「髖部屈曲」的力量在許多運動項目中是一項不可或缺的能力,尤其在短距離衝刺的下肢擺動階段,髖部屈曲的力量是獲得更大加速度的重要因素。因此,擁有優秀的髖屈肌能力對於運動能力的提升十分重要。
過去已有研究使用手提式測功機與等速測功機 (Isokinetic dynamometer) 測量髖屈肌的力量,但是這些器材皆無法有效評估衝刺運動下的真實情況,更不用說其所需要的昂貴儀器和專業知識。此外,也有研究嘗試使用垂直跳躍測驗,間接評估髖關節屈曲能力,但是此測驗方式不容易在現場精確評估。鑑於以上測驗方法的限制,若能找出一種簡單且準確的方法來評估髖關節屈曲能力,對於想預測衝刺成績與監控訓練成效的教練與運動員會有很大的幫助。
為了能準確的計算肢段運動參數,通常需要使用到運動捕捉系統 (Motion Capture)來獲得各部位的端點座標,但此系統操作複雜且價格昂貴,難用於現場與日常監控。慣性感測器 (IMU, Inertial Measurement Unit) 是由加速規、陀螺儀和磁力計所組成的輕巧無線設備,非常適合攜帶並用於實際現場測試。通過感測器中的座標轉換和角度變化,可以估算出關節力矩與功率,如此一來就可以使用 IMU 準確地獲取髖關節屈曲力矩和力量,而這些數據信息對於預測短跑成績十分重要。因此,利用 IMU 來預測髖屈力量或許是一個簡單且有效的方法。
2020 年有一篇實證性的研究就嘗試使用 IMU 發展出一套髖屈肌檢測方式,並驗證其作為短跑表現指標的有效性。此研究分成兩個部分,第一個實驗先招募 8 位參與者同時使用動作捕捉系統與 IMU 紀錄測試期間腿的運動,再進行 6 次的髖屈肌強度測試 (如下圖);每位參與者分別以最大努力的 50%、75% 和 100% 來進行兩次測試,並以最快的速度屈曲和伸展髖部,過程中不可以改變膝蓋和腳踝角度。
第二個實驗,是招募 24 位男性運動員,使用慣用腳進行兩次最大努力的髖屈肌強度測試,兩次測驗間休息至少 1 分鐘,並以第一個實驗相同的程序紀錄髖關節屈伸運動;測驗結束後再進行兩次最快速度的 50 米衝刺,兩次試驗間休息時間至少為五分鐘,觀察短跑速度、步幅和步頻與 IMU 髖屈肌強度測試的關係。
根據研究的結果,IMU 可以準確提供與動作捕捉系統相當的髖屈角衝量、平均力矩、正向功和力量,尤其是平均力矩呈現較小的偏差,因此建議將平均力矩視為髖屈肌強度測試的最佳指標。而藉由 IMU 測得的髖屈肌平均力矩通過衝刺性能和步幅的正相關關係被認為是衝刺性能的最佳指標,並且在衝刺過程中的第 5-8 步時呈顯著相關性,而步頻則沒有。作者認為,可能是因為提高髖部屈曲能力會導致步幅增加且不會影響步頻,進而提高了短跑的速度與性能。
但這篇研究也表明,雖然此測試可以作為短跑加速中期到後期的性能指標,但數據變量僅能解釋不到 50% 的短跑成績,在過去已有研究發現垂直跳躍能力 (例如:反向跳躍、腳踝連續回彈測試),對於初始和後期的加速度階段有顯著的關聯。因此建議可以將髖屈肌強度測試與垂直跳躍測試一起進行,確保對運動員進行更全面的身體素質評估,該測試的準確性使其成為監測運動員短跑成績的有效工具,並提供傷害預防和康復計畫的方向。
參考文獻: Nagahara, R., Kameda, M., Neville, J., & Morin, J. B. (2020). Inertial measurement unit-based hip flexion test as an indicator of sprint performance. Journal of Sports Sciences, 38(1), 53-61.
撰文/楊琇甯 、相子元
*文章授權轉載自《運動科學》網站,原文:抬腿對衝刺表現的影響
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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疫情趨緩剛好進入馬拉松賽季,愛跑步的你是不是已經開始享受大口呼吸的珍貴時刻?這些難得的記憶你有嘗試紀錄珍藏下來嗎?本篇由運動星球編輯群使用今年新發表的 GoPro HERO10 Black,實際測試練跑時最需要影像紀錄的越野跑、公路跑以及夜跑,讓你一目瞭然 GoPro 第十代的大躍進特色,也為想紀錄每個感動時刻的跑者們提供實用建議。
首先,我們先簡介 GoPro HERO10 Black 的動態錄像、平面相片與 LCD 螢幕等功能特色。
動態錄像升級
繼去年 GoPro HERO9 Black 的彩色前螢幕、加大主觸控螢幕、加大電量之後,2021 年 9 月發表的 HERO10 Black,外觀設計與 HERO9 Black 沒有大變化,但搭載全新「GP2 處理器」,效能比前一代 GP1 提升了兩倍,幀率(Frame rate,幀率越大表示圖像越平滑流暢)也提升兩倍,可達 5.3K60、4K120、2.7K240,並可在 2.7K 進行 8 倍速慢動作攝影。另外,HERO10 Black 搭載 HyperSmooth 4.0 的穩定功能等級,將地平線水平功能傾斜限制從上一代 27∘提高到45∘。
另一個影像上的突破是,以往使用 HERO9 Black 正面 LCD 螢幕,可能會有「卡卡」的感覺;HERO10 Black 正面 LCD 螢幕的幀率更高,提供了更流暢的即時預覽。
平面相片拍攝升級
在平面相片拍攝上,HERO10 Black 可支援最高 2300 萬像素(HERO9 Black 2000 萬畫素),甚至從 5K 4:3 影片中也能直接擷取最高 1960 萬像素的靜止影像,讓你錄影到一半想拍照時不用停下來轉換,回家擷取影片就能得到清晰的相片。如果在低光源情境,GP2 全新演算法能在影片拍攝期間,以低光源套用本機色調對應與雜訊降低功能,在黃昏、日落與光線不足的戶外環境最為明顯。新一代 GoPro 的功能可讓你更輕鬆地拍出宛如單眼拍的大景相片。
防水升級
對於常在戶外紀錄運動過程的人來說,值得注意的亮點還有全新鏡頭護蓋。HERO10 Black 的鏡頭護蓋是具有洩水功能,更耐刮、殘影更少的疏水性玻璃,當水珠落在鏡頭護蓋上,有如停留在荷葉上維持原狀沒散開,輕輕一倒就能滾下鏡頭蓋。「跑者是防水的!」HERO10 Black 幫助跑者即便在雨天跑步都能拍出清晰影像,對下雨天拍攝更加實用。此外,HERO10 Black 鏡頭護蓋可拆卸用在 HERO9 Black上。
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運動星球實際找了三種情境:公路 + 越野跑、夜間訓練,測試 HERO10 Black 在這些練跑最常見狀況下的影像表現。
公路 + 越野跑
在大晴天跑步時不可避免逆光,此時可見 GP2 全新演算法,能在錄影模式期間自動偵測校正,將原本可能過曝的畫面處理到不至於讓視覺產生不適感,色彩細節也很到位。另外,HyperSmooth 4.0 的影像穩定功能內建ˇ地平線水平功能,搭配效能更好的線性+地平線水平數位鏡頭,讓我們僅很一般地以 GoPro 頭部綁帶拍攝,就能在無論上階梯、上坡跟拍等可能產生明顯晃動的情況下,卻能拍攝出清楚流暢的跑步過程。
要提醒的是,GroPro HERO10 Black 的耗電速度相當快,在越野跑時我們選擇 4K120 影片畫質錄影,跑不到 30 分鐘就呈現低電量,本體也持續發熱,建議要錄製長距離訓練或比賽的人,除了選擇 2.7K240 畫質,同時一定要多帶電池。
夜間訓練
雖然 HERO10 大升級全新 GP2 處理器,此次廠商也很強調他們的 3D 雜訊降低功能可降低影片雜訊,在光線不足的戶外環境效果最為明顯。不過,實際測試夜跑訓練最常去的環境 - 河濱公園,建議不用太過期待它的夜間錄影,如果跟 iPhone 13 比較恐怕會大失所望。不過,如果調到相片模式拍攝夜間相片,可以得到不錯的色彩呈現結果。
撰稿拍攝/Dama
錄影協力/Aaron