在各大國際馬拉松賽事中,時常見到率先越過終點線的跑者大多為非裔選手,特別是來自肯亞、伊索比亞的跑者們。過去至今,有許多研究從各種面向探討非裔跑者與傑出運動表現的關聯性,試圖從中找出關鍵的影響因素。本文整理研究指出,非裔跑者的「下肢剛性」普遍較高,搭配良好的跑步技術如虎添翼,使他們跑步時步幅較大、步頻較低,也降低能量消耗,這可能是非洲跑者制霸天下的關鍵因素。
2021 年國外的學者發表了一項研究,該研究招募了 4 個組別的跑者,分別為菁英和業餘非裔的馬拉松跑者與菁英和業餘亞裔的馬拉松跑者,各組皆為 5 人;菁英跑者的條件為全馬完賽成績 3 小時內,業餘跑者的條件則是無馬拉松經驗,且在過去一年無規律進行跑步訓練者,本次實驗分別比較地緣以及訓練經驗多寡對於跑步生物力學參數的影響。首先受試者會先進行 10 分鐘的熱身,接著會以每小時 12 公里(5 分速)的速度在測力跑步機上進行 3 分鐘的跑步測試,同時也會利用 3D 動作分析系統蒐集相關的實驗數據。
由下方的結果顯示(A圖),因菁英跑者與業餘跑者相比有更優異的肌力水準,所以菁英跑者能夠產生更大的垂直地面反作用力,換句話說,在同樣的一步當中,菁英跑者的身體能夠產生更多的力量進行推進,也因此菁英跑者有較大的身體質量中心 (Center of mass, CoM) 位移量;再者,雖然兩族群的跑者們觸地時間差異不大,但菁英跑者在跑步時的騰空時間較長,這也間接說明了菁英跑者有更好的跑步經濟性。
由上方的結果顯示(B圖),非裔跑者比亞洲跑者有較大的下肢剛性(綠色虛線斜率較大),而下肢剛性越高,表示越能夠把在跑步時儲存的彈性位能釋放出來。有趣的是,儘管非裔跑者有較高的下肢剛性,卻沒有造成較高的垂直負荷率,學者推論可能的原因為他們的著地角度較小,較傾向中前足落地為主(下圖),此外,學者也發現非裔跑者有較小的 CoM 位移量,因此綜合以上各因素,使得非裔跑者有較低的能量損耗。至於為何非裔跑者的下肢剛性較高,這部分尚未有明確的解釋,有待未來更多的研究釐清。
總體來說,非裔跑者的下肢剛性普遍較亞裔選手高之外,他們的優異表現也來自於良好的跑步技術,這樣如虎添翼的優勢,使得他們在運動時的步幅較大、步頻較低,因而降低了運動時的能量消耗。
因此,跑者們可以透過適當的訓練提升自身力量的輸出功率,延長跑步時的騰空時間,讓自己的每一步更有效率且更有力量,迎接更精湛的表現。
參考文獻:
Zhang, J. H., Chan, Z. Y., Lau, F. O., Huang, M., Wang, A. C., Wang, S., ... & Cheung, R. T. (2021). How do training experience and geographical origin of a runner affect running biomechanics? Gait & Posture, 84, 209-214.
撰文/楊珮渝、相子元
*文章授權轉載自《運動科學》網站,原文:為什麼馬拉松都是非洲跑者的天下
在國立台灣師範大學的實驗室裡,一群由相子元教授帶領的研究團隊正全心投入運動科學研究,和你一樣對未知的領域充滿探索熱忱。
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養過倉鼠嗎?大家應該都知道倉鼠相當喜歡跑滾輪,常常在籠子裡跑個不停,而看著滾輪中努力運動健身的倉鼠,實在令人覺得相當療癒。每日郵報報導,英國有名熱愛跑步的39歲男子狄恩·歐沃 (Dean Ovel),日前在自家後院打造了一個高6英呎 (1.8公尺) 的巨型木造滾輪,他將在這個滾輪上連續跑24小時,為當地醫院的失智症患者募款。
這位兩位孩子的爸爸來自英國艾塞克斯郡邵森德鎮 (Southend),他一直在尋找能夠為當地醫院募款的創意,直到他有一天福至心靈,想出了這個點子。
狄恩說,這個想法是他在挑戰另一個「10天內完成8個馬拉松」慈善募款行動時想到的。他說,當時他想到,「我需要一個能夠有『交際』功能的挑戰,而不是像這樣一個人孤零零地跑著,這樣才能吸引更多人的關注。」於是,當他後來與同事聊到這個計畫時,並談到不想在枯燥的跑步機上連續跑一整天,而且這一點都不吸睛,其中一位建議說,那何不試試大型「倉鼠滾輪」呢?這個點子像閃電一樣打中了迪恩,於是他便利用幾周的時間,以及500英鎊 (台幣2萬多元) 的資金DIY打造了這個重達65公斤的巨型滾輪,他準備在當地一家購物中心的中央大街上,在眾目睽睽之下完成這項慈善活動,因而認為心理因素可能是他最大的挑戰。他說,「真的像一隻倉鼠在一個大輪子上,並在大家注視的目光之下跑個不停實在會令我很不自在,而且我會很在意是否會在眾人之前跌倒。」
狄恩的38歲妻子長久以來一直為他的一些大膽但出於善心的舉動所困擾,不過,這次聽到這麼瘋狂的概念,她也只能淡定地搖搖頭走開。狄恩說,「她知道我頭腦裡會有怎樣瘋狂的想法,所以,我知道她這個搖頭而去的舉動,等於是同意我放手去做了。」
其實這種給跑者用的大型「倉鼠滾輪」並不是什麼創新。知名運動品牌在一些大型馬拉松前的博覽會上都曾建置過類似的裝置,讓跑者上場體驗,嘗試一下當倉鼠的快感。有些除了測速儀,甚至還連接上了發電設備,像最近的2015台北馬拉松expo就有,看你能夠讓幾個字發光。
狄恩過去跑馬拉松的最佳成績是3小時13分,而為了完成這項任務,他目前每天在巨型滾輪上練習。這個滾輪剛完成的時候,狄恩的29歲弟弟麥特,自告奮勇地當了第一個「白老鼠」,然而他上去跑了沒多久就跌了下來。狄恩表示,這巨型滾輪並不像一般倉鼠用的塑膠滾輪會慣性地一直轉動,一旦亂了腳步,巨型滾輪的速度很快就會慢下來。狄恩目前在滾輪上的最長紀錄是連跑2小時,但他希望能在正式挑戰那天到來之前,拉長到可以連跑3-4小時。