Een eenvoudig model ontwikkeld door onderzoekers van het Georgia Institute of Technology zou kunnen helpen verklaren waarom verschillende vierpotige dieren, waaronder mensen, vergelijkbare gangen aannemen ondanks dat ze verschillende lichaamsvormen en -groottes hebben.

Het model, beschreven in een studie gepubliceerd in het tijdschrift *Physical Review E*, suggereert dat de keuze van het looppatroon wordt bepaald door een combinatie van factoren, waaronder de snelheid van het dier, de lichaamsgrootte en de beenlengte.

"Ons model biedt een uniform raamwerk voor het begrijpen van de gangen van verschillende vierpotige dieren", zegt co-auteur David Hu, professor aan de School of Physics van Georgia Tech. "Het laat zien dat deze dieren vergelijkbare gangen aannemen, omdat ze allemaal proberen de energiekosten van lopen of rennen te minimaliseren."

Het model is gebaseerd op het idee dat dieren een bepaalde hoeveelheid energie gebruiken om hun benen heen en weer te bewegen. Deze energiekosten zijn afhankelijk van de snelheid waarmee het dier beweegt, de lengte van zijn poten en de massa van zijn lichaam.

Ook houdt het model rekening met het feit dat dieren hun poten slechts met een bepaalde maximale snelheid kunnen bewegen. Dit komt door de beperkingen van hun spieren en gewrichten.

Het model voorspelt dat dieren een manier van lopen zullen aannemen die de totale energiekosten van lopen of rennen minimaliseert. Dit is de reden waarom verschillende dieren, ondanks dat ze verschillende lichaamsvormen en -groottes hebben, vaak vergelijkbare gangen aannemen.

Mensen, honden en paarden lopen bijvoorbeeld allemaal met een snelheid van ongeveer 1 meter per seconde. Ze hebben ook allemaal benen die ongeveer even lang zijn in verhouding tot hun lichaamsgrootte. Dit betekent dat ze allemaal een soortgelijke manier van lopen aannemen, een zogenaamde wandeling, om de energiekosten van het lopen te minimaliseren.

Bij hogere snelheden schakelen mensen, honden en paarden allemaal over op een gang die rennen wordt genoemd. Dit komt omdat hardlopen efficiënter is dan lopen met hogere snelheden. Het model voorspelt dat de overgang van lopen naar rennen plaatsvindt met een snelheid van ongeveer 2 meter per seconde bij mensen, honden en paarden.

Het model voorspelt ook dat kleinere dieren een snellere manier van lopen zullen aannemen dan grotere dieren. Dit komt doordat kleinere dieren kortere poten en een lagere massa hebben, waardoor ze hun poten sneller en efficiënter kunnen bewegen.

De onderzoekers testten het model door de voorspellingen te vergelijken met de gangen van verschillende viervoetige dieren. Ze ontdekten dat het model nauwkeurig de gangen van een grote verscheidenheid aan dieren voorspelde, waaronder mensen, honden, paarden, katten, konijnen en herten.

De onderzoekers zeggen dat hun model zou kunnen helpen verklaren waarom verschillende vierpotige dieren vergelijkbare gangen aannemen. Het kan ook worden gebruikt om robots te ontwerpen die efficiënt kunnen lopen of rennen.