跑步|左右对称可以跑的更有效率


跑步|左右对称可以跑的更有效率
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运动对称性是一项观察人体在动作时 , 上肢或下肢运动学、动力学以及时空参数的一个指标 , 对称性的高低往往会与技术纯熟度、运动伤害以及疲劳有所关联 。 学者多以对称指标SI(Symmetry Index)来计算及表示人们在特定动作下双侧的对称性(公式如下图) , 该指标值越趋低 , 代表在参数的对称性越好 。 这项指标较常被利用于观察高反覆动作周期性运动 , 如长跑、自行车、游泳等… 。
对长跑运动者而言 , 下肢动作的对称性与伤害发生率有者很深的关联 。 有下肢伤害史的人 , 在跑步时下肢的对称性较差 。 举例来说 , 疲劳性骨折术后的跑者 , 伤侧脚在落地时通常会产生较高的冲击负荷率(Impact Loading Rate)以及较长的支撑期时间(Stance Phase Time) , 使得这两项力学与时空参数 , 在伤侧与健侧脚之间的对称性下降 。 除了伤害史之外 , 不同层级跑者之间的对称性也有所不同 , 且随者跑步速度的变化 , 各种程度跑者的对称性变化趋势也有差异 。在2020年 , 学者于Human Movement Science期刊发表了一篇实证性文章 , 其实验将参与者分为能力较佳的竞技跑者(CR Competitive Runner) , 能力适中的休闲跑者( RR Recreational Runner)以及能力较差的新手跑者(NR Novice Runner) , 此三类跑者于跑步机上以无坡度、随机的方式进行8、9、10、11、12 km/hr五种跑速各三分钟 , 并收取各阶段最后30秒的动力学、时空参数进行下肢对称性指标SI的分析 。
不同程度跑者之SI对跑速的反应有所不同
研究最终以三项参数的对称性指标进行呈现并比较(如下图) , 分别为跑步时的腾空时间(flight time)、触地瞬间至最大垂直反作用力发生时间(time to peak vertical GRF)以及触地期的平均垂直负荷率(Vertical Average Loading Rate VALR) 。 结果发现 , CR组的跑者在较慢的速度下 , SI与其他两组无明显差异 , 但随着时间变快 , CR组的SI呈线性的下降 , 代表在这五个速度下 , 能力好的跑者在越快的速度会有越佳的下肢对称性 。
相较之下 , RR与NR的变化则有所不同 , NR组的跑者可能基于无训练习惯 , 导致跑步动作型态尚未稳定 , 使各项参数间SI 与跑速的关系是较为混乱的 。 然而 , 与CR组相异的是 , RR组的跑者在这三项参数的对称性上呈现了U字形的非线性关系 , 最低处约落在速度10km/hr 。
在临界速度下 , 跑者有最佳的对称性
基于上述结果 , 学者认为RR组的SI最低值出现的速度是为该群受试者的临界速度 , 也就是说 , 10km/hr的速度是休闲组跑者们能长时间奔跑的最快速度 , 而在实验前的问卷也显示了该组的平时的跑速也是10km/hr , 与实验结果相呼应 。 从上述图表也可看出 , 一但过了临界速度这个门槛 , 跑者下肢的力学参数则越来越不对称 , 进而降低跑步的经济性与效率 。 对能力较好的CR组跑者而言 , 肯定也有其临界速度 , 但文章作者提到 , 为了顾及另外两组能以相同的跑速测验 , 因而没有观察CR组在更高速度下SI的变化 , 但可预期的是 , 若对CR组介入更高的跑速测验 , 过了临界速度后 , SI势必也会有上升的趋势 。通过跑步对称性分析运动表现
通过观察下肢生物力学参数于跑步时的对称性 , 可看出各级别选手有不同的临界速度 , 进而使SI最低值发生的速度区间有所不同 。 而较佳的SI也代表跑者在该速度下身体不对称程度最小 , 这能减少跑步时能量的消耗 , 以提升跑步经济性和跑步效率 。 至今 , 用以观察SI的力学参数大多仍需在实验室环境下取得 , 本文中的实验也是如此 , 然而 , 随者科技发展迅速 , 穿戴式装置的成本降低以及力学参数相关的演算法日趋成熟 , 不久的将来 , 跑步的下肢对称性指标将会成为一项大众跑者皆有机会且有能力判读的一项数据 。
【跑步|左右对称可以跑的更有效率】