängers betrug laut einer Studie in Oregon, USA, beim Überqueren einer ampelgesicherten Straße etwa 5 km/h. Dieser Wert schwankte je nach Alter, Geschlecht und Faktoren wie dem Gehen alleine oder als Gruppe zwischen etwa 4,5 und 5,5 km/h. Gemächliches Spazierengehen hat eine mittlere Geschwindigkeit von etwa 3 km/h. ⓘ
Das Gehen (auch als Ambulation bezeichnet) ist eine der Hauptgangarten der terrestrischen Fortbewegung bei Beintieren. Das Gehen ist in der Regel langsamer als das Laufen und andere Gangarten. Das Gehen ist durch eine "umgekehrte Pendelbewegung" definiert, bei der der Körper bei jedem Schritt über die steife(n) Gliedmaße(n) springt. Dies gilt unabhängig von der Anzahl der nutzbaren Gliedmaßen - selbst Gliederfüßer mit sechs, acht oder mehr Gliedmaßen können gehen. ⓘ
Unterschied zum Laufen
Das Wort gehen stammt vom altenglischen wealcan "rollen" ab. Beim Menschen und anderen Zweibeinern unterscheidet sich das Gehen im Allgemeinen vom Laufen dadurch, dass jeweils nur ein Fuß den Boden berührt und es eine Phase der doppelten Unterstützung gibt. Im Gegensatz dazu beginnt das Laufen, wenn beide Füße bei jedem Schritt den Boden verlassen. Diese Unterscheidung hat den Status einer formalen Anforderung bei Laufwettbewerben. Bei Vierbeinern gibt es zahlreiche Gangarten, die als Gehen oder Laufen bezeichnet werden können, und Unterscheidungen, die auf dem Vorhandensein oder Fehlen einer Schwebephase oder der Anzahl der Füße, die jederzeit in Kontakt sind, beruhen, ergeben keine mechanisch korrekte Klassifizierung. Die effektivste Methode zur Unterscheidung zwischen Gehen und Laufen ist die Messung der Höhe des Massenschwerpunkts einer Person mittels Motion Capture oder einer Kraftmessplatte in der Mitte der Bewegung. Beim Gehen erreicht der Massenschwerpunkt in der Mitte des Standes eine maximale Höhe, während er beim Laufen auf einem Minimum liegt. Diese Unterscheidung gilt jedoch nur für die Fortbewegung auf ebenem oder annähernd ebenem Boden. Beim Gehen mit Steigungen von mehr als 10 % ist diese Unterscheidung für einige Personen nicht mehr gültig. Definitionen, die auf dem prozentualen Anteil des Schritts basieren, während dessen ein Fuß den Boden berührt (gemittelt über alle Füße) und der mehr als 50 % beträgt, stimmen gut mit der Identifizierung der Mechanik des "umgekehrten Pendels" überein und sind ein Hinweis auf das Gehen von Tieren mit einer beliebigen Anzahl von Gliedmaßen, obwohl diese Definition unvollständig ist. Menschen und Tiere, die laufen, können Kontaktperioden von mehr als 50 % eines Gangzyklus haben, wenn sie um Kurven gehen, bergauf laufen oder Lasten tragen. ⓘ
Die Geschwindigkeit ist ein weiterer Faktor, der das Gehen vom Laufen unterscheidet. Obwohl die Gehgeschwindigkeit in Abhängigkeit von vielen Faktoren wie Größe, Gewicht, Alter, Gelände, Untergrund, Belastung, Kultur, Anstrengung und Fitness stark variieren kann, beträgt die durchschnittliche Gehgeschwindigkeit von Menschen an Fußgängerüberwegen etwa 5,0 Kilometer pro Stunde (km/h) oder etwa 1,4 Meter pro Sekunde (m/s) bzw. etwa 3,1 Meilen pro Stunde (mph). Spezifische Studien haben ergeben, dass die Gehgeschwindigkeit an Fußgängerüberwegen bei älteren Personen zwischen 4,51 und 4,75 km/h und bei jüngeren Personen zwischen 5,32 und 5,43 km/h liegt; eine zügige Gehgeschwindigkeit kann etwa 6,5 km/h betragen. In Japan liegt das Standardmaß für die Gehgeschwindigkeit bei 80 m/min (4,8 km/h). Rennläufer erreichen auf einer Strecke von 20 km im Durchschnitt mehr als 14 km/h (8,7 mph). ⓘ
Ein durchschnittliches menschliches Kind kann im Alter von etwa 11 Monaten selbstständig laufen. ⓘ
Vorteile für die Gesundheit
Regelmäßige, zügige Bewegung jeglicher Art kann das Selbstvertrauen, die Ausdauer, die Energie, die Gewichtskontrolle und die Lebenserwartung verbessern und Stress abbauen. Außerdem kann es das Risiko für koronare Herzkrankheiten, Schlaganfälle, Diabetes, Bluthochdruck, Darmkrebs und Osteoporose verringern. Wissenschaftliche Studien haben außerdem gezeigt, dass Gehen neben seinen körperlichen Vorteilen auch für den Geist von Vorteil ist, da es das Gedächtnis, die Lernfähigkeit, die Konzentration, die Stimmung, die Kreativität und das abstrakte Denken verbessert. Anhaltendes Gehen über einen Zeitraum von mindestens dreißig bis sechzig Minuten pro Tag an fünf Tagen in der Woche mit der richtigen Gehhaltung reduziert Gesundheitsrisiken und hat verschiedene allgemeine gesundheitliche Vorteile, wie die Verringerung des Risikos von Krebs, Typ-2-Diabetes, Herzerkrankungen, Angststörungen und Depressionen. Die Lebenserwartung erhöht sich auch für Personen, die an Fettleibigkeit oder Bluthochdruck leiden. Gehen verbessert auch die Knochengesundheit, insbesondere die Stärkung der Hüftknochen, und senkt das schädliche Low-Density-Lipoprotein (LDL)-Cholesterin und erhöht das nützliche High-Density-Lipoprotein (HDL)-Cholesterin. Studien haben ergeben, dass Gehen auch dazu beitragen kann, Demenz und Alzheimer zu verhindern. ⓘ
In dem Merkblatt der Centers for Disease Control and Prevention über den Zusammenhang zwischen Gehen und Sterblichkeit unter US-Erwachsenen mit Diabetes" heißt es, dass die Sterblichkeitsrate von Diabetikern, die 2 oder mehr Stunden pro Woche zu Fuß gingen, um 39 Prozent sank. Frauen, die zwischen 4.500 und 7.500 Schritte pro Tag gingen, schienen weniger vorzeitige Todesfälle zu erleiden als Frauen, die nur 2.700 Schritte pro Tag gingen. "Das Gehen verlängerte das Leben von Menschen mit Diabetes unabhängig von Alter, Geschlecht, Rasse, Body-Mass-Index, Dauer seit der Diagnose und Vorhandensein von Komplikationen oder Funktionseinschränkungen." Es wird vermutet, dass es einen Zusammenhang zwischen der Geschwindigkeit des Gehens und der Gesundheit gibt und dass die besten Ergebnisse mit einer Geschwindigkeit von mehr als 4 km/h erzielt werden. ⓘ
Die Regierungen erkennen inzwischen die Vorteile des Gehens für die geistige und körperliche Gesundheit an und fördern es aktiv. Die zunehmende Bedeutung des Gehens ist darauf zurückzuführen, dass die Menschen heute weniger zu Fuß gehen als früher. Im Vereinigten Königreich hat ein Bericht des Verkehrsministeriums ergeben, dass zwischen 1995/97 und 2005 die durchschnittliche Zahl der Fußwege pro Person um 16 % von 292 auf 245 pro Jahr zurückgegangen ist. Viele Fachleute in den lokalen Behörden und im Nationalen Gesundheitsdienst arbeiten daran, diesen Rückgang aufzuhalten, indem sie dafür sorgen, dass die bauliche Umgebung es den Menschen ermöglicht, zu Fuß zu gehen, und dass es für sie Möglichkeiten gibt, zu Fuß zu gehen. Fachleute, die sich für die Förderung des Zu-Fuß-Gehens einsetzen, kommen hauptsächlich aus sechs Bereichen: Gesundheit, Verkehr, Umwelt, Schulen, Sport und Erholung sowie Stadtplanung. ⓘ
Ein Programm zur Förderung des Gehens ist die "Walking the Way to Health Initiative", die von der britischen Wandervereinigung The Ramblers organisiert wird und das größte von Freiwilligen geleitete Wanderprogramm im Vereinigten Königreich ist. Freiwillige werden geschult, um kostenlose Gesundheitswanderungen von kommunalen Einrichtungen wie Bibliotheken und Arztpraxen aus zu leiten. Im Rahmen des Programms wurden über 35 000 Freiwillige geschult, und es gibt über 500 Programme im gesamten Vereinigten Königreich, bei denen jede Woche Tausende von Menschen wandern. Eine neue Organisation namens "Walk England" hat im Juni 2008 eine Website ins Leben gerufen, um diesen Fachleuten Beweise, Ratschläge und Beispiele für Erfolgsgeschichten zu liefern, wie man Gemeinden dazu bringen kann, mehr zu Fuß zu gehen. Die Website verfügt über einen Social-Networking-Aspekt, der es Fachleuten und der Öffentlichkeit ermöglicht, Fragen zu stellen, Neuigkeiten und Veranstaltungen zu posten und sich mit anderen in ihrer Region über das Gehen auszutauschen, sowie eine "Walk now"-Option, um herauszufinden, welche Wanderungen in der jeweiligen Region angeboten werden. Ähnliche Organisationen gibt es auch in anderen Ländern, und kürzlich fand in den Vereinigten Staaten ein "Walking Summit" statt. Dort trafen sich "Vordenker und einflussreiche Persönlichkeiten aus Wirtschaft, Stadtplanung und Immobilienwirtschaft sowie Ärzte und Vertreter des öffentlichen Gesundheitswesens", um zu erörtern, wie amerikanische Städte und Gemeinden zu Orten gemacht werden können, an denen "die Menschen zu Fuß gehen können und wollen". In europäischen Städten, in denen dichte Wohngebiete mit Gewerbegebieten und guten öffentlichen Verkehrsmitteln gemischt sind, ist das Zu-Fuß-Gehen weitaus verbreiteter. ⓘ
Ursprünge
Es wird vermutet, dass das "Laufen" bei den Tetrapoden seinen Ursprung unter Wasser hat, und zwar bei den luftatmenden Fischen, die unter Wasser "laufen" konnten, woraus sich (möglicherweise mit Wirbeltieren wie dem Tiktaalik) die Vielzahl von Landlebewesen entwickelte, die auf vier oder zwei Gliedmaßen laufen. Während man bei den Landtetrapoden von einem einzigen Ursprung ausgeht, geht man bei den Gliederfüßern und ihren Verwandten davon aus, dass sich das Laufen mehrmals unabhängig voneinander entwickelt hat, insbesondere bei Insekten, Myriapoden, Cheliceraten, Tardigraden, Onychophoren und Krebstieren. Kleine Rochen, die zu den Grundfischen gehören, können sich durch Abstoßen vom Meeresboden mit ihren Beckenflossen fortbewegen, wobei sie neuronale Mechanismen nutzen, die sich bereits vor 420 Millionen Jahren entwickelt haben, also bevor Wirbeltiere das Land betraten. ⓘ
Hominin
Fossile Daten deuten darauf hin, dass bei den Vorfahren der Homininen der zweibeinige Gang eines der ersten Merkmale war, das sich herausbildete, noch vor anderen Merkmalen der Hominidae. Nach den Fußabdrücken zu urteilen, die an einer ehemaligen Küste in Kenia entdeckt wurden, ist es möglich, dass die Vorfahren des modernen Menschen bereits vor 3 Millionen Jahren auf eine Art und Weise gingen, die der heutigen Aktivität sehr ähnlich ist. ⓘ
Der heutige Gang des Menschen ist einzigartig und unterscheidet sich deutlich vom zwei- oder vierbeinigen Gang anderer Primaten wie Schimpansen. Man geht davon aus, dass dieser Gang bei den Vorfahren der Homininen im Miozän aufgrund der Energieeffizienz des Stoffwechsels einen selektiven Vorteil darstellte. Es wurde festgestellt, dass das Gehen des Menschen etwas energieeffizienter ist als die Fortbewegung von vierbeinigen Säugetieren ähnlicher Größe, wie z. B. Schimpansen. Die Energieeffizienz der menschlichen Fortbewegung lässt sich auf den geringeren Einsatz von Muskeln beim Gehen zurückführen, was auf die aufrechte Haltung zurückzuführen ist, bei der die Bodenreaktionskräfte auf Hüfte und Knie wirken. Beim zweibeinigen Gehen nehmen Schimpansen eine gebückte Haltung mit gebeugten Knien und Hüften ein, was die Quadrizepsmuskeln zu zusätzlicher Arbeit zwingt und folglich mehr Energie kostet. Ein Vergleich der vierbeinigen Fortbewegung von Schimpansen mit der von echten vierbeinigen Tieren hat ergeben, dass Schimpansen im Vergleich zu echten Vierbeinern einhundertfünfzig Prozent der für die Fortbewegung erforderlichen Energie aufwenden. ⓘ
Im Jahr 2007 wurde in einer Studie der Ursprung des menschlichen Zweibeinertums anhand der energetischen Kosten der Fortbewegung bei Schimpansen und Menschen weiter untersucht. Dabei stellte sich heraus, dass der Energieaufwand für die Fortbewegung des menschlichen Körpers geringer ist als bei einem Tier ähnlicher Größe zu erwarten wäre und etwa 75 % unter dem des Schimpansen liegt. Die Energiekosten für den Vierfüßler- und den Zweifüßlerstand von Schimpansen sind relativ gleich, wobei der Zweifüßlerstand von Schimpansen etwa zehn Prozent mehr kostet als der Vierfüßlerstand. In derselben Studie aus dem Jahr 2007 wurde festgestellt, dass die Energiekosten für den Zwei- und Vierfüßlerstand bei Schimpansen sehr unterschiedlich sind, und dass diejenigen, die ihre Knie und Hüften stärker beugen und eine aufrechtere Haltung einnehmen, die der des Menschen ähnlicher ist, mehr Energie sparen können als Schimpansen, die diese Haltung nicht einnehmen. Außerdem hat der Mensch im Vergleich zu anderen Menschenaffen längere Beine und kurze, nach hinten gerichtete Sitzbeine (Hüftknochen), was zu längeren Streckmomenten der Kniesehnen führt und die Energieeinsparung beim Gehen verbessert. Man ging davon aus, dass Homininen wie Ardipithecus ramidus, die eine Vielzahl von Anpassungen sowohl an die Erde als auch an die Bäume hatten, nicht so effizient laufen würden. Mit seiner geringen Körpermasse hatte A. ramidus jedoch eine energieeffiziente Art des zweibeinigen Gehens entwickelt und gleichzeitig die Anpassungen an die Bäume beibehalten. Menschen haben lange Oberschenkelhälse, was bedeutet, dass die Hüftmuskeln beim Gehen nicht so viel Energie benötigen, um sich während der Bewegung zu beugen. Diese geringfügigen kinematischen und anatomischen Unterschiede zeigen, wie sich das zweibeinige Gehen bei den frühen Homininen aufgrund der eingesparten Energie als dominante Fortbewegungsart entwickelt haben könnte. ⓘ
Varianten
- Beim Scrambling handelt es sich um eine Methode, einen Hügel oder Berg zu erklimmen, bei der aufgrund der Steilheit des Geländes beide Hände gebraucht werden. Es handelt sich dabei zwangsläufig um eine langsame und vorsichtige Form des Gehens und möglicherweise um gelegentliches kurzes, leichtes Klettern. Auf schmalen, ausgesetzten Graten wird teilweise geklettert, wobei mehr Aufmerksamkeit auf das Gleichgewicht als beim normalen Gehen erforderlich ist.
- Schneeschuhwandern - Ein Schneeschuh ist ein Schuhwerk zum Gehen über den Schnee. Schneeschuhe verteilen das Gewicht der Person auf eine größere Fläche, so dass der Fuß nicht vollständig im Schnee versinkt, was als "Auftrieb" bezeichnet wird. Schneeschuhwanderer sagen oft, dass man mit Schneeschuhen gehen kann, wenn man gehen kann. Bei optimalen Bedingungen stimmt das auch, aber für das richtige Schneeschuhlaufen sind einige leichte Anpassungen beim Gehen erforderlich. Die Methode des Gehens besteht darin, die Schuhe leicht anzuheben und die Innenkanten übereinander zu schieben, wodurch der unnatürliche und ermüdende "Spreizgang" vermieden wird, der sonst notwendig wäre. Der Schneeschuhläufer muss auch bereit sein, seine Füße leicht abzurollen. Ein übertriebener Schritt funktioniert am Anfang am besten, besonders mit größeren oder traditionellen Schuhen.
- Skilanglauf - ursprünglich wie Schneeschuhe als Fortbewegungsmittel im Tiefschnee gedacht. Der norwegische Wanderverband unterhält über 400 Hütten, die sich über Tausende von Kilometern erstrecken und im Sommer von Wanderern und im Winter von Skifahrern genutzt werden können.
- Strandwandern ist eine Sportart, die auf einem Spaziergang auf dem Sand des Strandes basiert. Beachwalking kann auf festem Sand oder auf nicht festem Sand ausgeübt werden. Es gibt Beach-Walking-Wettbewerbe auf nicht-kompaktem Sand, und es gibt Weltrekorde für Beach-Walking auf nicht-kompaktem Sand in Mehrtagesdistanzen. Das Strandgehen hat eine spezifische Technik des Gehens. ⓘ
- Nordic Walking ist eine körperliche Aktivität und eine Sportart, die mit speziell entwickelten Walkingstöcken, ähnlich den Skistöcken, ausgeführt wird. Im Vergleich zum normalen Gehen wird beim Nordic Walking (auch Stockgehen genannt) bei jedem Schritt Kraft auf die Stöcke ausgeübt. Nordic Walker setzen mehr von ihrem gesamten Körper ein (mit größerer Intensität) und erhalten eine fitnessfördernde Stimulation für Brust-, Lenden-, Trizeps-, Bizeps-, Schulter-, Bauch-, Wirbelsäulen- und andere Rumpfmuskeln, die bei einem bestimmten Tempo zu einer erheblichen Erhöhung der Herzfrequenz führen kann, die beim normalen Walking nicht gegeben ist. Schätzungen zufolge führt Nordic Walking zu einem um bis zu 46 % höheren Energieverbrauch im Vergleich zum Gehen ohne Stöcke.
- Die Fußgängerbewegung ist ein Sport, der sich im späten 18. und 19. Jahrhundert entwickelte und auf den britischen Inseln ein beliebter Zuschauersport war. Gegen Ende des 18. Jahrhunderts und vor allem mit dem Aufkommen der Boulevardpresse erlangten Leistungen, bei denen große Entfernungen zu Fuß zurückgelegt wurden (ähnlich wie bei einem modernen Ultramarathon), große Aufmerksamkeit und wurden als "Pedestrianism" bezeichnet. Im 19. Jahrhundert verbreitete sich das Interesse an diesem Sport und den damit verbundenen Wetten auch in den Vereinigten Staaten, Kanada und Australien. Gegen Ende des 19. Jahrhunderts wurde der Fußballsport durch den Aufstieg des modernen Zuschauersports und durch Kontroversen über die Regeln weitgehend verdrängt, was seine Attraktivität als Wettquelle einschränkte und zu seiner Eingliederung in die Amateursportbewegung führte. Mitte des 19. Jahrhunderts wurde der Fußgängerlauf erstmals kodifiziert und entwickelte sich zu dem, was später als "Racewalking" bezeichnet wurde. Bis Mitte des 19. Jahrhunderts wurde von den Wettkämpfern häufig erwartet, dass sie ihre Beine mindestens einmal in ihrem Schritt gerade ausstrecken und die so genannte "Fair Heel and Toe"-Regel befolgen. Diese Regel, die den Ursprung des modernen Wettlaufs bildet, war ein vages Gebot, dass die Spitze eines Fußes den Boden nicht verlassen durfte, bevor die Ferse des nächsten Fußes aufsetzte. Die Regeln waren jedoch üblich und änderten sich im Laufe des Wettkampfs. Die Läufer durften in der Regel joggen, um Krämpfen vorzubeugen, und bei längeren Rennen war nicht der Code, sondern die Distanz ausschlaggebend für die Gangart. Aus Zeitungsberichten geht hervor, dass "Traben" bei den Wettkämpfen üblich war.
- Speed Walking ist der allgemeine Begriff für schnelles Gehen. Innerhalb der Kategorie Speed Walking gibt es eine Vielzahl von schnellen Gehtechniken: Power Walking, Fit Walking, usw.
- Unter Power Walking versteht man das Gehen mit einer Geschwindigkeit am oberen Ende der natürlichen Gangart, in der Regel 7 bis 9 km/h (4,5 bis 5,5 mph). Um als Powerwalking im Gegensatz zum Joggen oder Laufen eingestuft zu werden, muss mindestens ein Fuß ständig den Boden berühren.
- Racewalking ist ein sportlicher Langstreckenwettkampf. Obwohl es sich dabei um ein Wettrennen zu Fuß handelt, unterscheidet es sich vom Laufen dadurch, dass ein Fuß ständig den Boden zu berühren scheint. Um wettbewerbsfähige Geschwindigkeiten zu erreichen, müssen die Geher eine Trittfrequenz erreichen, die mit der von olympischen 800-Meter-Läufern vergleichbar ist, und das stundenlang, denn die olympischen Wettkämpfe sind das 20-km-Gehen (Männer und Frauen) und das 50-km-Gehen (nur Männer), und es gibt auch Wettkämpfe über 80,5 km. Siehe auch Fußgängerverkehr oben.
- Afghanisches Gehen: Der Afghan Walk ist eine rhythmische Atemtechnik, die mit dem Gehen synchronisiert wird. Er entstand in den 1980er Jahren auf der Grundlage der Beobachtungen, die der Franzose Édouard G. Stiegler bei seinen Kontakten mit afghanischen Karawanern gemacht hatte, die in der Lage waren, über Dutzende von Tagen hinweg mehr als 60 km pro Tag zu gehen. ⓘ
Biomechanik
Das menschliche Gehen wird durch eine Strategie erreicht, die als Doppelpendel bezeichnet wird. Bei der Vorwärtsbewegung schwingt das Bein, das den Boden verlässt, aus der Hüfte nach vorne. Dieser Schwung ist das erste Pendel. Dann stößt das Bein mit der Ferse auf den Boden und rollt in einer Bewegung, die als umgekehrtes Pendel bezeichnet wird, bis zur Fußspitze ab. Die Bewegung der beiden Beine wird so koordiniert, dass immer ein Fuß oder der andere den Boden berührt. Beim Gehen ziehen sich die Wadenmuskeln zusammen und heben den Körperschwerpunkt an. Dann zieht die Schwerkraft den Körper nach vorne und auf das andere Bein, und die potenzielle Energie wird in kinetische Energie umgewandelt. Der Prozess des menschlichen Gehens ist in der Lage, etwa fünfundsechzig Prozent der Energie einzusparen, die durch die Nutzung der Schwerkraft bei der Vorwärtsbewegung verbraucht wird. ⓘ
Das Gehen unterscheidet sich in vielerlei Hinsicht vom Laufen. Am offensichtlichsten ist, dass beim Gehen immer ein Bein auf dem Boden bleibt, während das andere schwingt. Beim Laufen gibt es normalerweise eine ballistische Phase, in der der Läufer mit beiden Füßen in der Luft ist (bei Zweibeinern). ⓘ
Ein weiterer Unterschied betrifft die Bewegung des Körperschwerpunkts. Beim Gehen "hüpft" der Körper über das auf dem Boden stehende Bein, wobei der Massenschwerpunkt auf seinen höchsten Punkt angehoben wird, wenn das Bein die Senkrechte passiert, und auf den niedrigsten Punkt fällt, wenn die Beine gespreizt werden. Im Wesentlichen wird die kinetische Energie der Vorwärtsbewegung ständig gegen einen Anstieg der potenziellen Energie getauscht. Beim Laufen kehrt sich dies um: Der Massenschwerpunkt ist am niedrigsten, wenn das Bein senkrecht steht. Dies liegt daran, dass der Aufprall bei der Landung in der ballistischen Phase durch Beugung des Beins abgefedert wird und somit Energie in Muskeln und Sehnen gespeichert wird. Beim Laufen findet eine Umwandlung zwischen kinetischer, potenzieller und elastischer Energie statt. ⓘ
Es gibt eine absolute Grenze für die Laufgeschwindigkeit eines Individuums (ohne spezielle Techniken wie beim Speedwalking), die auf die Aufwärtsbeschleunigung des Massenschwerpunkts während eines Schritts zurückzuführen ist - wenn diese größer ist als die Erdbeschleunigung, wird die Person in die Luft gehen, wenn sie über das am Boden liegende Bein springt. Normalerweise gehen Tiere jedoch aus Gründen der Energieeffizienz bei einer geringeren Geschwindigkeit in den Lauf über. ⓘ
Auf der Grundlage des 2D-Modells des Laufens mit umgekehrtem Pendel gibt es mindestens fünf physikalische Beschränkungen, die das Laufen wie ein umgekehrtes Pendel grundlegend einschränken. Diese Beschränkungen sind: Startbeschränkung, Gleitbeschränkung, Rückfallbeschränkung, Gleichgewichtsbeschränkung und Beschränkung der hohen Schrittfrequenz. ⓘ
Freizeitbeschäftigung
Viele Menschen genießen das Wandern als Freizeitbeschäftigung in der modernen, überwiegend städtischen Welt, und es ist eine der besten Formen der Bewegung. Für die einen ist das Wandern eine Möglichkeit, die Natur und die freie Natur zu genießen, für die anderen steht der körperliche, sportliche und ausdauernde Aspekt im Vordergrund. ⓘ
Es gibt eine Vielzahl verschiedener Arten des Wanderns, darunter Buschwandern, Rennwandern, Strandwandern, Bergwandern, Volksmarsch, Nordic Walking, Trekking, Hundewandern und Hiking. Manche Menschen ziehen es vor, drinnen auf einem Laufband oder in einem Fitnessstudio zu laufen, und Fitness-Walker und andere verwenden vielleicht einen Schrittzähler, um ihre Schritte zu zählen. In Kanada, den Vereinigten Staaten und Südafrika ist Wandern der übliche Begriff für lange, anstrengende Spaziergänge; ähnliche Wanderungen werden in Neuseeland als Tramps bezeichnet, in Australien, dem Vereinigten Königreich und der Irischen Republik als Hillwalking oder einfach als Walking. Im Vereinigten Königreich wird auch der Begriff rambling verwendet. Die Australier nennen es auch bushwalk. In den englischsprachigen Teilen Nordamerikas wird der Begriff Walking für kurze Spaziergänge, insbesondere in Städten, verwendet. Schneeschuhwandern ist das Gehen im Schnee; es erfordert eine etwas andere Gangart als das normale Gehen. ⓘ
Tourismus
Im Bereich des Tourismus reichen die Möglichkeiten von geführten Wanderungen in Städten bis hin zu organisierten Trekkingreisen im Himalaya. Im Vereinigten Königreich bezeichnet der Begriff Walking Tour auch mehrtägige Spaziergänge oder Wanderungen, die von einer Gruppe oder einer Einzelperson unternommen werden. Gut organisierte Wanderwegesysteme gibt es auch in vielen anderen europäischen Ländern sowie in Kanada, den Vereinigten Staaten, Neuseeland und Nepal. Ausgedehnte, markierte Wanderwegesysteme erstrecken sich heute über ganz Europa, von Norwegen bis zur Türkei, von Portugal bis Zypern. Viele wandern auch auf den traditionellen Pilgerrouten, von denen die berühmteste der Jakobsweg ist. ⓘ
Jedes Jahr finden in vielen Ländern zahlreiche Wanderfestivals und andere Wanderveranstaltungen statt. Die größte mehrtägige Wanderveranstaltung der Welt sind die Internationalen Vierdaagse Nijmegen in den Niederlanden. Die "Vierdaagse" (niederländisch für "Vier-Tage-Veranstaltung") ist eine jährliche Wanderung, die seit 1909 stattfindet; seit 1916 hat sie ihren Sitz in Nimwegen. Je nach Altersgruppe und Kategorie müssen die Teilnehmer vier Tage lang jeden Tag 30, 40 oder 50 Kilometer laufen. Ursprünglich war es eine militärische Veranstaltung mit einigen Zivilisten, heute ist es eine hauptsächlich zivile Veranstaltung. Die Teilnehmerzahlen sind in den letzten Jahren gestiegen und belaufen sich mittlerweile auf über 40.000, darunter etwa 5.000 Militärangehörige. Aufgrund des großen Andrangs auf der Strecke haben die Organisatoren seit 2004 die Teilnehmerzahl begrenzt. In den USA gibt es den jährlichen Labor Day Walk auf der Mackinac Bridge in Michigan, der mit über 60.000 Teilnehmern die größte eintägige Laufveranstaltung ist, und den Chesapeake Bay Bridge Walk in Maryland, an dem jedes Jahr über 50.000 Menschen teilnehmen. Es gibt auch verschiedene Wanderungen, die als Wohltätigkeitsveranstaltungen organisiert werden und bei denen die Wanderer für einen bestimmten Zweck unterstützt werden. Die Länge dieser Wanderungen reicht von drei oder fünf Kilometern bis zu 80 Kilometern. Der MS Challenge Walk ist eine 80 km oder 50 Meilen lange Wanderung, bei der Geld für den Kampf gegen Multiple Sklerose gesammelt wird, während die Teilnehmer des Oxfam Trailwalker 100 km oder 60 Meilen zurücklegen. ⓘ
Wanderungen
In Großbritannien ist The Ramblers, eine eingetragene Wohltätigkeitsorganisation, mit rund 100 000 Mitgliedern die größte Organisation, die sich um die Interessen von Wanderern kümmert. Ihr Projekt "Get Walking Keep Walking" bietet kostenlose Routenführer, geführte Wanderungen sowie Informationen für Wanderneulinge. Die Long Distance Walkers Association (LDWA) im Vereinigten Königreich wendet sich an sportliche Wanderer und organisiert ausgedehnte Wanderungen von 20 oder sogar 50 Meilen (30 bis 80 km) oder mehr an einem Tag. Das jährliche "Hundred"-Event der LDWA, bei dem 100 Meilen oder 160 km in 48 Stunden zurückgelegt werden müssen, findet an jedem britischen Frühlingsferienwochenende statt. ⓘ
Begehbarkeit
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In jüngster Zeit haben sich Stadtplaner in einigen Gemeinden darauf konzentriert, fußgängerfreundliche Bereiche und Straßen zu schaffen, die es ermöglichen, den Arbeitsweg, Einkäufe und Freizeitaktivitäten zu Fuß zu erledigen. Das Konzept der Fußgängerfreundlichkeit ist als Maß für den Grad der Fußgängerfreundlichkeit eines Gebiets entstanden. Einige Gemeinden sind zumindest teilweise autofrei, so dass sie das Gehen und andere Verkehrsmittel besonders fördern. In den Vereinigten Staaten ist das Active Living Network ein Beispiel für eine konzertierte Aktion zur Entwicklung von Gemeinden, die das Gehen und andere körperliche Aktivitäten fördern. ⓘ
Ein Beispiel für solche Bemühungen, die Stadtentwicklung fußgängerfreundlicher zu gestalten, ist das Fußgängerdorf. Dabei handelt es sich um ein kompaktes, fußgängerfreundliches Viertel oder eine Stadt mit einem gemischt genutzten Dorfzentrum, das den Grundsätzen der Neuen Fußgängerfreundlichkeit folgt. Mitbenutzungsspuren für Fußgänger und Benutzer von Fahrrädern, Segways, Rollstühlen und anderen kleinen rollenden Fortbewegungsmitteln ohne Verbrennungsmotor. In der Regel befinden sich diese Fahrspuren vor den Häusern und Geschäften, und die Straßen für Kraftfahrzeuge liegen immer auf der Rückseite. Einige Fußgängerdörfer sind nahezu autofrei, wobei die Autos entweder unter den Häusern oder am Rande des Dorfes versteckt sind. Venedig, Italien, ist im Wesentlichen ein Fußgängerdorf mit Kanälen. Das Kanalviertel in Venedig, Kalifornien, hingegen kombiniert das Konzept der vorderen und hinteren Straße mit Kanälen und Gehwegen oder auch nur mit Gehwegen. ⓘ
Das Zufußgehen wird ebenfalls als ein klares Beispiel für einen nachhaltigen Verkehrsträger angesehen, der sich besonders für den Einsatz in Städten und/oder für relativ kurze Entfernungen eignet. Nicht motorisierte Verkehrsmittel wie das Gehen, aber auch das Radfahren, der Transport auf kleinen Rädern (Skates, Skateboards, Roller und Handwagen) oder das Fahren mit dem Rollstuhl sind oft Schlüsselelemente für die erfolgreiche Förderung eines sauberen Stadtverkehrs. Eine Vielzahl von Fallstudien und bewährten Verfahren (aus europäischen Städten und einige weltweite Beispiele), die das Zufußgehen als Verkehrsmittel in Städten fördern und anregen, finden Sie auf Eltis, dem europäischen Portal für den Nahverkehr. ⓘ
Die Entwicklung spezieller Wegerechte mit geeigneter Infrastruktur kann die Teilnahme und die Freude am Gehen fördern. Beispiele für derartige Investitionen sind Fußgängerzonen und Vorlandwege wie Meeresstraßen und Flusswege. ⓘ
Die erste speziell für Fußgänger angelegte Straße in Europa ist die Lijnbaan in Rotterdam, die 1953 eröffnet wurde. Das erste Einkaufszentrum mit Fußgängerzone im Vereinigten Königreich wurde 1959 in Stevenage eröffnet. Zahlreiche europäische Städte haben seit den frühen 1960er Jahren einen Teil ihrer Zentren autofrei gemacht. Dazu gehören häufig Parkplätze am Rande der Fußgängerzone und, in größeren Fällen, Park-and-Ride-Systeme. Das Zentrum von Kopenhagen ist eines der größten und ältesten: Es wurde 1962 vom Autoverkehr in eine Fußgängerzone umgewandelt. ⓘ
In der Robotik
Im Allgemeinen hatten die ersten erfolgreichen Laufroboter sechs Beine. Mit dem Fortschritt der Mikroprozessortechnik konnte die Anzahl der Beine verringert werden, und heute gibt es Roboter, die auf zwei Beinen laufen können. Einer davon ist zum Beispiel ASIMO. Trotz der großen Fortschritte können Roboter immer noch nicht annähernd so gut laufen wie Menschen, da sie oft ihre Knie ständig beugen müssen, um ihre Stabilität zu verbessern. ⓘ
Im Jahr 2009 entwickelte der japanische Robotiker Tomotaka Takahashi einen Roboter, der drei Zentimeter über den Boden springen kann. Der Roboter mit dem Namen Ropid kann aufstehen, gehen, laufen und springen. ⓘ
Im Laufe der Jahre haben auch viele andere Roboter die Fähigkeit erlangt, wie ein zweibeiniger Laufroboter zu gehen. ⓘ
Mathematische Modelle
Es wurden mehrere mathematische Modelle vorgeschlagen, um die beim Gehen beobachtete Kinematik zu reproduzieren. Diese lassen sich grob in vier Kategorien einteilen: regelbasierte Modelle, die auf mechanischen Überlegungen und der bisherigen Literatur beruhen, Modelle mit schwach gekoppelten Phasenoszillatoren, steuerungsbasierte Modelle, die die Simulationen so steuern, dass eine bestimmte Eigenschaft der Fortbewegung maximiert wird, und phänomenologische Modelle, die Gleichungen direkt an die Kinematik anpassen. ⓘ
Regelbasierte Modelle
Die regelbasierten Modelle integrieren die bisherige Literatur zur motorischen Kontrolle, um einige einfache Regeln zu erstellen, von denen angenommen wird, dass sie für das Gehen verantwortlich sind (z. B. "die Belastung des linken Beins löst die Entlastung des rechten Beins aus"). Solche Modelle stützen sich im Allgemeinen streng auf die bisherige Literatur und können, wenn sie auf wenigen Regeln beruhen, leicht zu interpretieren sein. Wenn diese Modelle jedoch komplexer werden, kann der Einfluss der einzelnen Regeln schwer zu interpretieren sein. Darüber hinaus werden die Parameter oft ad hoc eingestellt, so dass man wenig darüber erfährt, warum das System auf diese Weise organisiert ist. Schließlich basieren solche Modelle in der Regel vollständig auf sensorischem Feedback und ignorieren die Wirkung von absteigenden und rhythmuserzeugenden Neuronen, die sich als entscheidend für die Koordination des richtigen Gehens erwiesen haben. ⓘ
Gekoppelte Oszillatormodelle
Die Theorie dynamischer Systeme zeigt, dass jedes Netzwerk mit zyklischer Dynamik als eine Reihe schwach gekoppelter Phasenoszillatoren modelliert werden kann. Jeder Oszillator kann einen Muskel, einen Gelenkwinkel oder sogar ein ganzes Bein modellieren und ist mit einer Reihe von anderen Oszillatoren gekoppelt. Häufig wird angenommen, dass diese Oszillatoren die zentralen Mustergeneratoren darstellen, die dem Gehen zugrunde liegen. Diese Modelle sind theoretisch gut fundiert, lassen einige Erweiterungen auf der Grundlage sensorischer Rückmeldungen zu und können an die Kinematik angepasst werden. Sie müssen jedoch stark eingeschränkt werden, um an die Daten angepasst werden zu können, und sie sagen nichts darüber aus, welche Gangarten dem Tier eine schnellere, robustere oder effizientere Fortbewegung ermöglichen. ⓘ
Kontrollbasierte Modelle
Kontrollbasierte Modelle beginnen mit einer Simulation, die auf einer Beschreibung der Anatomie des Tieres basiert, und optimieren die Kontrollparameter, um ein bestimmtes Verhalten zu erzeugen. Diese Modelle können auf einem Muskel-Skelett-Modell, einem Skelettmodell oder sogar einem einfachen Kugel-Stab-Modell basieren. Da diese Modelle die Fortbewegung durch die Optimierung einer bestimmten Metrik erzeugen, können sie dazu verwendet werden, den Raum des optimalen Fortbewegungsverhaltens unter bestimmten Annahmen zu untersuchen. Sie liefern jedoch in der Regel keine plausiblen Hypothesen über die neuronale Kodierung, die dem Verhalten zugrunde liegt, und sind in der Regel empfindlich gegenüber Modellierungsannahmen. ⓘ
Statistische Modelle
Phänomenologische Modelle modellieren die Kinematik des Gehens direkt durch Anpassung eines dynamischen Systems, ohne einen zugrunde liegenden Mechanismus zu postulieren, wie die Kinematik neural erzeugt wird. Solche Modelle können die realistischsten kinematischen Trajektorien erzeugen und wurden daher für die Simulation des Gehens für computergestützte Animationen erforscht. Das Fehlen eines zugrundeliegenden Mechanismus macht es jedoch schwierig, diese Modelle zur Untersuchung der biomechanischen oder neuronalen Eigenschaften des Gehens einzusetzen. ⓘ
Tiere
Pferde
Der Schritt ist ein Viertaktgang, der im Durchschnitt etwa 6,4 km/h (4 Meilen pro Stunde) beträgt. Beim Gehen folgen die Beine des Pferdes dieser Abfolge: linkes Hinterbein, linkes Vorderbein, rechtes Hinterbein, rechtes Vorderbein, in einem regelmäßigen 1-2-3-4-Takt. Beim Gehen hat das Pferd immer einen Fuß angehoben und die anderen drei Füße auf dem Boden, außer für einen kurzen Moment, wenn das Gewicht von einem Fuß auf den anderen verlagert wird. Das Pferd bewegt seinen Kopf und seinen Hals in einer leichten Auf- und Abwärtsbewegung, die ihm hilft, das Gleichgewicht zu halten. ⓘ
Im Idealfall übertritt der vorlaufende Hinterhuf die Stelle, an der der vorlaufende Vorderhuf den Boden berührt hat. Je mehr der hintere Huf übertritt, desto weicher und bequemer wird der Gang. Einzelne Pferde und verschiedene Rassen variieren in der Geschmeidigkeit ihres Ganges. Der Reiter wird jedoch fast immer ein gewisses Maß an sanfter Seitwärtsbewegung in den Hüften des Pferdes spüren, wenn die Hinterbeine nach vorne greifen. ⓘ
Die schnellsten "Gänge" mit einem vierfachen Trittmuster sind eigentlich die seitlichen Formen der schlendernden Gangarten wie der Laufschritt, der Einfüßler und ähnliche schnelle, aber sanfte Gangarten mittlerer Geschwindigkeit. Wenn ein Pferd anfängt, schneller zu werden und die regelmäßige Kadenz seines Ganges verliert, geht es nicht mehr im Schritt, sondern beginnt zu traben oder zu laufen. ⓘ
Elefanten
Elefanten können sich sowohl vorwärts als auch rückwärts bewegen, aber nicht traben, springen oder galoppieren. Wenn sie sich an Land bewegen, benutzen sie nur zwei Gangarten: das Gehen und einen schnelleren Gang, der dem Laufen ähnelt. Beim Gehen fungieren die Beine als Pendel, wobei sich Hüfte und Schultern heben und senken, während der Fuß auf dem Boden steht. Da es keine "Luftphase" gibt, erfüllt der schnelle Gang nicht alle Kriterien des Laufens, obwohl der Elefant seine Beine ähnlich wie andere Lauftiere einsetzt: Hüfte und Schultern fallen und heben sich, während die Füße auf dem Boden stehen. Schnell laufende Elefanten scheinen mit ihren Vorderbeinen zu "rennen", "gehen" aber mit ihren Hinterbeinen und können eine Höchstgeschwindigkeit von 18 km/h erreichen. Bei dieser Geschwindigkeit sind die meisten anderen Vierbeiner schon fast im Galopp unterwegs, selbst wenn man die Beinlänge berücksichtigt. ⓘ
Laufender Fisch
Wanderfische (oder Wanderfische) sind Fische, die in der Lage sind, sich über längere Zeit an Land fortzubewegen. Der Begriff kann auch für einige andere Fälle von nicht standardmäßiger Fortbewegung von Fischen verwendet werden, z. B. für Fische, die auf dem Meeresboden "laufen", wie der Handfisch oder der Anglerfisch. ⓘ
Insekten
Insekten müssen ihre sechs Beine beim Gehen sorgfältig koordinieren, um eine Gangart zu erzeugen, die eine effiziente Navigation in ihrer Umgebung ermöglicht. Die Koordinationsmuster zwischen den Beinen wurden bei einer Vielzahl von Insekten untersucht, darunter Heuschrecken (Schistocerca gregaria), Schaben (Periplaneta americana), Stabheuschrecken (Carausius morosus) und Fruchtfliegen (Drosophila melanogaster). Es wurde beobachtet, dass die verschiedenen Gangarten in einem geschwindigkeitsabhängigen Kontinuum von Phasenbeziehungen existieren. Obwohl die Gangarten nicht diskret sind, können sie oft grob als metachroner Wellengang, Tetrapodengang oder Tripodengang kategorisiert werden. ⓘ
Beim metachronalen Wellengang verlässt jeweils nur ein Bein den Bodenkontakt. Dieser Gang beginnt an einem der Hinterbeine, pflanzt sich dann zu den Mittel- und Vorderbeinen derselben Seite fort, bevor er am Hinterbein der Gegenseite beginnt. Der Wellengang wird häufig bei langsamen Gehgeschwindigkeiten eingesetzt und ist der stabilste Gang, da immer fünf Beine gleichzeitig den Boden berühren. ⓘ
Beim Tetrapodengang schwingen jeweils zwei Beine, während die anderen vier Beine in Kontakt mit dem Boden bleiben. Es gibt mehrere Konfigurationen für den Tetrapodengang, aber die Beine, die zusammen schwingen, müssen sich auf kontralateralen Seiten des Körpers befinden. Tetrapoden-Gänge werden in der Regel bei mittleren Geschwindigkeiten eingesetzt und sind zudem sehr stabil. ⓘ
Ein Gang wird als dreibeinig bezeichnet, wenn drei der Beine gleichzeitig in die Schwungphase eintreten, während die anderen drei Beine den Boden berühren. Das mittlere Bein einer Seite schwingt mit dem Hinter- und Vorderbein der anderen Seite. Der Dreibeingang wird am häufigsten bei hohen Geschwindigkeiten eingesetzt, kann aber auch bei niedrigeren Geschwindigkeiten verwendet werden. Der Tripod-Gang ist weniger stabil als der wellenförmige und der tetrapodische Gang, gilt aber als der robusteste Gang. Das bedeutet, dass es für ein Insekt einfacher ist, sich von einem Versatz in der Schrittfolge zu erholen, wenn es im Tripod-Gang läuft. Die Fähigkeit, robust zu reagieren, ist für Insekten wichtig, wenn sie sich in unebenem Gelände fortbewegen. ⓘ
Etymologie
Die gemeingerm. Verb mhd., ahd. gēn, gān beruht auf der idg. Wurzel g̑hē[i] „klaffen, leer sein, verlassen, (fort)gehen“. ⓘ
Gangarten
Man unterscheidet nach dem Bewegungsablauf folgende Gangarten:
- Zweibeiniger Gang (bipeder Gang): „Gehen“ im eigentlichen Sinne, die menschliche Fortbewegung; auch bei Vögeln und Nicht-Vogel-Dinosauriern
- Vierbeiniger Gang (quadrupeder Gang): die ursprüngliche Fortbewegungsweise der Landwirbeltiere, typisch für sehr viele Amphibien, Reptilien und Säugetiere; hierbei kann weiter unterschieden werden in
- Passgang (beide Extremitäten einer Körperseite setzen gleichzeitig auf)
- Kreuzgang (die sich am Rumpf schräg gegenüberliegenden Extremitäten setzen gleichzeitig auf). ⓘ
Zweibeiniger Gang
Ballengang im Alltag
Gehen im Alltag kann im Ballengang erfolgen, wobei das Aufsetzen des Fußes mit den Fußballen dem abgefederten Absetzen der Ferse dient, so wie man es täglich beim Treppabsteigen übt, oder gelegentlich beim Schleichen. Dafür sollte der Schuh samt eventueller Einlage nur eine geringe Sprengung haben, 2–3 mm, oder ganz ohne Sprengung sein. Wer nicht täglich viel Treppen steigen muss, kann gegen die Verkümmerung der nur am Ballengang verstärkt mitwirkenden Muskeln also versuchen, auf flachen flexiblen Sohlen im Ballengang einen Teil der Alltagswege zu gehen. Dazu gibt es auch Vorübungen für im Ballengang Ungeübte. Wo tastendes Fortbewegen von Vorteil ist, besonders in warmen Ländern, deren Wüsten keineswegs vorwiegend weichen Sanduntergrund bieten, sondern eher steinigen Boden, und viele Menschen traditionell barfuß gehen, ist Gehen im Ballengang naturgemäß eine im Alltag viel geübte Gangart. ⓘ
Aufrechter Gang bei Menschenaffen
Gibbons bewegen sich am Boden, wohin sie natürlicherweise aber kaum einmal geraten, immer auf zwei Beinen fort. Schimpansen und Gorillas halten sich zwar überwiegend am Boden auf, nutzen ihre bedingte Fähigkeit zum aufrechten Gang dabei allerdings wenig und nur für kurze Distanzen. Ihr hauptsächlich angewandter sogenannter Knöchelgang galt bis zur Entdeckung des Fossils „Ardi“ als ein Merkmal, das auch den frühen Hominini zugeschrieben wurde. Die Analyse seiner Handknochen ergab jedoch keinen Hinweis auf Knöchelgang, woraus geschlossen wurde, dass der Knöchelgang eine relativ späte Sonderanpassung der beiden Großen Menschenaffen ist. ⓘ