تردمیل

تبارشناسی تردمیل؛ از اختراع چرخ تا توسعه در دنیای مدرن

تبارشناسی تردمیل اختراع چرخ تا توسعه در دنیای مدرن

با اطمینان می‌توانیم ادعا کنیم که پیش از خواندن این مقاله، تصورش را هم نمی‌کنید که پیشینۀ ساخته شدن وسیله‌ای امروزی و مدرن تا کجاها به دنیای باستان بازمی‌گردد و با آن عجین باشد. به علاوه، این ارتباط نسبتی انتزاعی نیست که صرفا در ذهن شکل بگیرد، بلکه عینا دستاوردی چند هزار ساله از مهندسی، با تفاوت‌هایی جزئی و با شکل و شمایل امروزی، به دنیای معاصر منتقل شده است. این مقاله خلاصه‌ای از داستان یکی از شناخته‌شده‌ترین تجهیزات هوازیِ عصرِ حاضر است: تردمیل.

واژه‌شناسی تردمیل

Treadmill در زبان انگلیسی از دو واژه ساخته شده است. Tread به شیوه‌ای مشخص از راه رفتن (گام برداشتن) گفته می‌شود و Mill به معنای آسیاب کردن است. آسیاب کردن می‌تواند از طریق سابیده شدن دو سنگِ گرد (جسم گرد) بر هم محقق شود، یا چرخیدن گردونه‌ای توخالی باشد که در درون خود چیزی را به واسطۀ چرخشِ مدام، خرد، ریز یا آسیاب می‌کند. نیازمند توضیح بیشتر نیست که معنای این دو واژه به تمامی در ساختار امروزیِ تردمیل پیاده شده است.

اجازه بدهید قدری به عقب برگردیم. یک سوال: این وسیلۀ دوست‌داشتنی و بعضا حیاتی برای زندگی امروزی ما، در هسته خود از سر هم شدن چه چیزی شکل گرفته است؟ بله، چرخ و محور. انسان‌ها هزاران سال است با ابزارهایی زندگی می‌کنند که به واسطۀ اختراع چرخ به‌وجود آمده‌اند. در حقیقت اختراع چرخ آغازِ مهندسیِ انسان برای ابداع و اختراع ابزارهای پیچیده بوده است. به این ترتیب، صریحا باید یکی از آخرین نوادگان و نبیرگان پیشرفتۀ چرخ‌ را تردمیل بدانیم.

ساختار

تردمیل‌ها دو محور دارند که تسمه‌ای به دور آن کشیده شده است. وظیفۀ گرداندن این تسمه در نمونه‌های مکانیکی بر عهدۀ نیروی پاهای کاربر است و در نمونه‌های موتوردار، بر عهدۀ موتور الکتریکی. تسمه می‌چرخد و کاربر روی آن با اهداف گوناگونی همچون ورزش، شادابی، درمان یا بازیابی توان پیاد‌ه‌روی می‌کند یا می‌دود. چنانکه واضح است، الگوی حرکتی در این وسیله، سازوکار حرکت چرخ را به شکلی مدرن و هدفمند پیاده کرده است. چرخْ ساختاری دایره‌ای شکل دارد که به واسطۀ اتصال به محور، امکان چرخیدن پیدا می‌کند. این سازوکار، هزاران سال است امکان جابجایی، بلند کردن و انجام کارهای سنگین و پیچیده را به انسان عطا کرده است. اختراع چرخ بعدها منشا ساخت چرخِ لنگر یا چرخ طیار (Flywheel)، فرمان و سکان در انواع و اقسام موتورها، ماشین‌ها و سازه‌های دیگر بوده است. همانطور که خواندید، مرکز ساختار دستگاه تردمیل، از مزیت‌‌های جانبیِ دستیابیِ انسان به چرخ بهره می‌برد. حال سوال این است: چرخ کِی اختراع شد؟ پاسخ مبهم است: هیچ‌کس دقیقا نمی‌داند!

تاریخِ دقیقِ اختراع چرخ هنوز چندان روشن نیست. چراکه احتمالا اختراعش به دوره‌های پیشاتاریخی بازمی‌گردد و اطلاعات دقیقی از این دوران در دست محققان و پژوهندگان تاریخی قرار ندارد. علی‌رغم اینکه شواهدی از وجود ابزارهای چرخ‌دار در اروپا، اروپای شرقی و چین یافت شده، اما تمدن‌های ساکن در این مناطق را مخترعان چرخ نمی‌دانند. نخستین نشانه‌های پیدایش چرخ در تمدن‌های بین‌النهرین شناسایی شده است و این منطقه را منشا پیدایش چرخ معرفی کرده‌اند.

تاریخچۀ اختراع چرخ

اختراع یا ابداعِ دیسک‌های چوبیِ تراشیده شدۀ کوچک، به اواخر دورۀ نوسنگی (نئولیتیک) نسبت داده شده است (۱۰۰۰۰ تا ۴۵۰۰ سال پیش از میلاد) که منشا اختراعات دیگر در عصر برنز (۳۳۰۰ تا ۱۲۰۰ سال پیش از میلاد) شده‌اند؛ از جمله چرخ سفالگری. در حقیقت این ابتدایی‌ترین گام‌های بشر در راه دست یافتن به ساختار کامل چرخ بوده است. جهت اطلاع، بدانید که آغاز دورۀ نوسنگی را نیز سرزمین شام (سوریه، لبنان، اردن و قبرس امروزی) می‌دانند. این تخمین‌ها نشان‌دهندۀ این است که چند هزار سال خبری از چرخ در میان‌ انسان‌ها نبوده است. حتی پس از انقلاب نوسنگی (۹۰۰۰ تا ۶۰۰۰ هزار سال پیش از میلاد) و تواناییِ سفالگری، باز هم شواهدی مبنی بر وجود چرخ یافت نشده است.

آغاز دورۀ نوسنگی را سرزمین شام (سوریه، لبنان، اردن و قبرس امروزی) می‌دانند.
تصویر ۱ – اختراع یا ابداعِ دیسک‌های چوبیِ تراشیده شدۀ کوچک، به اواخر دورۀ نوسنگی (نئولیتیک) نسبت داده شده است (۱۰۰۰۰ تا ۴۵۰۰ سال پیش از میلاد)

با این توصیف‌ها، و برای ساده‌سازی خط زمانی اختراع چرخ، می‌توان چنین طبقه‌بندی برای آن ترسیم کرد:

اختراع چرخ سفال‌گری، دیسک‌های تراشیده‌شده با سوراخی به منظور قرار گرفتن بر محور، و اهلی کردن اسب، همگی در دوران مس‌سنگی (۴۵۰۰ تا ۳۳۰۰ سال پیش از میلاد) رخ داده است.

حد فاصل سال‌های ۳۳۰۰ تا ۲۲۰۰ پیش از میلاد (ابتدای عصر برنز) کمتر نشانه‌ متقنی دال بر وجود چرخ در میان تمدن‌های باستانی یافت شده است.

سپس بین سال‌های ۲۲۰۰ تا ۱۵۵۰ پیش از میلاد، شواهد وجود چرخ پره‌دار و ارابه یافت شده است. چنانکه در پرچم اور (شهری باستان در جنوب بغداد امروزی) که متعلق به ۲۶۰۰ سال پیش از میلاد است، تصویر ارابه نقش بسته است (تصویر ۱). البته باید به این نکته توجه کرد که چرخ‌پره‌دار مدت‌ها پس از چرخ به وجود آمد. جلوتر به این مساله اشاره خواهیم کرد.

چرخ‌پره‌دار مدت‌ها پس از چرخ به وجود آمد.
تصویر ۲ – قدیمی‌ترین وسیلۀ شبیه به چرخ، که به همراه محوری چوبی کشف شده است، به ۳۱۵۰ سال پیش از میلاد (۵۱۵۰ سال تا امروز) و به دورۀ مس‌سنگی تعلق دارد

اگر بیشتر تاریخ را بکاویم، قدیمی‌ترین وسیلۀ شبیه به چرخ، که به همراه محوری چوبی کشف شده است، به ۳۱۵۰ سال پیش از میلاد (۵۱۵۰ سال تا امروز) و به دورۀ مس‌سنگی تعلق دارد (تصویر ۲). این چرخ که به چرخ مرداب‌های لیوبلیانا (Ljubljana Marshes Wheel) شهرت دارد، در کشور اسلوونی و در سال ۲۰۰۲ پیدا شده و از چوب درخت زبان‌گنجشنگ ساخته شده است. در حقیقت این یافته را باید نخستین نشانه از دسترسی انسان به چرخ، همراه با محور دانست. یعنی انسانِ آن عصر کم‌کم به ساختارهای پیچیده می‌اندیشیده است.

البته انواعی پیش‌سازه‌طور از چرخ، که به چرخ کُند یا چرخِ سنگی (گاهی ساخته شده از خاک رس) موسوم‌اند و برای سفال‌گری به کار می‌رفته‌اند، در تپۀ پردیسِ شهر قرچک، و متعلق به هزارۀ پنجم پیش از میلاد یافته شده است. با این حال این دسته از چرخ‌ها به نیروی بسیاری برای چرخاندن نیاز داشته‌اند و با گیره‌ای به زمین متصل می‌شده‌اند و عمل چرخیدن به معنای کامل در آنها رخ نمی‌داده است، یا به سختی رخ می‌داده است. به زبان ساده، تا چرخ شدن فاصله داشته‌اند.

شبیه‌ترین چرخ‌های سفال‌گری که راحت، کامل و آزادانه می‌چرخیدند و بر محوری استوار بودند، در حدود سال‌های ۴۲۰۰ تا ۴۰۰۰ پیش از میلاد در بین‌النهرین و مجددا در شهر اور یافت شده‌اند. به سبب همین یافته‌های متعدد، از لحاظ جغرافیایی، تمدن‌های بین‌النهرین را مختراعان چرخ نام داده‌اند.

تکامل چرخ و پیدایش محور

به این ترتیب، تا به اینجا دانستیم که یقینا ابتدا چرخ‌ِ کوزه‌گری اختراع شده است. صفحه‌ای افقی که امکان چرخاندن داشته و گِلِ کوزه‌گری روی آن ریخته می‌شده و با چرخاندن، کوزه‌گر به‌راحتی به گل شکل می‌داده است. پس از این، چرخِ عمودی به فکر انسان خطور کرده و در ساخت چیزی به نام ارابه یا گاری به کار رفته است. این فرایند احتمالا در هزارۀ سوم پیش از میلاد رخ داده است.

گلدان Bronocice pot که بر جدارۀ آن، تصویری از وسیله‌ای که ظاهرا چرخ دارد، دیده می‌شود.
تصویر ۳ – گلدان Bronocice pot که بر جدارۀ آن، تصویری از وسیله‌ای که ظاهرا چرخ دارد، دیده می‌شود. کراکوف – لهستان

با همۀ این توضیحات، قدیمی‌ترین نشانه‌های در دسترس از وسایل یا ابزارهای متحرک که چرخ یکی از متعلقات آن باشد، در جنوب لهستان امروزی (شمال شهر کراکوف) پیدا شده است. فرهنگی به نام Funnelbeaker  که در حدود ۴۳۰۰ تا ۲۸۰۰ سال پیش از میلاد می‌زیسته‌اند، احتمالا از وسایل چرخ‌دار برای کارهای روزمرۀ خود کمک می‌گرفته‌اند. Bronocice pot گلدانی است که در شمال شرقی شهر کراکوف لهستان از این فرهنگ یافت شده و بر جدارۀ گلدان تصویری از وسیله‌ای که ظاهرا چرخ دارد، دیده می‌شود (تصویر ۳). باید یادآور شویم که همۀ اینها ظن و گمان است و قطعیتی در این باره حاصل نشده است.

آنچه می‌توان از این داده‌ها برداشت کرد، تازه در هزارۀ سوم پیش از میلاد بوده است که انسان با کنار هم قرار دادن چرخ و محور، اندک اندک ابزارها و وسایل پیچیده‌تری را تصور کرده است و در نهایت طی چند هزار سال به ساخت انواع پیشرفتۀ آنها مبادرت کرده است. تغییر جهت چرخ کوزه‌گری از افقی به عمودی، تغییر جهتی بزرگ در تمدن انسان شمرده می‌شود؛ شاید بزرگ‌ترین. تکمیل شدن ساخت چرخ، و درپی آن محور، به انسان امکان ساخت ابزارهای بزرگی را داد تا با آن کارهای بزرگ‌تری بکند.

ریشه‌های ساخت تردمیل در دنیای باستان

از قرار معلوم، اگر بنا باشد اینچنین در تاریخ پاورچین پاورچین به دنبال تردمیل بگردیم، تا چند هزار سال به آن نخواهیم رسید و تنها باید شواهد را بررسی کنیم و طول مقاله نیز ده‌ها صفحه درازتر خواهد شد! بنابراین پس از آنکه دانستیم چرخ و محور چگونه و در چه دوره‌ای پیدا‌ شده‌اند، قدری پیشتر می‌آییم تا شاهد باشیم که انسان چگونه طی حدود ۲ هزار سال، با چرخ چه‌ کارها کرده است.

پره

احتمالا پس از آنکه انسان دریافت می‌توان با چرخ عمودی به کمک محور وسیله‌ای برای حرکت ساخت، ابتدا چرخ‌های توپُر به کار برده است، همچنان که در پرچم شهر اور دیده می‌شود. بیشتر اندیشیدن به چرخ و نحوۀ گردش آن، منجر به ابداع پره (Spoke) شد. پره سبب می‌شد چرخ راحت‌تر و نرم‌تر حرکت کند و در عین حال سبک‌تر باشد تا امکان تعویض آن نیز به علت سبکی، آسان‌تر شود. از طرف دیگر، امکان ساخت چرخ‌های بزرگ‌تر را نیز میسر می‌کرد. یقینا چرخ‌های ابتدایی، چه چوبی چه سنگی، از تراشیده شدنِ این اجسام و گرد شدن آنها به وجود می‌آمده‌اند و علی‌رغم چرخیدن، مشکلاتی را همچون سنگینی و کندی در حرکت و تخریب زودهنگام به‌دنبال داشته‌اند.

قدیمی‌ترین شواهد مبنی بر وجود پره در چرخ مربوط به فرهنگی به نام سینتاشا (Sintashta) است، در استپ اوراسیای شمالی و در شرقی‌ترین مرزهای اروپا. فرهنگی که در عصر برنز و در حدود ۲۰۰۰ سال پیش از میلاد وجود داشته است. پس از آن، فرهنگِ اسب‌دوستِ ناحیۀ قفقاز طی حدود سه قرن، ارابه‌های جنگیِ پره‌داری را که به اسب‌ها بسته می‌شد، به کار گرفتند و این سازوکار را تکامل بخشیدند. آنها در نهایت به شبه‌جزیرۀ یونان رفتند و به شکوفاییِ مردمانِ مدیترانه‌ای یاری رساندند، جایی که در آخر به تمدن اسپارت و آتن ختم می‌شد.

پس از آن، سِلْتی‌ها در نخستین سده‌های هزارۀ قبل از میلاد (حدود ۷۰۰ ق‌م)، ارابه‌هایی را با رینگ آهنی به دور چرخ به جهان معرفی کردند. این ابداع چنان اثرگذار و اساسی بود که چرخ‌های پره‌دار حدود ۲۵۰۰ سال به شکل‌های گوناگون در سرتاسر جهان استفاده شد و تا پیش از سال‌های ۱۸۷۰ که چرخ‌های جدید و لاستیک اختراع شد، به کار برده می‌شدند. در نتیجه، چرخ، محور و پره، سببِ ساخته شدنِ دستگاه‌های بزرگ‌تر شد.

نخستین ماشین‌ها

شاید این مساله موجب تعجب شما شود اگر بدانید ریشه‌های اختراع تردمیل هیچ ارتباطی به ورزش و تندرستی نداشته است. در حقیقت توسعۀ حقیقیِ این وسیله را باید ناشی از ساخت‌و‌ساز و مهندسیِ زندگیِ انسان دانست: یعنی برطرف کردن نیازها به منظور راحتی. به همین سبب در سرتاسر تاریخ، این وسیله بیشترین ارتباطش را با کارگرانِ یدی و زور و بازوی آنها داشته است.

چیزی که امروز آن را تردمیل می‌نامیم تاریخچه عجیبی به قدمت اختراع چرخ دارد.
تصویر ۴ – در قرن اول میلادی (حدود ۲۶۰۰ سال پس از تصویرِ ارابه در پرچم شهر اور)، رومیان از وسیله‌ای پیشرو استفاده می‌کرده‌اند به نام تردویل (Treadwheel)

در قرن اول میلادی (حدود ۲۶۰۰ سال پس از تصویرِ ارابه در پرچم شهر اور)، رومیان از وسیله‌ای پیشرو استفاده می‌کرده‌اند به نام تردویل (Treadwheel). نوعی چرخِ غول‌پیکر که با نیروی انسان به راه می‌افتاد و کار جرثقیل‌های امروزی را می‌کرد (تصویر ۴).

راسِ این وسیله به‌واسطۀ تسمه‌هایی از طرفین به زمین محکم می‌شد تا به استوارترین شکل بایستد. در کنارش چرخی وجود داشت که کسی درونش همچون هَمسْتِری درونِ گردونه‌ای می‌دوید، تا قلابی که از راس وسیله آویزان بود، به حرکت درآید و اجسام سنگین را به‌منظور جابجایی و ساخت‌و‌ساز بلند کند. خودِ چرخ نیز با محوری بسیار بزرگ و محکم، به کلِ سازه متصل می‌شد.

با در نظر گرفتن قطر گردونۀ تردویل، ظرفیت و قدرت بلند کردن اجسام با آن ۶۰ برابر بیشتر از روش‌های پیشین (۲۵۰۰ سال پیش از میلاد) برای جابجاییِ اجسام بوده که در مصر باستان با نیروی جسمیِ انسان‌ها برای ساختن اهرام ثلاثه به کار گرفته می‌‌شده است. در واقع، این سازۀ رومیان را می‌توان یک شاهکار مهندسی لقب داد. در حالی که تردویل‌های انسانی به عنوان یکی از کلیدی‌ترین قطعات ماشینی تا قرن سیزدهم میلادی استفاده می‌شدند، همان ساختار در چرخِ ‌آبی‌ (Waterwheel) نیز به کار رفت (تصویر ۵). چرخ آبی نمونه‌ای ابتدایی از یک ماشین بود که از جریان آب برای تبدیل کردن آن به انواع نیرو بهره می‌برد. این سازه‌ها عموما به شکل عمودی ساخته می‌شدند و بیشتر در کنار آسیاب‌ها، به منظور چرخاندن سنگ‌های بزرگِ آسیاب‌های آبی، دیده‌ می‌شدند.

یک نوع از تردویل‌های انسانی به عنوان یکی از کلیدی‌ترین قطعات ماشینی تا قرن سیزدهم میلادی استفاده می‌شدند.
تصویر ۵ – تردویل‌های انسانی به عنوان یکی از کلیدی‌ترین قطعات ماشینی تا قرن سیزدهم میلادی استفاده می‌شدند.

به همین ترتیب، و با پیش رفتن زمان، از این ساختار برای استفاده‌های دیگر، بهره‌ها برده شد. در قرن نوزدهم میلادی، زمانی که خبری از آب و باد برای تولید نیرو نبود، اسب‌ها را روی تردمیل‌هایی ثابت قرار می‌دادند تا نیرو تولید کنند.

در مواردی نادر، از این تردمیل‌های اسبی برای تولید نیرو در انواعی از قایق‌ها نیز استفاده می‌شده است. ساحل شرقی آمریکا جایی بوده که چنین کاربرد‌های غیرمعمولی در آنجا ثبت شده است. با این حال، نکته جالب توجه این دستگاه (تصویر ۶) این بود که باید آن را شبیه‌ترین وسیله به تردمیل‌های امروزی دانست. چراکه در آن از تسمه‌ای (صفحه) گردان و افقی برای حرکت و تولید نیرو استفاده می‌شده است، دقیقا همانند تردمیل امروزی.

تردمیل اسبی
تصویر ۶ – از تردمیل‌های اسبی برای تولید نیرو در انواعی از قایق‌ها نیز استفاده می‌شده است.

تردمیل‌های اسبی چنان عمومیت پیدا کردند که در ابتدای قرن نوزدهم برای کارهای روزمرۀ خانگی استفاده می‌شده‌اند. نمونه‌های کوچک‌تر از این ابزار نیز برای سگ‌ها، گوسفندها و بزها طراحی شد تا برای کره گرفتن، خامه گرفتن، چرخاندن سنگ‌های تیزکنی و تولید نیرو در آسیاب‌های بادی استفاده‌شدنی باشد. می‌توان تصور کرد که جوامع آن زمان چه هیجانی برای استفاده از این وسیله‌ها داشته‌اند.

تردمیل زندان

گام بزرگ بعدی در طراحی تردمیل‌ها در سال ۱۸۱۷ برداشته شد و احتمالا به بدنام‌ترین گام‌ها نیز بدل شد. پس از مشاهدۀ اوقاتِ بطالت زندانیان، به مهندس انگلیسی، سر ویلیام کوبیت، الهام شد که باید «تردمیل» را ابداع کند (تصویر ۷).

این وسیله بیشتر به دستگاه Stairmaster یا استِپِر شباهت داشت تا تردمیلی که ما امروزه می‌شناسیم. با وجود این، آقای کوبیت این اختراع جدید را در مقام بازتعریف معنای خلاف کردن به واسطۀ آمیختن آن با انجام کاری واقعی تعبیر کرد.

این نوع از تردمیل شباهت بسیاری به تردویل‌ها داشت؛ حتی در چرخ‌های بزرگِ گردانش. آقای کوبیت به جای اینکه کسی را در مرکز چرخ قرار دهد تا آن را راه بیندازد، پله‌هایی بر سطح بیرونی چرخ تعبیه کرد. زندانیانِ نگونبخت باید جایی را سفت می‌چسبیدند و سپس به صورت پلکانی گام برمی‌داشتند تا چرخ به گردش درآید. به‌خاطر محورِ چرخشیِ یکپارچۀ این تردمیل، مادامی که یک نفر روی آن گام می‌زد، چرخ به چرخیدن ادامه می‌داد.

تردمیل زندان
تصویر ۷ – گام بزرگ بعدی در طراحی تردمیل‌ها در سال ۱۸۱۷ برداشته شد و احتمالا به بدنام‌ترین گام‌ها نیز بدل شد.

با وجود اینکه آقای کوبیت در خانوادۀ آسیابانان پرورش یافته بود، و سابقۀ خانوادگی او سود رساندن به دیگران را در خود نهادینه کرده بود، اما کاری که زندانیان با تردمیل او می‌کردند، به هیچ‌چیز کمکی نمی‌رساند. در حالی که در آمریکا پای زندانیان را در غل و زنجیر می‌کردند تا گروه‌های کارآمدی از کارگرانِ یدی به وجود آید، زندانیانِ انگلیسی به ابتدایی‌ترین شکل با تردمیل تنبیه می‌شدند تا شاید این کار بازدارندۀ آنها از انجام مجدد خلاف باشد. این در حالی بود که زندانیانِ پیشین، عملا هدفمندتر اوقاتِ زندان‌شان را سپری می‌کردند.

آن زندانیان معمولا ۶ ساعت در طول روز روی تردمیل‌های آقای کوبیت راه می‌رفتند، چیزی حدود ۱۴ هزار قدم که به راحتی ۲۰۰۰ کالری از آنها می‌گرفت. یکی از مستندات موجود حاکی از این است که در زندانِ شهرِ وارویکِ انگلستان، زندانیان در مجموع طیِ ۱۰ ساعت حدود ۱۷ هزار قدم بر‌می‌داشته‌اند؛ برابر با ۱۳ بار بالا رفتن از ساختمانِ امپایر استیت (ساختمانی ۱۰۲ طبقه، واقع در محلۀ منتهن شهر نیویورک)!

در نهایت، کوبیت به سوی طراحی نمونه‌هایی از اختراع خود برای پمپ کردن آب و آسیاب کردن ذرت تمایل پیدا کرد، اگرچه اختراع او همچنان در زندان‌ها به کار گرفته می‌شد. سر آخر، Tread-mill او در سال ۱۹۰۲ منسوخ شد و کم‌کم Treadmill، که امروزه می‌شناسیم سر و شکل گرفت.

توسعه در قرن بیستم

در سال ۱۹۱۱ در امریکا، کلود لاورین هاگن، اختراعی را با عنوان «ماشین تمرین» ثبت کرد (پتنت) که شامل تسمۀ تردمیل هم می‌شد. این اختراع به شکل غافل‌گیرکننده‌ای پرجزییات و جلوتر از زمانۀ خود بود. مثلا، هاگن برای وسیلۀ خود، قابلیتی طراحی کرده بود تا امکان جابجایی‌اش میسر شود. او فکر کاربرانی با قدهای متفاوت را هم کرده بود و ریل‌های متحرک برایشان در کنار دستگاه تعبیه کرده بود و حتی تلاش کرده بود تا صدای دستگاه را کاهش دهد. این کار را با تعبیه کردن چهار پایۀ بیرونی انجام داد که می‌توانستند فاصلۀ تسمه را از زمین بیشتر کنند. همین سازوکار امکان شیب دادن را نیز میسر می‌کرد (تصویر۸).

توسعه در قرن بیستم
تصویر ۸ – در سال ۱۹۱۱ در امریکا، کلود لاورین هاگن، اختراعی را با عنوان «ماشین تمرین» ثبت کرد (پتنت) که شامل تسمۀ تردمیل هم می‌شد.

اگرچه تبدیل کردن چنین طراحی از ایده به تولید در آن روزگار به‌سختی ممکن می‌شد، اما در هر حال این نمونۀ اولیه تا به امروز نیز جزو منشاهای طراحی تردمیل‌های مدرن شناخته می‌شود.

در طول سال‌های ۱۹۲۰ و ۱۹۳۰ مدل‌هایی از تردمیل پیدا شد که با نیروی عضلات کار می‌کرد. آنها وسیله‌هایی بدون موتور بودند که با صفحه‌هایی چوبی نیروی رانشی متفاوتی را در قیاس با تردمیل‌های امروزی با تسمه‌های لاستیکی بازسازی می‌کردند.

نخستین تردمیل موتوردار را کاردیولوژیست آمریکایی دکتر رابرت اِی بروس (۱۹۱۶-۲۰۰۴) در سال ۱۹۵۲ ابداع کرد. او را پدر ورزش‌های کاردیولوژی می‌دانند و این وسیله را به‌منظور تشخیص بیماری‌های قلبی و ریوی ساخت. دکتر بروس به‌واسطۀ تستِ ورزشِ قلب (Cardiac Stress Test) که اکنون به نام پروتوکل بروس شناخته می‌شود، موفق به طراحی این وسیله شد. در این تست، بیماران در حین راه رفتن یا دویدن به‌واسطۀ قلاب‌هایی (گیره) به دستگاهِ الکتروکاردیوگراف (ECG) متصل می‌شدند (تصویر ۹).

دستگاه الکتروکاردیوگراف
تصویر ۹ – نخستین تردمیل موتوردار را کاردیولوژیست آمریکایی دکتر رابرت اِی بروس (۱۹۱۶-۲۰۰۴) در سال ۱۹۵۲ ابداع کرد.

سپس هر چند دقیقه یک بار سرعت و شیب وسیله افزایش می‌یافت تا به بروس و همکارش، وین کوئینتون، امکان مشاهده و ثبت واکنش‌های قلبی و ریوی را بدهد. همین رخداد را باید از نخستین نشانه‌های پیوستگیِ تکنولوژی و علم دانست.

پیش از این آزمایش، وضعیت بیماران باید به‌وسیلۀ دستگاه کاردیوگرافی در حالی که دراز کشیده‌اند و استراحت می‌کنند، مشاهده می‌شد. هدف، بررسی تفاوت‌ها بود. روش‌های دیگری نیز برای سنجش وضعیت قلبی و ریوی بیماران وجود داشت، که به‌سبب سختی در انجام، به مذاق بیماران خوش نمی‌آمد. به‌همین علت روش دکتر بروس به‌خاطر سهولت در استفاده از تردمیل و امکان تنظیم سرعت و شیب، به یک استاندارد بدل شد. جالب توجه خواهد بود اگر بدانید پس از گذشت بیش از ۷۰ سال، هنوز از روش دکتر بروس برای سنجش قلب و ریۀ افراد کمک می‌گیرند.

موفقیت اقتصادی

در اواخر سال‌های ۱۹۶۰ شاهد معرفی و تولید انبوهِ نخستین تردمیل خانگی بودیم که به دست مهندسِ مکانیکِ آمریکایی، ویلیام استاب (۱۹۱۵-۲۰۱۲) اختراع شد. منبع الهام استاب از ایروبیک می‌آمد، کتابی نوشته دکتر کِنِت کوپر (۱۹۳۱)، سرهنگ بازنشستۀ نیروی هوایی ارتش آمریکا. کتابِ دکتر کوپر دربارۀ سامانه‌ای پایه‌ای برای اندازه‌گیری و ارتقای بدنسازیِ هوازی (cardiovascular fitness) بود. راه و روشی برای مبارزه با کم‌تحرکی و کم‌کوشی. همچنین او بوده است که پیشنهادِ دست کم ۸ دقیقه دویدن در روز برای ۵ بار در هفته را داده است. چیزی که امروزه همچون قانونی بی‌خلل برای ورزش کردن در سرتاسر جهان پذیرفته شده است. استاب نمونه‌ای اولیه از یک تردمیل را ساخت و نامش را Pacemaster 600 گذاشت. سپس آن را به‌ نیتِ اثباتِ اختراع خود، برای دکتر کوپر ارسال کرد (تصویر ۱۰).

نمونه اولیه تردمیل
تصویر ۱۰ – نمونۀ اولیه تردمیلی که استاب ساخت و نام آن را Pacemaster 600 گذاشت.

مشاهدۀ امکانات و ظرفیت عظیم وجود تردمیل در خانه، دکتر کوپر را متعهد کرد تا از طریق شرکت خود (Aerobics Inc) سرمایۀ اولیۀ تولید انبوهِ آن را تامین کند. از طرفی، سبب خیر شد و استاب را نیز یاری کرد تا به جمع عظیمی از متقاضیان دسترسی پیدا کند.

در سال ۱۹۹۱ محبوب‌ترین نام تجاری دنیا در تجهیزات بدنسازی، لایف فیتنس، پس از سال‌ها فعالیت در زمینۀ تولید دوچرخه‌های جاده‌ای، نخستین تردمیل خود را تولید کرد. ۹۵۰۰HR محصول آنها بود که با وجود اینکه یک هفته زمان می‌برد تا سرهم شود، اما از سیستم جذب ضربه (shock absorption system) بهره می‌برد و شرکت را به کلی وارد بازاری جدید کرد. بازار تجهیزات بدنسازی و هوازی که اکنون در آن نامی شهره است.

استفاده در دنیای مدرن با نگاهی به آینده

در حالی که در سال‌های گذشته تکنولوژی‌های اساسی و پایه‌ای تردمیل‌ها چندان تغییر بزرگی نکرده است، شاید بیشترین پیشرفت‌ها به کارکردهای جانبی این وسیله بازگردد. شرکت لایف فیتنس در سال ۲۰۰۳ برای اولین بار کنسول لمسی (touchscreen console) برای تردمیل‌های خود طراحی کرد، و بعدتر امکان اتصال آسان آی‌پاد و آیفون را نیز به آن افزود. از همین رو دیگر برندهای دنیا نیز بر آن شدند تا از آخرین تکنولوژی‌ها در تولیدات خود بهره ببرند. تعبیه کردن نمایشگرهای بزرگ با کارکردهای تلویزیون، درگاه‌های بیشتر برای اتصال ابزارهای هوشمند، تجربه مسابقه مجازی (virtual race experiences) و امکان برنامه‌دهی دلخواه بر اساس طول گام‌ها و آهنگِ گام برداشتن کاربر از این دست فناوری‌های امروزی‌اند که شرکت‌ها به تردمیل‌ها می‌افزایند.

امروزه به‌نظر می‌آید کمپانی‌ها، مبتکران و محققان بر بهبودهای جزئی، اما موثر تمرکز کرده‌اند. از جمله افزودنِ کاربری‌های جدید، به جای تغییر پایه‌ایِ کل سازۀ تردمیل و عملکرد‌های آن. گویی اسکلت دستگاه، که نتیجۀ فرایندی چند هزار ساله بوده، آنچنان محکم است که تغییرناپذیر به‌نظر می‌آید. سوا از آن، انسان هنوز دو پا دارد و دویدن و راه رفتنش نیز همان است که هزاران سالِ پیش بود. پس حکما نیازی هم به تغییراتِ بنیادین و انقلابی نخواهد بود. محققان در دانشگاه اوهایو تردمیلی را توسعه داده‌اند که به طور خودکار، بسته به وضعیتِ جسمانیِ دونده (کاربر)، سرعت دستگاه را تنظیم می‌کند. این کار با استفاده از ردیابیِ صوتی (Sonar) برای تشخیصِ اینکه کاربر کجای تسمه قرار گرفته محقق می‌شود. سپس، اگر کاربر به جلو حرکت کرد، سرعت افزایش می‌یابد، و به‌طور پیش‌گویانه، اگر کاربر به عقب حرکت کند، سرعت بر همان اساس کاهش خواهد یافت. با طراحی نمونه‌ای پیش‌ساخته (prototype)، پروفسور استیون دیوُر امیدوار است تا در آینده چنین محصولی را به صورت انبوه راهی بازار کند.

تردمیل توسعه یافته
تصویر ۱۱ – نمونه‌ای از یک تردمیل خانگی پیشرفته که قابلیت‌هایی نظیر صدای دالبی و نمایشگر ۳۲ اینچی دارد.

اخیرا برخی شرکت‌ها نمونه‌هایی از تردمیل خانگی را ساخته و عرضه کرده‌اند که قیمت آنها به ۴ هزار دلار می‌رسد. قابلیت‌هایی مانند صدای دالبی ساراند و نمایشگر ۳۲ اینچی که بیشتر نمایانگر یک اپل‌مک‌بوک است، از جمله متعلقات آن ذکر شده است (تصویر ۱۱). ممکن‌ است چنین مدل‌هایی آن چیزی نباشد که همۀ ما به دنبال آنیم، اما تجربه‌ای تمام و کمال از ورزش کردن را در اختیار کاربرانش قرار خواهد داد.

جمع‌بندی

با مطالبی که گفته شد، می‌توانیم ادعا کنیم که تردمیل به شکل‌های گوناگون از قرن اول میلادی وجود داشته است؛ از تردویل رومی‌ها گرفته تا تردمیل دایره‌ای و پله‌ای. همچنین مسلم است که یکی از خروجی‌های اختراع چرخ طی هزاران سال تکامل بوده است. از این وسیلۀ ورزشیِ امروزی پیشترها به‌عنوان ابزاری برای ساخت‌و‌ساز، روشی برای تنبیه و تجهیزاتی برای درمان استفاده شده است، تا اینکه آرام آرام به تناسب نیازها و پیشرفت‌ها، در زمان حاضر استفاده‌ای صرفا ورزشی پیدا کرده است. به این ترتیب، می‌توان تاریخچه ساخته شدن تردمیل را پر از عشق و نفرت دانست!

چنانکه پیشتر گفتیم، نوآوری در عصر مدرنِ تردمیل بیش از آنکه بر تغییرات اساسی در طراحی آن متمرکز باشد، به بهبود کیفیت زندگی و سلامت توجه دارد. علاوه بر این، مشخص نیست در آینده نیز تغییری چندان بزرگ در راه باشد، اما یک چیز مسلم است، دسته‌بندی‌های متنوع تردمیل‌‌ها در سرتاسر جهان، در انواع باشگاهی و خانگی، به این زود‌ی‌ها تغییر نخواهد کرد.

بیشتر بخوانید  تردمیل و مساله سلامتی: پاسخ به 7 سوال درباره این دستگاه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.