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

有跑步習慣的人，應該對「跑步經濟性 Running Economy」這個詞不陌生，因為這是一個很常在跑步訓練時提到的概念。但實際上，跑步經濟性在運動科學上的定義與影響的因素到底是甚麼呢？是體重胖瘦？跑力高低？配備輕重？還是...或許對大多數的跑者而言，這個問題並沒有很清晰的解答。

跑步經濟性是甚麼？

跑步經濟性代表的意義是跑步效率，它的概念是：固定速度下，穩定跑步消耗的攝氧量，攝氧量越少表示跑步經濟性越好。其中，攝氧量會除以體重，表示人體每公斤所消耗的攝氧量，這個動作稱之為體重標準化，目的是避免不同體重影響到攝氧量的絕對數值。會使用攝氧量是因為人體在生產能量的過程大部分都需要消耗氧氣，攝氧量越大表示能量消耗得越多。舉例來說，如果相同速度下跑者A 的攝氧量消耗比跑者B 還要大，表示他需要比較多的能量才能跑到相同的速度，這意味著在跑步的過程中，跑者A 跑步效率較差，浪費了較多的能量。

跑步經濟性怎麼用？

知道了跑步經濟性之後，對我們有甚麼好處呢？對於長距離跑步而言，擁有好的跑步經濟性非常重要，因為長距離的跑步幾乎會耗盡人體儲存的能量，所以要盡可能節省能量的浪費。理論上，兩個體能條件相近的跑者，跑步效率較好的跑者能用較短的時間完成同樣的距離。這點可以從一些相關的研究中證明，例如下圖，研究結果顯示跑步經濟性越差的跑者，跑完10公里的時間越久。因此，增加跑步經濟性是很重要的跑步訓練。

但跑步經濟性要如何增加呢？許多研究嘗試回答這個問題，國際的運動醫學期刊發表了一篇研究整理了相關的結果，發現觸地時間較少、垂直震幅較低、下肢剛性較大、下肢轉動慣量較低，以及較堅硬的鞋子有助於提高跑步經濟性。不過這篇研究是針對新手或是業餘選手受短期訓練（小於13周）造成的影響，作者也提到未來的研究需要更進一步觀察長期訓練造成的效果。

跑步經濟性的限制

參考文獻：
Conley, D. L., & Krahenbuhl, G. S. (1980). Running economy and distance running performance of highly trained athletes. Medicine and Science in Sports and Exercise, 12(5), 357-360.
Moore, I. S. (2016). Is there an economical running technique? A review of modifiable biomechanical factors affecting running economy. Sports Medicine, 46(6), 793-807.

撰文／王恩慈、相子元

*文章授權轉載自《運動科學》網站，原文：何謂跑步經濟性？

我要變強這4個字是許多運動愛好者的座右銘，因著這個強字，讓我們的生活變得更有目標，也因此，如果你是一位跑者，會不斷想要挑戰自己；從10K、21K到完成人生的全馬。雖然不斷挑戰自我，實現目標是一件有理想的事，但何謂真正的強大？衡量成功的標準是什麼？除了身體之外，你在精神、感情層面都同樣堅強嗎？

建立減肥目標或距離目標很容易。為了減去20公斤，你決定跑半程馬拉松，於是你開始投入訓練，當真正減去了10公斤或者完成半馬後，你可以告訴自己你成功了。然而，有了力量，衡量的標準就被扭曲了。當我們跟自己說要堅強的時候，我們該如何確切地衡量呢？我們的大腦真的可以接受且理解嗎？

目標交給自己決定

在某些方面，當人們經常說「我要變強」時，其實就是「我想變瘦」的新版本。一方面，這也是世界正在改變以及形成的新心態，漸漸我們也都意識到，追逐變瘦的目標是無形，更是無止盡的，因此在社會中造成了很多焦慮、身體變形、進飲食失調和壓力，尤其是在女性身上，更為顯著。改變集體思維，努力追求強壯，確實能夠使我們追求最好的自我，無論規模的大小，如果能在30分鐘內夠舉起100磅或完成5公里就是你現在的目標，那麼，你只知道你只能透過增強力量來達到目標，而不是再減掉20公斤。
 
追求上述目標的缺點是，你不知道怎樣才能告訴自己什麼時候達到了這個目標。 對於我要變強這四個字並沒有提出一個指導方針；當你可以跑到自我設定的時間或者身舉起很重的重量卻感到輕而易舉時，那就是當你變強的時候。不過，這是一個模棱兩可的說法，很多人不能準確的判斷，當自己處在追求強壯的慾望時，是否會錯過生命中最強大的時刻。當下，你可以告訴自己，「今天的我比三年前更強壯了。」那麼，在精神上、身體上和感情上，應該如何保持自己的現狀，而不是無止盡的追求下一層級的實力呢？

其實，不管是減肥也好，距離目標也罷，在整個旅程中，除了既有的訓練外，可以嘗試尋找一些認清自己力量的東西，這代表著要誠實地對待我生活中發生的事情，而創造出一個全新的情感力量。例如：去嘗試一件過去你覺得不可能辦到的事情，假設你平時有在做重量訓練，那麼可以從中是著挑戰看似不可能的動作，或者參加試試比重訓更進階的Crossfit，不論重量為何，你的力量從來不是由別人來做決定。同時，這取決於你一天能做些什麼，以及你願意走出自己的舒適圈去擁抱更高層次的力量。

繼續挑戰、追逐自己的目標吧！在追求的過程中，保持現狀和意識到你現在擁有的力量，以及你每天都在為之努力的力量。找一些你認為做不到的事情，透過達到一個新的水平來給自己一個驚喜。找到下一個目標是為了你的精神力量，不管是打破「我不能」的障礙，還是接受你今天最強的自我。透過推動自己達到新的時間或目標，在跑步中找到新的力量。

尋找一種方法來擴展自己的情感力量，即使那代表著對某個人的殘酷誠實與你在生活中掙扎的東西有關。當我們增加有形的目標時，我們都能看到這種力量在我們的生活中發生；它是如何幫助我們成為自己的最佳範本，我們可以。堅強是一種驚訝的心態；我們只需要找到方法來衡量這個目標的方方面面。

責任編輯／瀅瀅