研究發現，提高無氧體適能的表現可以給越野超馬拉松選手超越競爭對手的優勢。

新的研究顯示，提升你的無氧代謝能力，除了能提高你的有氧代謝能力，還能幫助長跑運動員跑得更快更好。

加拿大賽門·弗雷瑟大學（Simon Frasier University, SFU）的研究人員測量了10位男性越野馬拉松運動員的有氧和無氧代謝能力，從而發現，一個運動員的賽前無氧運動能力是決定誰可以用最快時間完賽的關鍵因素。

有氧體適能是指身體在運動時以氧氣作為主要的能源，並持續一段時間的中低強度運動方式，如以一個舒適的步速跑步時所發生的能量燃燒。無氧體適能則是運動時提供能量的代謝路徑與氧氣無關的短時間高強度運動。顧名思義，人體在無氧運動時，不以氧氣作為提供能量的來源，如在跑步比賽結束時以衝刺的方式到達終點。

這10位跑者年齡、體重與身高皆相仿。他們的有氧代謝能力透過在跑步機上跑到力盡的方式來做測量，而無氧代謝能力則通過騎自行車測力計來測得。

SFU研究小組的一名成員邁可·羅傑斯 (Michael Rogers) 說，「我們所有的參與者都完成了這場「比賽」。該研究推測，有著較高無氧運動能力的受測者，同時也被預測能以更短時間完賽。回溯結果顯示，有54％的受測數據證實了這項推測。」但他也提到，需要進一步的研究來解釋其他46％的差異。

研究結果表明，長跑運動員平日訓練的目標除了自己的有氧代謝能力之外，應該還要提高他們的無氧代謝能力。

「通常情況下，無氧代謝能力可藉由高強度、短時間的訓練來增強，例如上下坡反覆衝刺訓練，」羅傑斯說。該小組還提出了一個新的觀察：在一些超級越野馬拉松賽中，選手們高強度的運動能力能以大於80至85％的最大預測心率維持好幾個小時。這對於大眾來說是新的發現，因為「通常我們會認為在這些賽事中，選手們會以相當低的運動強度在進行比賽，」羅傑斯補充道。

跑步運動有著各種挑戰關口。100公尺比賽跑進十秒、四分鐘跑完一英里和馬拉松跑進兩小時等，這些目標吸引著無數的運動員和粉絲為之瘋狂。而一旦某個目標被打破，運動員們馬上就會設立新的挑戰，不斷突破人類的潛能極限。 對耐克而言，2017年的Breaking2計劃開創了鞋類研發的全新模式，以Nike Zoom Vaporfly 4%為代表，將運動科學、工程學及運動員有效結合，從而提升跑步經濟性。這不是一次簡單的試驗，而是一項不斷迭代升級的項目，經由耐克運動研究實驗室（Nike Sport Research Lab）驗證，最終誕生出開創性系統：Nike NEXT%。

Nike NEXT%主要針對長距離跑而研發——埃魯德·基普喬格（Eliud Kipchoge）突破馬拉松兩小時大關時，正是穿著Nike Alphafly NEXT%的原型鞋款。然而，由其衍生而來的Nike Tempo NEXT%訓練鞋，以及短跑和中長跑釘鞋，不僅體現耐克不斷尋求突破的決心，也證明了NEXT%系統的巨大價值，即能被應用在不同領域，以及服務不同運動目標。接下來，讓我們來看看NEXT%的幕後研發故事和團隊，包括耐克精英運動員、設計師、工程師以及科學家們。透過他們的共同努力，推動NEXT%系統不斷升級完善。

NEXT%的起源

耐克自成立以來，致力於幫助運動員提升表現。而自2013年，耐克開始思考如何幫助運動員突破個人極限。“我們提出了各種幫助運動員在比賽中提升效率的創新想法。經過多年的研究試驗，這些想法最終在2017年的Breaking2計劃中得以實現。” 耐克鞋類研發副總裁托尼·比格內爾（ Tony Bignell）說道。

 “ 我們提出了各種幫助運動員在比賽中提升效率的創新想法。” 托尼·比格內爾（Tony Bignell），耐克鞋類研發副總裁。

在意大利蒙扎賽道進行的Breaking2挑戰上，Nike VaporFly 4% 跑鞋首次亮相。埃魯德·基普喬格（EliudKipchoge）、勒利薩·德西薩（Lelisa Desisa）和澤森內·塔德塞（Zersenay Tadese）穿著這款頂尖跑鞋完成了挑戰。這款跑鞋的誕生基於耐克對跑步效率的深入科學研究，包括生理測試、材料選擇（如緩震材料）以及對人體極限的考量（如臨界速度）。“我們研究了邁步、衝擊力和心率對跑步效率的影響，發現在臨界速度下跑得越久，能量消耗越快。“耐克運動研究實驗室副總裁馬修·納斯（Matthew Nurse）博士說， “通過測試攝氧量（即一個人身體所能儲存的能量），能判斷出他的跑步能力和效率，也可理解為身體儲存能量所能跑的距離。我們想通過測量最大攝氧量，來判斷你的能量消耗速度，以及你需要多快補給能量。” 簡單來說，如果能增加能量存儲，運動員就能跑得更快更遠。當然，我們需要更為複雜且全面的解決方案。

理解目標

時間（如世界紀錄和極限大關）是衡量跑步成績的最直觀方式。“在美國，我們一般參考跑者每英里的速度，從高中時代就是如此。”2016年1500公尺金牌得主馬特·森特羅維茨（Matt Centrowitz）說，“1英里、馬拉松以及100公尺是三大重要項目。” 除了距離，比賽的極限速度（100公尺跑進10秒，四分鐘跑完一英里，馬拉松跑進兩小時）向來都是衡量人體極限的指標。所以，了解其他賽事對於NEXT%的發展也至關重要。

回顧森特羅維茨的1500公尺比賽。這項比賽不僅考驗速度，也考驗耐力。正如森特羅維茨所說，“不同於100公尺衝刺發槍後的爆發力。在這項比賽中，你可能發現自己一開始跑得很快，但後面逐漸放慢速度，反之亦然。” 勞拉·繆爾（Laura Muir）是英國中長跑運動員，曾參加過從800米到5000米距離的各種比賽。對她來說，1500公尺比賽的不同之處，是它更戲劇化。繆爾說：“參加這項比賽的選手能力各有不同。有的擅長800公尺或1500公尺，有的擅長5000公尺。而即使是經常參加大型錦標賽的運動員，也可能發現自己並不擅長1500公尺。“

“在美國，我們一般參考跑者每英里的速度。1英里、馬拉松以及100公尺則是三大重要項目。” 馬特·森特羅維茨（Matt Centrowitz），美國中長跑名將。

因此，戰略就顯得格外重要——配速的安排對於最後成績是至關重要的。如果起初跑得太快，可能會感到疲憊，會因耐力不足而落後；跑得太慢，最後階段跑得快的選手可能會先達到終點。繆爾說：“在跑步中，每個人擅長的東西有所不同。“在400公尺跨欄等項目中，策略具有決定性作用。在這類項目中，不僅需要短跑（如200公尺）衝刺的爆發力，也需要800公尺中長跑的耐力，還需要跳高運動員的技巧以爭取最好的成績。” “在400公尺跨欄中，速度一定要快。但我認為，除了速度之外，還有很多其他的影響因素。”世界紀錄保持者達利拉·穆罕默德（Dalilah Muhammad）說。“到今年為止，我認為如果參加400公尺短跑，我可能比我所有的競爭對手速度都慢，但我卻在400公尺跨欄中多次獲勝。由此證明，當你想完成一個完美的跨欄動作時，過快的速度可能成為不利因素。” 這是非常關鍵的，因為了解不同運動的細微差別，也有助於我們理解不同的個人目標。“有時，你可以從更長遠的角度考慮。比如：想在這個賽季獲勝嗎？想贏得這場比賽嗎？想再次發揮極限嗎？想更好地適應高溫嗎？”納斯說道。

合作創新 

沒有團隊協作，個人目標也無法實現。納斯和耐克運動研究實驗室在得出關於緩震材料的結論後，知道身邊的材料團隊也一樣在付諸努力。他表示：“首先就是要確保我們之間的密切交流與合作，這樣才能保證我們的步調是一致的。” 在此基礎上，及時分享也能保持不同團隊的更好協作。“以泡棉為例，我們會研究壓力、彈性、能量反饋等因素對性能的影響。我們會與材料團隊或鞋類研發團隊分享，如果能滿足這些參數條件，就能幫助運動員顯著提升表現。”納斯說。

“以泡棉為例，我們會研究壓縮、彈性、能量反饋等因素對性能的影響。” 馬修·納斯（Matthew Nurse），耐克運動研究室副總裁。

這些參數明確了NEXT%系統的設計方向，但卻不能決定哪些技術可以被使用。通過這些科學數據，耐克研發設計師和工程師了解到鞋子的穩定性、抓地力、緩震及其他因素對於運動員的影響，由此研發出突破性產品。“Vaporfly跑鞋的誕生是基於一項開創性試驗，由此開啟了馬拉松跑鞋設計的全新思維模式。”耐克高級研發團隊成員凱莉·迪莫夫（Carrie Dimoff）說。“在把碳纖維板和泡棉視為一個系統後，我們就開始思考如何讓這個系統更加高效。”

提升跑步經濟性 

從2017年至2020年，基於Zoom Air氣墊的多次試驗，耐克研發出一系列跑鞋原型（如基普喬格所說），實現了跑鞋設計的又一重大飛躍。“透過將回彈出色的泡棉與推進力顯著的碳纖維板相結合，可以給運動員帶來更流暢的邁步體驗，”凱莉說。“而加入Zoom Air氣墊後，整個系統進一步升級，性能表現更為出眾。” 該系統不僅重新定義了馬拉松跑鞋，更重塑了人們對短跑及訓練裝備的期待。目標是幫助諸如森特羅維茲、繆爾和穆罕默德這樣的運動員突破潛能極限。

“Vaporfly跑鞋的誕生基於一項開創性試驗，它開啟了馬拉松跑鞋的全新設計思維模式。” 凱莉·迪莫夫（Carrie Dimoff），耐克高級鞋類研發團隊成員。

“某種意義上來說，裝備是你身體的一部分，因為你是穿著裝備跑步的。”繆爾說。裝備的發展，是結合設計學、工程學、材料學、科學與人體協同。因此，找准這些因素之間的關係，就能提高運動員的極限速度。在談及他最近的首選跑鞋Nike Air Zoom Victory NEXT%時，森特羅維茲表示：“相比其他的釘鞋，Nike Air Zoom Victory NEXT%讓我得到更多的能量反饋，同時提升跑步經濟性。” 在減少能量損耗方面，Nike Air Zoom Victory NEXT%能幫運動員在1500米賽跑過程中儲存更多能量——讓森特羅維茲通過生理和心理兩個層面，提升跑步經濟性。

展望未來

有了森特羅維茲、基普喬格、繆爾和穆罕默德等精英運動員的參與和加持，Nike NEXT%系統創新極具競爭力。儘管他們的目標都是速度，但不同運動之間的細微差別讓所有跑者了解到：速度和耐力會決定結果。  Tempo NEXT%是將NEXT%系統應用於跑步訓練鞋的成果，證明了NEXT%系統可以被應用在非競速類產品。

Tempo NEXT%是將NEXT%系統應用於訓練鞋的成果

“Tempo NEXT%在鞋後跟增加了Nike React泡棉，以提供更好的緩衝保護，並提高產品的耐用性。同時採用更柔軟、適合日常使用的複合板。目標是幫助運動員提升效率，跑得更好。”比格內爾說。  這款訓練鞋不僅能幫助金字塔頂端的精英跑者跑得更快，也同樣適用於那些想提速的普通跑者。“每個敢於突破自我的跑者都面臨不同的挑戰，有各自不同的目標，我們也需要理解他們，”納斯說。理解他們面對的挑戰和目標，新的解決方案就能應運而生，這可能會帶來新的突破。變得更快了嗎？還是擁有了無盡的耐力？或是不會受傷？無人知曉。“我認為不要給運動員設限，”比格內爾說。

資料來源／NIKE

責任編輯／妞妞

相信許多朋友都知道跑鞋的避震很重要，但你知道避震指的是什麼嗎？而跑鞋的避震設計又有哪幾種？他們又是如何實現避震效果的呢？本文以淺顯易懂的方式說明什麼是避震以及避震的設計，並用影片和過程分解讓你秒懂避震是如何達成的。

避震是什麼？

避震，是跑鞋設計中重要元素之一，因為跑步時雙腳需要反覆承受約體重1.5至3倍的衝擊力，長時間累積下來，對下肢的負擔不容小覷。各家運動鞋廠牌無不投入心力在研究如何提升避震功能，從鞋底的緩衝材質、厚度、形狀等角度，尋求最佳的配置，來減少著地的衝擊力。避震的目的是減緩足部接觸地面時，衝擊力上升的速度與幅度。

如下圖所示，穿上有避震功能的鞋子後，可降低力量上升的速度（藍箭頭的斜度）與幅度（藍圈的高度），進而達到避震緩衝的目的；反之，若不能有效延緩衝擊，如赤腳後足著地，則會使力量急劇上升，並承受較大的力量峰值，進而導致傷害發生的風險提高。

跑鞋的避震設計分兩類

要達成避震的目的，使鞋底在接觸地面時能吸收衝擊，實際的方法是透過鞋底的「形變」，來延緩撞擊的持續時間並吸收力量，其方法有兩種，材料避震與結構避震。例如當你踩在軟墊時，軟墊會下陷藉此吸收衝擊，使你感覺到避震的效果，這類我們稱為材料避震；而另一種結構避震，則如生活中常見的彈簧或拱橋，透過外部結構的形變來達吸收與緩衝避震。目前市面上跑鞋的避震設計也可分為此兩類。

材料避震：利用材料自身的形變來達到避震的功能。跑鞋中常見的材料避震設計，透過使用發泡材料、EVA、E-TPU 等較軟的材料，來吸收撞擊。例如 NIKE ZOOM X VAPORFLY NEXT% 及 ADIDAS ULTRABOOST 20。

結構避震：利用外部結構的形變來達到避震的效果。經常利用波浪或拱橋的形狀來到支撐與緩衝的功能。例如 MIZUNO WAVE RIDER 23 及ON CLOUD ACE。

避震是如何達成的？

本文使用上述各兩雙代表材料避震與結構避震的跑鞋做示範，請兩名退役的田徑跑者，分別穿著兩款鞋進行測試，A 跑者穿著NIKE 與 MIZUNO，B 跑者穿著ADIDAS 與 ON，以5 分速 (5min/km) 進行30 公尺平穩速度跑。於20 公尺處架設攝影機，以高速攝影模式 (每秒240格) 捕捉足部著地瞬間到腳掌踩平地面的變化。

NIKE ZOOM X VAPORFLY NEXT % 著地後變化

ADIDAS ULTRABOOST 20 著地後變化

NIKE ZOOM X VAPORFLY NEXT% 的中底搭載Zoom X 泡棉材質，在著地瞬間後開始產生形變擠壓，藉此吸收了部分的衝擊力，當腳掌踩平地面時，可看到整體壓縮的現象；ADIDAS ULTRABOOST 20 全中底由Boost 顆粒所組成，其材質為E-TPU (熱塑性聚氨酯)，我們可觀察到Boost 跑鞋著地時，衝擊力也會使得Boost 有一定程度的擠壓，腳掌貼平時，亦可看到明顯的變化。

NIKE ZOOM X VAPORFLY NEXT% 著地後中底材料形變過程

ADIDAS ULTRABOOST 20 著地後中底材料形變過程

結構避震慢動作影片

MIZUNO WAVE RIDER 23 著地後變化

ON CLOUD ACE 著地後變化

我們可以觀察到MIZUNO WAVE RIDER 23 在跑步著地瞬間，其後跟的Wave波浪片會因受力而變得扁平，使原本波浪片前後的空隙都被填滿，波浪片幾乎完全與中底貼合；而ON CLOUD ACE 本身雲端科技緩衝系統 (鞋款波浪狀大底) 在跑步著地瞬間時，波浪受到擠壓，尤其是後足幾乎變為扁平，其透過結構形變而吸收衝擊力的方式明顯可見。

MIZUNO WAVE RIDER 23 著地後中底結構形變過程

ON CLOUD ACE 著地後中底結構形變過程

結語

利用影像捕捉的方式，我們可以清楚觀察到不同款跑鞋透過材料或結構的設計，皆可藉由形變的過程來達到避震的功能。但隨著不同的避震設計，實際上也會有不同的效果與特性，所適合的族群也有所不同，並非越軟越好。例如較軟的避震設計可能有較佳的緩衝效果，但卻會使鞋底穩定性變差，不適合足踝不穩定的人；而較硬的避震設計，也許增加了後足著地衝擊力，但相對提高了穩定性，且對中足或前足著地形態的跑者而言，可能沒有太大的影響，反而可藉此減少緩衝材料的重量，適合競速需求。

因此，根據自身的需求挑選跑鞋，才能達到最佳的效果。

參考文獻：
Lieberman, D. E., Venkadesan, M., Werbel, W. A., Daoud, A. I., D’andrea, S., Davis, I. S., ... & Pitsiladis, Y. (2010). Foot strike patterns and collision forces in habitually barefoot versus shod runners. Nature, 463(7280), 531-535.

撰文／董智尚、陳韋翰、相子元

*文章授權轉載自《運動科學》網站，原文：跑鞋的避震是如何達成的？