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

如果你跑得好、跑得強，那真該感謝你的小腿肚﹗紐約 Mile High Run Club 認證跑步較練 Raj Hathiramani 指出，因為每一步觸地時，小腿後方的肌肉都在雙倍為你工作，以保護腳踝並提供動力。所以，強化這些肌肉將能增強腳踝穩定性，進而提高步幅和步頻、幫你突破更快的速度高牆﹗

1. 站姿提踵 Isometric Calf Raise

Step1：雙腳與肩同寬站立，雙手臂垂放兩側（要增加強度可各握一個啞鈴）。
Step2：緊縮腹部核心以保持穩定性，雙腳跟抬離地面，用前腳掌蹠骨部位著地。維持5秒鐘再回到起始位置。
共做10次

2. 腳尖農夫走路 Farmer’s Walk on Toes

Step1：雙腳與肩同寬站立，雙手各握一個啞鈴，手臂垂放在身體兩側。
Step2：緊縮腹部核心，保持抬頭挺胸、肩膀向後。
Step3：雙腳跟抬離地面，用前腳掌蹠骨部位著地，向前走幾小步，再向後退幾小步（步數視環境而定）。
來回走60秒鐘

3. 下犬式腳踏板 Downward Dog With Foot Pedal

Step1：雙手掌位於肩膀的正下方平貼地面，類似高平板式姿勢，並張開手指，將手掌往地面壓。
Step2：臀部抬高呈倒V形，保持雙腳伸直。
Step3：先將左腳跟盡可能貼近地面，以伸展左小腿，此時右膝蓋稍微彎曲。換邊同樣，將右腳跟盡可能貼近地面，以伸展右小腿，此時左膝蓋稍微彎曲。雙腳不斷交替。
每側重複20次

4. 深蹲跳 Jump Squat

Step1：雙腳略比肩寬站立，腳趾略為向外，雙手抱胸保持平衡，呈深蹲預備姿勢。
Step2：膝蓋彎曲同時臀部向後，盡可能降低胸部位置，呈深蹲姿勢。
Step3：可利用向後擺手獲得動力，雙腳跳起來，在空中身體呈垂直跳躍。落下時回到深蹲姿勢。
連續動作20次

5. 開合跳 Jumping Jack

Step 1：雙腳併攏站直，雙手垂放身體兩側預備。
Step 2：跳起時，雙腳往外張開到大於臀部寬度，雙手經過身體兩側向頭頂上方拍手（也可不拍手）。落地回到起始動作，此時雙腳屈膝緩衝，以保護膝蓋。
重複跳躍20次

資料來源／Runner's World
責任編輯／Dama

對於多數的跑者而言，每次運動前後努力的徹底伸展，身體與肌肉就會變得更加靈活。但在過去的十年裡，關於靈活性增加的話題經常引起激烈的爭論。我們最常聽到的探討是：伸展到底會降低還是增加受傷的風險呢？它會提升跑步能力，或者不但沒有幫助，反而降低效率呢？

直接伸展VS被動伸展

來自里斯本大學和其他地方的一組研究人員在《斯堪的納維亞體育科學與醫學雜誌》上發表了一篇新的評論文章，對於上述的兩種相互競爭理論進行了研究。

他們將這個研究分為機械理論與感覺理論，機械理論是指反覆伸展可以改變受影響的肌肉、肌腱或關節的機械性能，或者透過延伸使它們減少僵硬和抗拉力。如果這是真的，那麼堅持伸展的程序最終能夠在不施加更多張力的情況下讓關節彎曲更多（或者相反，施加更少的張力達到相同的角度）。

另一種可能性是感覺理論，此研究的作者認為伸展只是教導肌肉和肌腱在伸展時承受更多的張力。因為你願意，你可以直接彎曲或伸展到更遠的地方，而不是因為關節的機械性能發生了變化。

伸展也許變得更靈活 但仍需更深入的探討

為了研究這個問題，研究人員匯集了26項研究的結果，在這些研究中測量了關節、肌肉或肌腱在持續三至八週的伸展程序後的力學性能。每項研究的參與者每周至少伸展兩次，每周平均的活動總伸展時間需少於20分鐘。
 
研究結果較支持感覺理論。參與者確實變得更加靈活，並且願意在伸展時承受更大的拉力，但是在測量的機械性能中僅看到微小的變化。
 
當然這個結果仍有許多的疑點存在。最明顯的是，有些人認為八個星期可能不夠長。正如作者指出的那樣，在類似的持續時間內對重量訓練的研究傾向於發現神經肌肉強度增加，但在肌肉本身中並沒有明顯的變化（即生長）。而伸展也可能如此：最先出現的是神經變化，但身體變化則需要更長時間。
 
關於引起身體變化所需的伸展類型、持續時間和強度也有很多問題。在這項分析的研究中，有23個人進行靜態伸展，三位是動態拉伸，另外三位則是進行一種叫做本體感覺神經肌肉的促進技術。

值得一提的是，這個研究的作者並不是一位反對伸展的研究者。事實上，此論文的主要作者Sandro Freitas曾經發表過一項小型研究，他確實在強化八週伸展的計劃中看見肌肉被延長，其中受試者們維持了長達7.5分鐘的不休息伸展運動。

最後，大多數人關心的還是結果，而不是機制。那些主張長期伸展的運動者，依然會把靜態伸展當作跑步前的必作程序，他們認為這是長期性的試驗而非短期。那麼，伸展到底能不能夠預防運動傷害呢？目前尚未有明確的證據來證實這是有幫助的，也因此此問題並沒有正確解答。不過，對於很多菁英運動員或者教練們來說，他們仍堅信伸展對於運動表現來說有一定的幫助。
 
現在，如果有一件事要從這個薈萃分析中脫穎而出，那麼大概只有不了解伸展的外行人吧！如果你真的想改變肌肉和肌腱的屬性，你就必須持續不間斷的好幾個地伸展程序。

資料來源／Runners World
責任編輯／瀅瀅