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

新冠病毒疫情使全球各大路跑賽事紛紛停辦，但在5月3日，來自104個國家的77,103人在線上齊聚，一起參與Wings For Life App Run，成為全球疫情下難得實現的賽事。即使這些跑者們相距遙遠，但所有跑者團結一致，共同為投入脊髓損傷研究籌集了280萬歐元。而這最終由俄羅斯Nina Zarina以54.23公里成績，第二度獲得女子世界冠軍；英國Michael Taylor則以69.92公里摘下他的首座男子世界冠軍。

Wings For Life脊髓研究基金會CEO Anita Gerhardter表示：「在過去的幾週，我們在生活中都遇到一些限制，但情況正在好轉。而事實上，脊髓損傷患者一生都處於永久性被限制的狀態。他們也夢想著重新獲得自由並再次做自己喜歡的事情；今天，有超過77,000人聚集在一起，為幫助脊髓損傷患者貢獻一己之力，提供治療脊髓損傷更多的希望。」

在世界標準時間上午11點（台灣時間晚間7點），來自104個國家的參與者在各地開始跑步，無論白天還是黑夜，從奧地利到台灣，每個人都按照當地的規定起跑。因為有Wings For Life App Run，讓每個人都可以按照自己的方式，在自己的賽道獨自起跑，每個參與者都盡可能地向前奔跑，直到被移動終點線的終結者號（Catcher Car）抓住。

Red Bull運動員黃子鵬、林書緯這次也率先報名Wings For Life App Run，號召更多人參與全球公益路跑，而本屆台灣吸引了近300人報名參賽，一起為不能跑的人而跑！歷屆台灣賽道男子冠軍李智群、女子冠軍陳雅芬和簡培宇，以及鐵人三項一哥謝昇諺、鐵人之花汪旖文，和BMX選手鄭喬鴻等人紛紛參賽，其中陳雅芬更以40.8公里刷新個人在台灣賽道的最佳紀錄。

全球排名上，在最後幾分鐘，來自英國的新人Michael Taylor和曾兩度獲得世界冠軍的瑞典選手Aron Anderson競爭激烈，最終由Taylor以69.92公里贏得他首次的男子世界冠軍。來自俄羅斯的選手Nina Zarina則成功超越了曾在2017年拿下全球冠軍的波蘭選手Dominika Stelmach，二度奪下女子世界冠軍。

有史以來最偉大的女子滑雪運動員Lindsey Vonn表示：「令人難以置信的是，有這麼多人齊聚一堂，參加Wings For Life全球路跑。在近期如此多的活動不得不被取消，終於有一件事情，讓我們可以共同為了好的理由而一起去做。」

世界網球選手排名第三的Dominic Thiem分享：「Wings For Life 全球公益路跑是一件了不起的事情。這是一個偉大的事業，因為我非常希望，而且我很確定有一天脊髓損傷能夠被治愈。到時將會創造歷史上最重要的一天。」

WINGS FOR LIFE WORLD RUN 2020 排名

男子：
1）Michael Taylor (GBR) 69.92公里
2）Aron Anderson (SWE) 68.15公里
3）Dariusz Nozynski (POL) 67.1公里

女子：
1）Nina Zarina (RUS) 54.23公里
2）Dominika Stelmach (POL) 51.25公里
3）Martyna Kantor (POL) 50.38公里

 

資料來源／Red Bull     
責任編輯／Dama

我們一直談論到矯正運動，但你知道矯正運動的分水嶺和觀察、執行的重點在哪嗎？
舉個最簡單的例子，你知道一個人標準的單腳站立平衡時間是多久嗎？
物理治療期刊對於一個正常人該有的單腳站立標準時間已經有相當多的文獻資料了。如果你不知道，那你為什麼還要訓練或是給你的客戶訓練單腳站立呢？

你甚至可以花四分鐘的時間在Google上找到答案，但如果你不知道，當我走到背後看著你在指導客戶單腳平衡時，會產生很大的疑問，你到底是要他們的平衡能力強到可以去馬戲團走空中纜繩呢，還是其實他的平衡能力早就已經足夠單腳硬舉了。

答案是，20秒就是足夠的，10秒是可接受的。

相較於觀察單腳站立的支撐時間，你更應該注意是不是有某一邊產生相較於對側有著顯著的單邊不平衡、或不穩定。亦或是在閉上眼睛單腳站立時，是不是還能有睜開眼睛的一半時間，還是連5秒都沒辦法支撐，馬上地失去平衡呢？如果是的話，大概可以假設他的平衡能力幾乎來自於視覺平衡，因為他可能失去了髖關節、膝關節、踝關節所傳遞到大腦的本體感受訊號，那我們可以假設他的不平衡是因為肌肉柔韌度跟關節活動度的失衡所導致。

但這怎麼會是肌肉柔韌度、或關節活動度的問題呢？

當你在單腳穩定時，身體必須經過下肢在肌肉中的本體感受器回傳訊號，傳遞到到軀幹最後回傳大腦，大腦會對接收到的訊號作出反應或調節姿勢的控制訊號，接著一層一層的經過參與動作過程的肌肉跟關節再度回傳到你的站立腳上，來讓身體達到穩定平衡，這時身體的反射性的回饋就會產生，為了達到姿勢的平衡，你的腳底板可能會稍微外翻，踝關節往內傾，膝關節內翻，髖關節朝站立腳的傾斜，來達到穩定上半身、不跌倒的姿勢。

如果靜態站姿會產生不平穩的表現，那如果在動態的原地單腳跳呢?如果在更激烈的球場上衝刺後單腳上籃，接著單腳落地後會呈現怎樣的姿勢呢?

所以換句話說，如果我們的關節活動度、肌肉柔韌度越好，存在裡面的感受器可以更有效率的與大腦之間接收與傳遞訊號，形成好的橋樑。

NBA體能教練在看到FMS的第一眼說：「我們可以不用檢測深蹲(Deep Squat)啊，因為NBA球員從來不深蹲。」但，FMS並不是為了檢測深蹲而設計的，而是因為人類生來就應該具備在良好的姿勢下深蹲到底的能力。深蹲也不是真的為了看你能蹲多低而設計的，而是觀察你是否能在深蹲時可以驅動核心穩住軀幹，髖關節能否自然的移動、踝關節是否有足夠的活動度、膝關節是否具備穩定度。所以檢測的關鍵並不在於你的專項運動中是否有深蹲到底的動作，是在動作過程中找出你的關節或肌肉的本體感受器是否能有好的接收訊息的能力。

如果你的踝關節活動度不佳，既使當你在單腳硬舉時不需要過多的踝關節動作，但回傳給大腦的訊號絕對不如相較活動度好的踝關節來的佳。被限制住的活動度，相對的限制回傳給大腦的訊號，受限的訊號傳遞，將會同樣的限制動作的效率。所以FMS檢測跟關節活動度並不是真的要看出一個人有多少的活動度，而是觀察受試者是否有本體感受的問題，是不是能有效率的執行動作，產生好的反射性回饋。

單腳蹲或單邊動作無法平衡，怎麼欺騙大腦作出產生反向平衡動作?：單腳蹲、單腳硬舉、滑冰者蹲-反向平衡進退階(counterbalance)

關於Eddie熊璟鴻Eddie熊璟鴻，目前於Springfield College就讀肌力與體能研究所，從事運動訓練相關知識文章撰寫分享與教學影片拍攝製作，並轉譯國外專業文章。

相關證照                                                                        
◎ NSCA－CSCS 肌力與體能訓練專家 （Certified Strength and Conditioning Specialist）
◎ 美國舉重協會舉重證照 （USA Weightlifting Sport Performance Coach） 
◎ 台灣運動教練學會：肌力與體能認證教練 （Taiwan Sports Coach Association(TPCA), Strength and Conditioning Coach Certificate） 
◎ 台灣肌力與體能協力：肌力與體能專業教練 （Taiwan Strength and Conditioning Association(TSCA), Level III Certified Strength and Conditioning Professional, CSCP III）
◎ 美國有氧體適能協會：個人體適能教練 （Aerobics and Fitness Association of America(AFAA), Personal Fitness Trainer(PFT)） 
◎ 台灣紅十字會總會：CPR+AED

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