飛躍還是貼地飛行 跑步型態對能量消耗的影響

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作者:謝曜光,相子元

跑者的跑步型態(跑姿)主要可以被分為兩種, 1. 飛躍型跑者 2. 貼地型跑者,這兩種型態跑者的差異在於:飛躍型跑者(多為前、中足著地)的騰空時間較長,並且透過垂直位移儲存下肢的彈性能量,以減少自身的能量消耗;而貼地型跑者(多為後足著地)則是透過較長的觸地時間,減少跑步垂直位移的晃動,著重增加向前的推進。這兩種跑步型態都存在於現今的賽場上,各自都有人主張其優點,但兩種跑姿在節省能量消耗上的機制不同,然而並沒有直接的證據說明哪一型態跑姿較具有跑步經濟性。

照片來源:runningxpert
照片來源:runningxpert

2019 年發表於 Journal of Experimental Biology 的一篇研究,針對不同型態的跑者在不同速度下的能量消耗進行探討,該研究招募 40 名耐力跑者(飛躍型跑者 20 名;貼地型跑者 20 名),透過 Vicon 動作分析系統、氣體分析儀觀察跑者的觸地時間、騰空時間、重心水平垂直位移及攝氧量等運動學參數,以此釐清不同跑步類型對能量消耗的影響。

兩種跑步型態具有相似的跑步經濟性

圖一、兩種跑步型態在各跑步速度下的跑步經濟性
白:飛躍型組;黑:貼地型組    圖一、兩種跑步型態在各跑步速度下的跑步經濟性
圖二 . 兩種跑步型態在各跑步速度下的重心垂直位移(A)及水平位移(B)
白:飛躍型組;黑:貼地型組       圖二 . 兩種跑步型態在各跑步速度下的重心垂直位移(A)及水平位移(B)

研究結果顯示(如圖一),兩種跑步型態間的跑步經濟性並無差異,貼地型組在三種速度下的跑步經濟性雖隨速度增加而上升(+1.5 ± 3.8%),但呈現相似的趨勢;但飛躍型組受到速度因素的影響較大,跑步經濟性會隨著速度增加而降低(-2.3 ± 2.6%),達到較低的能量消耗。此可能是隨著速度增加,飛躍型跑者透過較大垂直位移(如圖二-A),使下肢更好的使用收縮-循環效益,以儲存及釋放更大的彈性能量,使飛躍型組在高速下產生較佳的跑步經濟性。

反之,當速度低於 10 km/hr 時,彈性能量對推蹬的貢獻會下降,因此貼地型組的跑步型態反而能有效的降低能量消耗,增加跑步時的觸地時間,減少重心垂直位移(如圖二-B),轉而促進向前推進的動力。

綜合來說,此二種跑步型態的跑步經濟性相似,不論是飛躍型-透過彈性能量的儲存再利用或是貼地型-降低垂直位移,減少對抗重力,二者降低能量消耗的機制都能有效使跑步效率提高。

兩種機制發生的條件可能有些許差異,或許未來跑者們在對應不同的情況下,可以嘗試選擇不同型態的跑姿,在較輕鬆的休閒跑時,採用觸地時間較長、垂直位移較低的貼地型跑姿,增加向前的推進;而在追求成績的賽事中則可以採用觸地時間較短、垂直位移較大的飛躍型的跑姿,提高下肢彈性能的釋放增加推蹬力量,透過在不斷的嘗試中,或許可以找到在不同情境中適合自己的跑姿及策略喔!

參考文獻:Lussiana, T., Patoz, A., Gindre, C., Mourot, L., & Hébert-Losier, K. (2019). The implications of time on the ground on running economy: less is not always better. Journal of Experimental Biology, 222(6), jeb192047.

 

內容來源:運動科學網

 

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