小腿肌肉越大、越突出，就一定是最有力的吗?研究肌肉结构的新科学家表示，肌肉的大小并不是决定力量大小的关键，而是肌肉的布局——尤其是一种被称为“羽状”的羽毛状布局。

阳光海岸大学副教授 Christofer Clemente、昆士兰大学 Taylor Dick 博士、科布伦茨大学 Robert Rockenfeller 博士和斯图加特大学 Michael Günther 博士使用数学模型来确定最终的肌肉设计——找到哪种肌肉纤维角度最能补充肌肉的长度与厚度的比率。

他们的见解今天发表在《皇家学会开放科学》杂志上，可能会影响运动员的训练方式和机器人的制造方式。

“从本质上讲，并肩工作的肌肉纤维越多，肌肉产生的力量就越大，”克莱门特博士说。

“通过以一定角度排列更多的纤维，羽状肌的横截面积会增加，这与它们产生力量的能力直接相关。

“虽然乍一看这似乎是一个低效的设计，但我们知道这是一个自然的设计奇迹，是通过进化而完善的。”

然而，其代价是，虽然羽状肌在产生力量方面表现出色，但它们的速度效率却不那么高。

虽然这一点已经为人所知，但这项新研究确定了第二个设计标准：肌肉长度和厚度的比例。

借助数学几何模型，研究人员能够确定最佳羽状角，以匹配肌肉的长度与厚度之比，从而实现最大力量的产生。他们将这种现象称为“羽状机械优势”。

主要作者罗肯菲勒博士表示，对羽状角的更深入了解将激发生物力学和机器人技术的新方法。

他说：“这些知识可以为运动员提供更好的训练方案，改善伤病康复技术，甚至可以从生物角度启发设计出更有效的模仿人类运动的机器人和假肢。”

“随着我们不断了解肌肉结构，很明显大自然以复杂且极其高效的方式优化了我们的肌肉。

“因此，当您下次欣赏自行车运动员强健的小腿或短跑运动员爆发力十足的起跑时，请记住，他们的力量很大程度上来自于部分肌肉巧妙的羽状设计——这是经过数百万年完善的自然工程壮举。”

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