出品：科普中国

制作：苏澄宇

监制：中国科学院计算机网络信息中心

都说企鹅可爱，人们之所以觉得它可爱，一部分是因为它憨态可掬，配色和熊猫一样都是黑白相间的，另一部分是因为它走起路来摇摇晃晃。

左右摇晃看着就很浪费能量｜图源：giphy

走路晃头晃脑的，在冰面上行走自然容易摔倒。

哎呀我摔倒了｜图源：giphy

不过企鹅为什么要左右摇摆呢？为什么就不能好好走路呢？

加州大学伯克利分校的 Timothy m. Griffin 和科罗拉多大学博尔德分校的 Rodger Kram做了一个研究，关于企鹅走路的力学分析 。

他们发现企鹅这么走路是为了提高能量的利用效率。

是不是觉得不可思议？因为企鹅走路看起来其实很不高效，企鹅是要向前走的，但它却向左右方向摇晃，左右摇晃和前进是矛盾的，感觉能量被分走了一部分给左右摇摆。

在介绍实验之前，先来讲讲行走效率是怎么一回事。

行走效率不仅仅取决于肌肉和骨骼的形态，还取决于如何使用它们。

人类的步态之所以高效，是因为我们每走一步都会轻微地向前倾斜，借助重力推动我们前进。如果我们不利用重力，单纯靠肌肉的发力，那么我们就要多花费65%的能量。

这65%也被称为能量回收率。

接下来介绍实验。

科学家去海洋公园那里找了5只帝企鹅，连哄带骗地把人家引到了一个专门为企鹅设计的“跑步机”上。这个跑步机可以测试企鹅每一步的力量大小、方向以及移动速度。

研究中，两个科学家测量了帝企鹅行走过程（0.5m/s）中的能量回收率，居然达到了80%，超过了人类的回收效率。

不仅如此，研究者还认为企鹅步态是所有陆行动物中能量回收率最高的。

a、b 帝企鹅在0.54m/s行走速度时的重力势能和动能的波动图 c 、dy摇摆的能量回收效率｜图源：文献1

假如企鹅没了摇晃的侧向运动，那么它的步行效率将会降低很多。

因为企鹅的左右摇摆的时候，重心会发生变化，产生重力势能，进而转化为动能。

但企鹅行走消耗的能量是同体型动物的两倍（能量回收率和能量大小是两个值）。

因为它们的腿太短了，而且大部分的腿还藏在了厚厚的羽毛下面，这导致它行走太困难了，耗能高也是自然而然的。