能量節省差多少 穿碳板跑鞋跑上下坡仍佔優勢嗎

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作者:楊琇甯,相子元

與傳統馬拉松跑鞋相比 Nike vaporfly 4% 可以大幅提升跑步的經濟性,並且降低跑步的能量消耗將近4%,這不僅是它名稱的由來,也是許多菁英馬拉松選手穿著這雙鞋進行比賽與訓練的最大原因。如今,幾乎所有的跑鞋品牌也都擁有自己的馬拉松跑鞋,並且試圖如 Vaporfly 4% 一樣,利用輕盈的發泡材質或堅硬的碳纖維板來提升穿著者的運動表現,但是過去針對 Vaperfly 4% 的研究,皆是源於實驗室;而這些研究均是在跑步機或平坦的跑道上進行,但在現實的穿著情況下難免會遇到上下坡的跑步環境,有些馬拉松賽事甚至會特別設定上下坡路段,增加賽事的難易度,那麼針對這樣的情況,Vaprofly 4% 也能繼續保持優異的能量節省表現嗎?為了找出答案,一篇 2021 年的實證性研究就拿了 Nike Vaporfly 4% 與傳統的馬拉松跑鞋進行比較,想知道帶有碳纖維板的跑鞋是否在上下坡仍然佔有優勢。

有坡度的路面可能會降低Vaporfly 4% 的跑步性能

這項研究招募了 16 名優秀的男性馬拉松跑者(10km<35 分鐘),穿著的跑鞋分別為 Nike Vaporfly 4%(VF4)與 Nike Streak 6(S6),這項研究是在一台可以調控坡度的跑步機上進行測驗,並將其設定為上坡跑(+3°)、下坡跑(-3°)和水平(0°)跑,以模擬波士頓馬拉松比賽的山丘地形,過程中每位受試者皆隨機穿著 VF4 與 S6 兩雙跑鞋,並依序在跑步機上以 13km/h 的速度進行水平跑、上坡跑、下坡跑的實驗(如下圖),最後根據各個條件下所收集到的生理數值進行比較。

圖片來源: Journal of Sport and Health Science, S2095-2546(21)00111-3.
圖片來源: Journal of Sport and Health Science, S2095-2546(21)00111-3.

結果顯示,與 S6 相比,VF4 在水平、上坡和下坡所需消耗的能量顯著較低,平均而言,VF4 在水平跑道上降低了 3.83% ± 1.89%,上坡降低 2.82% ± 1.39%,下坡降低了 2.70% ± 2.49%(如下圖),並且有至少 8 成的受試者在穿著 VF4 跑鞋的過程中受益,僅有 3 名受試者在不同跑步階段表現出負面的能量損失,而這可能是出於個體之間的差異,或是斜坡跑經驗不足所造成。整體來說,比起完美的水平賽道,VF4 在具有上坡和下坡的馬拉松路線,整體的能量節省可能會少一些,但相較傳統馬拉松鞋仍然有較高的優勢。

圖片來源: Journal of Sport and Health Science, S2095-2546(21)00111-3.
圖片來源: Journal of Sport and Health Science, S2095-2546(21)00111-3.

備註:平均能量消耗(n=16)用粗黑線表示,灰線代表受試者個體,在三種跑道環境 VF4 的能量消耗皆低於 S6。

這篇研究的作者也提到,鞋類中底的特性可能會對爬坡有重要的影響,上坡鞋應該具有更大的腳跟-腳趾高度差,及彈性較低的中底材料;而下坡則需要更厚的前腳掌緩衝,若能中和兩者或是達成自動調節的特性,說不定就能打造一雙真正全環境通用的馬拉松跑鞋。希望未來能有更多針對不同跑步環境(如越野賽、攀爬)與不同專項跑鞋的研究,讓科技與鞋類相輔相成,為運動員帶來更好的運動表現。

參考文獻:

Whiting, C. S., Hoogkamer, W., & Kram, R. (2021). Metabolic cost of level, uphill, and downhill running in highly cushioned shoes with carbon-fiber plates. Journal of Sport and Health Science, S2095-2546(21)00111-3.

內容來源:運動科學網

 

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