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。
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。
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。
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。
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
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。
面對運動科學興起的熱潮,許多人想瞭解正確的運動資訊卻不知道從何下手? 運動科學網持續更新經過科學驗證的運動知識與運動觀點。不論是創新產品、研究結果,甚至是專業理論,我們都會轉譯成簡單易懂的文字,讓讀者利用最短的時間瞭解運動的最新趨勢。
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你只在跑步後滾筒放鬆嗎?泡棉滾筒已成為許多人運動前後的必備工具,成本低、隨時隨地可執行,讓它成為廣受使用的小工具。但你知道哪個時間點滾滾筒比較好?怎麼做?對我們有什麼影響呢?綜合近期多項研究,我們整理出跑者該如何充分利用滾筒,幫助你的跑步再升級!
一篇2019年發表於《身體訓練與運動療法》期刊的文獻回顧,綜合了以往49項研究,其中26項都證實泡棉滾筒對即時運動表現的影響。雖然這些研究大多是測量垂直跳躍等爆發性動作,而這類動作與多數跑者的訓練較無關聯;但是,許多研究顯示泡棉滾筒可增加柔軟度並減少肌肉僵硬感,合理推測,這樣的功用可讓人以更好的狀態開始跑步,進而增進表現。
上述2019年研究的作者指出,將泡棉滾筒納入熱身的一部分,對運動需要的柔軟度和力量產出都特別有效,當然對跑步也同樣有效,因此建議,跑前熱身可結合滾筒和動態拉伸。
怎麼做? 該研究作者之一、南非開普敦大學運動醫學臨床醫師Hayd’n Hill受外媒《跑者世界》採訪時指出,訓練前,建議以目標在壓力等級十級中的第五級來滾筒放鬆。滾動時在該部位四處移動,可讓你評估滾動是否有幫助、或者是否需要進行更多滾動。
時間/次數︰ 開普敦大學另一項相關研究的作者Wayne Lombard建議,身體每個部位來回滾動30-60秒為一回合,各回合之間可短暫休息,並趁休息時稍微活動,讓肌群有時間對刺激做出反應。Hill與Lombard兩人都認為,讓身體的髂脛束、股四頭肌、小腿後肌等各部位輪流活動,遠比在兩回合之間被動休息來的有效。
如果跑前時間緊迫,那麼每個身體部位進行一回合即可;但對於長期緊繃以及壓痛的部位,兩到三回合的放鬆可能帶來更好的效果。滾筒放鬆結束後請盡速開始跑步,因為滾動增加的柔軟度可能不會持續超過10分鐘。
在馬拉松賽道上,跑者約16 公里之後停下來休息、放鬆的狀況並不罕見,但如果你參加一場接力賽或是田徑比賽,在高強度跑步並休息後,還要繼續下一趟高強度的跑步,此時泡棉滾筒再幫助你嗎?答案是不確定的。
一項研究請跑者們分別在不同場合進行兩次高強度的800 公尺跑步,兩次相隔30分鐘,並在間隔時間做一些滾筒放鬆(不到半小時);另一次,他們改在間隔時間被動休息(什麼都不做,單純休息)。結果顯示,這些跑者第二次800 公尺的時間沒有明顯改善,也沒有明顯變差。因此,如果你習慣使用滾筒,請盡情享受並保持適度壓力,雖然不一定有幫助,但也不會導致受傷。
一項2019年發表於《生理學前沿雜誌》的相關研究,總結泡棉滾筒的效能,指出許多證據證實,泡棉滾筒被使用於熱身,比被當作恢復工具來的好。不過,較新的文獻回顧也發現,泡棉滾筒減少了延遲性痠痛,並增加研究人員所說的「壓力痛苦閾值」。依照上述論點,跑步後的滾筒放鬆類似於其他做法,例如穿壓縮裝備、泡冷水或熱水澡,可讓你的雙腿在下一次跑步時感覺更輕盈。
怎麼做? 跑後的滾筒放鬆要施加多少壓力?Hill醫師表示,與跑步前相比,跑步後可以施加更高的壓力等級,並專注在你的問題部位,包括長期問題,以及在跑步中發現的任何新問題。在這些問題部位之間輪流滾動,並觀察上一輪滾動後有沒有什麼改變。
此外,常見跑者在睡前做常規的滾筒放鬆,是否有意義呢?答案是可能有好處,而且幾乎沒有風險。一項研究指出,每週滾筒放鬆3次,連續4週,可提高柔軟度;透過滾筒,在漫長的一天結束時可放鬆脊椎和身體緊繃處。
資料來源/Runner's World, PubMed
責任編輯/Dama
2017年Sinox IRONMAN70.3國際邀請賽於台東活水湖進行, 3月19日(日)進行113公里距離,本屆IRONMAN70.3 Taiwan第二屆於台東活水湖舉辦並順利圓滿落幕,參賽的每位選手和家屬都享受了一個美好的賽事假期!
台東景色秀麗,活水湖平靜無波,兩日賽氣候宜人溫度適中,吸引37國近3,000名國內外好手參加,締造佳績。
本日賽事職業組選手戰況激烈,男子組第一名為瑞士籍 Ruedi Wild 總成績3:42:54,第二名為美國籍 Timothy O’Donnell總成績3:45:30,第三名為瑞士籍 Sven Riederer總成績3:49:08。
女子組第一名為智利籍 Barbara Riveros總成績04:13:21,第二名為捷克籍 Radka Vodickova 總成績04:17:05,第三名為俄羅斯籍 Mariya Shorets 總成績04:19:40。
台灣男子組總排第一名王志袁總成績04:30:53,女子組總排第一名李淳潔總成績05:22:54。
優秀賽事不乏知音相惜,向來支持台灣在地發展的福斯商旅汽車,本次賽事提供T6 Caravelle 以及Caddy Maxi擔任大會指定用車,除了支援選手比賽中的「動態支援車」外,並有「福斯商旅為選手加油!」 的前導車與計時器,作為本次賽場上選手們必定跟隨的唯一焦點。T6 Caravelle擔任此次大會貴賓專屬座駕,其車室格局讓每位座上賓享有舒適乘坐感受,先進的安全配備更提供貴賓最安全的旅程;此外,在EXPO現場展示耀眼蜜糖橘色的Caddy Maxi與專屬套件,將Caddy Maxi靈活多變化的空間功能與百變用途展現淋漓盡致。福斯商旅T6 Caravelle以及Caddy Maxi 不管在自行車運送、各項運動的轉換、沿途的後勤補給或貴賓專屬座駕等都非常成功與IRONMAN 70.3 Taiwan國際鐵人三項賽事做最完美的結合,也是IRONMAN 70.3Taiwan國際鐵人賽事最佳的賽道支援夥伴!
安排於活水於森林公園路跑路段的東海國中鼓號樂隊也是讓人記憶深刻的特色,許多完賽選手表示,孩子們天真的笑容和震撼的鼓聲,給了他莫大的鼓勵,孩子們遇到外國選手經過還以簡單的英文和日文為他們加油,他相信這些孩子做了最好的國民外交!
2016年全球IRONMAN70.3賽事選手票選獎項,於台東舉辦的2016IRONMAN 70.3 Taiwan獲得Will Attend Next Year(最想再參賽)的獎項;整體而言,選手對台東的天然地理環境及人文都表達正向肯定的回應,而本屆賽事評價頗高,皆認為競賽水準高、氣氛歡樂、賽道安排慎密,交管嚴格,國際賽事要在地方能有如此高水準的表現,端賴地方單位的協助與各贊助單位的參與,感謝台東縣政府、在地相關協會,以及國立臺東大學、臺東縣私立均一實驗高級中學、台東縣東海國中、國立屏東科技大學、文藻外語大學…等志工的協助,我們這次圓滿落幕,明年三月再相會!