在跑步時，膝關節疼痛是最常見的運動傷害，這與跑步過程中是以腳跟或是腳掌先落地有很大的關聯。除了跑姿的調整和一些器材的矯正，是否曾想過利用電擊調整跑姿，進而促使跑速加快嗎？
 
雖然這聽起來好像是體育課跑步的體罰措施，但是德國薩爾布呂肯人工智能研究中心的研究人員竟然真的開發出一款名為FootStriker的儀器，利用電流的脈衝在人腳踩踏地面時給予回饋，來矯正人腳的角度。

FootStriker的背後理念是利用電流的脈衝來刺激肌肉，以矯正人在跑步時腳落地的角度。受過訓練的專業跑者，跑步時通常是前腳掌先落地，但許多的跑步愛好者通常是腳跟先落地，而後者的跑步方式很可能會導致運動傷害。 FootStriker是透過鞋墊上的壓力傳感器計算出你的落地方式是否正確，然後通過快速的電流刺激肌肉，糾正跑步姿勢。

透過FootStriker，學會跑姿，提升速度

測試時，6名跑者不戴儀器先跑了一公里，平均跑步姿勢錯誤率為95%。隨後跑者單腿戴上儀器，啟動FootStriker後又跑了3公里，而跑步姿勢錯誤率驟降到16%。隨後儀器關閉，6名跑者又跑了1公里，這期間數據回饋的錯誤率不但沒有回升，反而又下降至8%。
 
為了支持實驗的相對效果，研究人員追踪另一組完全不戴裝置的實驗跑者。追踪過程發現從沒戴過FootStriker的跑者，其跑步姿勢錯誤率會由97%下降至80%，錯誤率下降的比例並不大。
 
研究人員做這項實驗的目的是期待測試者能夠透過FootStriker學會正確的跑步姿勢，而且跑者能在單腿使用了儀器之後，雙腿的跑步姿勢都得到了糾正。

FootStriker將於何時上市，目前還沒有訂定，不過若上市後，相信一定能受到許多跑者的歡迎。

近年運動市場的新穎跑鞋如雨後春筍般出現，無論是外觀上繽紛色彩或是特殊的結構設計，不知道身為跑者的你是否有觀察到一個趨勢：「跑鞋鞋頭上揚的趨勢日益明顯，尤其在厚底的跑鞋之中特為突出！」這對跑步會有什麼影響呢？厚底跑鞋上揚的鞋頭結構，真的對跑步時的順暢性有幫助？該結構會對跑步姿態有什麼影響？本文將透過科學的方式，解析跑鞋設計對前足順暢性的影響。

先了解跑步著地過程 －滾動機制

為了揭開順暢性相關的疑惑，首先我們必須了解跑步著地的過程，可比擬為一個滾動的動作。從腳跟著地到離地，可分為三個滾動機制，腳跟滾動 (Heel Rocker)、腳踝滾動 (Ankle Rocker) 以及前足滾動 (Forefoot Rocker)。腳跟滾動 (Heel Rocker) 指腳跟初著地到全腳掌踩平；腳踝滾動 (Ankle Rocker) 指全腳掌貼平到腳跟抬起之前；前足滾動 (Forefoot Rocker) 則指腳跟抬起到腳掌完全離地。

下圖由左至右依序是：腳跟滾動 (Heel Rocker)、腳踝滾動 (Ankle Rocker)、前足滾動 (Forefoot Rocker)

著地時，若是腳掌的滾動過程不流暢，則會產生「卡卡」的感覺，使整體滾動動作的速度不平順，而有不佳的順暢感。其中較容易受跑鞋影響的滾動為腳跟滾動及前足滾動，在此我們稱為「後足順暢」與「前足順暢」。本文將著重在前足順暢的部分。

或許你能直接感受到有些跑鞋順暢性的差異，但透過科學儀器量測，將能更清楚地看到差異，即量測前後方向足底壓力中心 (Center of Pressure, COP) 移動的速度變化。2018 年 Lam 等學者研究認為，良好的順暢感，COP 前後方向速度變化應該是漸進式地增加，而並非突然地遽增，換言之，當前後方向 COP 移動速度的變化越平緩，表示滾動過程較不會突然大幅加速，而是平順的滾動。
延伸閱讀：慢跑鞋的順暢感

下圖透過量測足底各部位的壓力大小，可計算出壓力中心（COP，即圖中的圓點）；隨著跑步的滾動機制 COP 會由後至前移動，形成不同的速度變化，藉此可分析跑鞋的順暢性。

科學量測 6 雙跑鞋

本文選定 6 雙市售跑鞋，分為一般跑鞋組以及鞋頭上揚組。所謂一般跑鞋組是指無特別設計鞋頭上揚的結構，鞋內也無設計幫助滾動的硬板之鞋款；而鞋頭上揚組，即該跑鞋設計底部較厚，且鞋頭有特別上揚，試圖引導跑者在前足滾動時保持順暢感受，如同蹺蹺板一般。

量測由一名跑步經驗豐富的測試員輪流穿著 6 雙市售跑鞋，並於鞋墊處使用 Pedar 足底壓力系統，且於跑步機上以每小時 10 公里的時速 (10KPH) 跑步，每一雙鞋至少跑 3 分鐘以上，擷取穩定的足底壓力訊號並匯出數據，以分析完整步態週期為主。

量測結果出爐，對比一般跑鞋組（虛線）與鞋頭上揚組（實線），在腳跟開始離地的階段，尤其是 60-85% 的時間軸，鞋頭上揚組的 COP 移動速度曲線變化較為平緩，COP 移動速度峰值約落在 0.8-1.2m/s 之間；而一般跑鞋組的 COP 移動速度曲線變化遽增，COP 移動速度峰值約在1.2-1.6m/s之間。綜上所述，COP 移動速度變化較平緩的鞋頭上揚組，有較佳的前足順暢性。

鞋頭上揚對動作的影響

為了呈現跑步著地時的鞋底滾動變化，我們於操場拍攝慢動作影片，以利了解跑鞋結構改變對動作的影響。由下圖動畫可以清楚看出，鞋頭上揚組有較順暢的滾動過程，這也呼應了上述所分析 COP 移動速度較平順的結果。

ASICS MetaRun, NIKE free RN 5.0, MIZUNO Wave Sky 3 Waveknit：

ASICS MetaRide, NIKE Air Vaporfly Next%, HOKA ONE ONE Carbon X：

我們從一般跑鞋組（黑，ASICS MetaRun）與鞋頭上揚組（白，ASICS MetaRide）各挑出一款鞋，並搭配定格的截圖來做更詳細的解釋。

ASICS MetaRun（一般跑鞋組）與 MetaRide（鞋頭上揚組）的分解動作變化：

從全掌貼平到腳跟離地的過程中，一般跑鞋組在啟動前足滾動機制 (Forefoot Rocker) 時，需較大程度地彎折蹠骨關節；而鞋頭上揚組則是像蹺蹺板般，順應著跑鞋的結構與上揚弧度向前。從黃、紅、藍色點的相對位置便能清楚知道，當一般跑鞋組向前時，黃點位置幾乎是不動的；相對地鞋頭上揚組向前時，黃點位置則是向下，同時間藍點上升，代表鞋頭向下貼平地面，而鞋跟隨之揚升。

從最大彎折到離地瞬間的過程中，前腳掌與掌趾會推蹬地面，我們可觀察到一般跑鞋組推蹬的位移較大，伸展的幅度亦大；反之，鞋頭上揚組的位移較平緩，伸展的幅度小。對比紅點與藍點的軌跡線就能明顯看到一般跑鞋組上升幅度較大；反之，鞋頭上揚組則上升幅度較小。顯示一般跑鞋組在推蹬時會有較大的蹠骨關節彎折動作，而鞋頭上揚組則會受限於鞋子的結構，不須做出較大的延展動作；這樣的動作變化，可降低蹠骨關節推蹬的出力，但會使跑者感受到「推不到的感覺」，形成一種「還沒推蹬就離地」的感受。

結語

本文比較鞋頭上揚組與一般跑鞋組，希望利用足底壓力中心(COP)的移動速度變化探討著地與離地時的現象，並試著解析其中的過程，這並不代表跑鞋的優劣。

跑鞋的結構設計百百種，鞋頭上揚設計的跑鞋並不一定適合每位跑者。有些跑者偏愛一般跑鞋推蹬時腳掌彎折的感受；而有些跑者則偏愛順暢的過渡感。挑選適合自己的跑鞋才是最重要，而透過科學的驗證方式可以提供客觀的數據分析，並排除主觀感受錯誤的可能。

參考文獻：
Lam, C. K. Y., Mohr, M., Nigg, S., & Nigg, B. (2018). Definition and quantification of ‘ride’ during running. Footwear Science, 10(2), 77-82.

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：厚底跑鞋鞋頭上揚對前足順暢性的影響

腳踝的柔韌度以及靈活度對於提升跑者吧表線成幾是非常重要的，仰臥英雄式（Reclining Hero Pose）這項瑜伽動作，不僅對跑者或是其它運動員來說，都非常是來拿來放鬆腿部的動作，因為長時間的活動，都會造成下半身肌肉緊繃。

做瑜伽對跑步的好處

跑步這項運動，不僅是全世界最普及且最受一般人歡迎的運動，也是檢視一個人身體狀況的健康櫥窗，在跑步的過程中，可以關及一個人的心肺、肌力、肌耐力和動作模式等，但透過做瑜伽，可以互相配合，變成相輔相成的一項運動，還能降低受傷機率以及提升跑步表現。一般來說，運動員做瑜伽主要是為了避免受傷，且瑜伽能幫助身體伸展，固定時間來練習瑜伽，再加上按摩和適當的休息，對於跑者來說，都能避免一些運動傷害的發生，像是足底筋膜炎、髂脛束症候群等。然而對於許多跑者來說，瑜伽扮演的是預防身體傷害的角色，但其實，瑜伽還可以從許多方面來改善跑者的跑步狀態，例如調整跑步的姿勢、增進自我知覺、並且使心靈更為敏銳。

仰臥英雄式其它好處

仰臥英雄式（Reclining Hero Pose）除了能幫助跑者提升運動表現外，對於一般人來說還有其他益處。像是長期有駝背的人，胸腔會內縮、緊繃，導致在呼吸時會時常上氣不接下氣，或是覺得吸不到空氣，嚴重時還會有胸口痛等情況。仰臥英雄式能幫助胸腔擴展、伸展喉嚨，讓呼吸可以更加順暢以及對抗鬱悶心情。此外，許多女性在月經來潮時，都會感到腰酸背痛、腹痛等情形，如果沒有疼痛到需要吃藥，不仿試試仰臥英雄式來舒緩，同時也能改善雙腿水腫的情況。

如何做仰臥英雄式：

步驟1：跪在瑜伽墊上，吸氣將上半身往後躺，用雙手先撐在後面。

步驟2：慢慢的將身體躺平後，將雙手往後貼在瑜伽墊上。

步驟3：停留保持呼吸3-5的呼吸，再慢慢用手將身體撐起。

資料來源／Yoga International、Do you yoga

責任編輯／妞妞

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