李尹鑫等(2018)發現在騎乘自行車的過程中，騎乘者為了維持騎乘效率以及穩 定功率輸出，騎乘者必須維持穩定的踩踏頻率與踩踏⼒量，尤其是在⽐賽的過程中 選擇有最有效率的踩踏策略能有更優異的運動表現，兩者間如何取得平衡讓騎乘 者達到最佳的運動表現⼀直是學術界與教練間不斷探討的議題。
騎乘時踩踏頻率的⾼低與踩踏效率間的關系也有學者做出相關的研究，其結 果顯⽰，對側腳所產⽣之負功最⼩值在 90 rpm 的踩踏頻率時出現，但隨著踩踏頻 率的降低與提⾼，負功隨之提⾼造成踩踏效率的下降 (Neptune & Herzog, 1999)，
另⼀篇針對⾃⾏⾞選⼿踩踏頻率的研究發現，⾃⾏⾞選⼿普遍在 80-100 rpm 的踩 踏頻率下，會出現較佳的速度有效⼒⽐，同時也發現⾃⾏⾞選⼿的踩踏頻率較為穩
定 (Lucia, Hoyos, & Chicharro, 2001)，有趣的是，在針對不同運動項⽬的騎乘者所 做的研究中發現，騎乘過程中也是當踩踏頻率趨近 90 rpm 時出現最⼩的負功
(Candotti et al., 2007)其他研究踩踏頻率與踩踏效率間的研究也指出，隨著踩踏頻率 的提⾼，踩踏效率的指標也有提⾼的趨勢 (Strutzenberger, Wunsch, Kroell, Dastl, &
Schwameder, 2014)；且在⾃⾏⾞選⼿間也存在著不同的踩踏頻率區間，層級較⾼的 選⼿踩踏頻率區間較⾼也較⼩ (Zameziati et al., 2006)。也有研究指出，相對於⾃⾏
⾞選⼿，⼀般的騎乘者在較低的踩踏頻率下會有較佳的踩踏效率 (Ericson & Nisell,
1988)，同時其他針對⼀般騎乘者的研究結果也顯⽰，隨著踩踏頻率的提⾼踩踏效 率也隨之降低 (Patterson & Moreno, 1990; Sanderson, 1991)，對於這樣的結果他們 的解釋為，對於⼀般未受過訓練的騎乘者，較⾼的踩踏頻率會增加維持整體穩定性 的難度，且在踩踏週期中，踩踏⼒量的峰值往往在錯誤的時期出現，因⽽造成踩踏 效率的下降。也有研究讓受試者先以⾃選頻率進⾏踩踏，經過訓練後在進⾏騎乘發 現，騎乘過程中最有效率的踩踏頻率發⽣改變 (Whitty, Murphy, Coutts, & Watsford,
2016)。綜合以上的研究的結果，踩踏頻率的⾼低對踩踏效益的影響似乎因⼈⽽異，
也有學者提出不同的看法，但還是可以看出選⼿普遍採⽤較⾼的踩踏頻率，⽽⼀般 騎乘者則採⽤較低的踩踏頻率，⽽且踩踏頻率是可以透過後天的訓練得到改善的。
踩踏的過程中，⾮垂直⽅向的⼒同時也扮演著重要的⾓⾊，雖然這樣的分⼒對轉動 曲柄⼤盤沒有幫助，但有助於騎乘過程中讓騎乘者維持穩定的踩踏循環 (Leirdal &
Ettema, 2011)，尤其是在較⾼的踩踏頻率且沒有穿著卡鞋的情況下，⾮垂直於⼤盤 的踩踏分⼒可以讓騎乘者的雙腳穩定在踏板上且跟上踩踏頻率 (李尹鑫, 陳家祥,
& 相⼦元, 2018)。因此在實際騎乘情況下，騎乘者要完全將輸出的⼒量⽤於轉動
⼤盤曲柄是不可能的，在騎乘的過程中⼀定需要消耗部分的能量來穩定整體踩踏 循環。
綜合上述觀點以及⾃⾏⾞運動的特殊性，雖然踩踏過程中的有效⼒等效益指 標可以⽤於評估騎乘效率的好壞，但單⼀指標所判斷出的騎乘效率可能無法完全 反應出完整的騎乘效率 (Bini & Diefenthaeler, 2010)；由於⾃⾏⾞是⼀個複雜的運 動項⽬，以下肢的踩踏效率或許可以反應出⼀定程度的騎乘效率，但在騎乘過程中 額外⽤於維持⼈⾞系統平衡的能量消耗並未被列⼊考量，這樣額外的能量消耗是 否會對騎乘效率造成影響在未來是直得被探討的。
第三節 穩定性對整體騎乘狀況的影響
騎乘⾃⾏⾞的過程中，雙腳並不是唯⼀與⾞架系統有所接觸的部位，坐墊以及 把⼿也是騎乘者與⾞架接觸的介質；因此從整體的觀點來看，騎乘過程中⾝體的穩 定性也會對騎乘效率產⽣影響，在踩踏過程除了切線⼒以外的分⼒可以⽤於穩定 踩踏外，同時⼈體上肢對坐墊、把⼿所施加的作⽤⼒也會⽤於平衡整體騎乘狀況，
並且在需要更⼤的功率輸出時幫助騎乘者增加踩踏⼒量 (Costes et al., 2015)；在⽐
較⾃⾏⾞選⼿以及⼀般騎乘者的研究中發現，⼀般騎乘者在踩踏頻率提⾼的同時，
⼈⾞系統整體的晃動程度也隨之增加 (Rylands, Roberts, Hurst, & Bentley, 2017) ， 由這樣的結果可以推論，騎乘過程中較⾼的踩踏頻率對⼀般騎乘者較難維持騎乘 時的穩定；但⾃⾏⾞選⼿則是利⽤⾝體的側向傾斜以達到降低整體晃動程度的⽬
的，由於選⼿在騎乘的過程中會利⽤⾝體重⼼的控制以及核⼼肌群的⼒量以穩定 整體⼈⾞系統，因此當採⽤較⾼的踩踏頻率作為騎乘策略時，⼈⾞系統整體的晃動 程度也會較低 (Cain et al., 2016)，⽽這篇研究也提到，當採⽤慢速騎乘時，⼀般騎 乘者會因為無法平衡⽽出現較⾼的晃動程度造成不能順利完成踩踏週期的狀況，
⾃⾏⾞選⼿則沒有這樣的問題出現 (Cain et al., 2016)。由以上研究結果可以得知，
在騎乘的過程中並不是只有下肢踩踏時的分⼒在影響騎乘效率，上半⾝也需要花 費額外的能量以維持騎乘的平衡與穩定，騎乘時整體的穩定性越⾼騎乘效率就越
⼤，因為整體越不穩定晃動程度就會提⾼，騎乘者必須額外消耗更多的能量將⼈⾞
系統回復且維持在穩定的狀態中，因此，⼀個穩定的騎乘策略可以有效降低不必要 的能量消耗，以增進運動表現；另外也有研究結果指出，較⾼的踩踏頻率同時也伴 隨著較⾼的下肢肌群肌電訊號，這樣的實驗結果說明肌⾁活化程度隨著踩踏頻率 的提⾼⽽上升，因⽽造成⼈⾞系統較⼤的晃動程度 (Macintosh, Neptune, & Horton,
2000)，這樣的結果說明了為什麼⼀般騎乘者無法選擇如同⾃⾏⾞選⼿般⾼踏頻的 原因；由於選⼿可以透過⾃⾝的騎乘技術降低⼈⾞系統的晃動程度以達到穩定與
平衡的⽬的，因此選⼿採⽤較⾼的踩踏頻率能夠產⽣較佳的騎乘效率。雖然下肢是 驅動⾃⾏⾞的主要肌群，因此利⽤下肢運動學與動⼒學參數作為判斷依據或許可 以反應部分騎乘技術，李尹鑫等(2018)認為仍然有⼀些額外的騎乘狀態以及能量輸 出並未被納⼊考量，例如：晃動程度與降低晃動以維持平衡與穩定所需的能量消耗；
額外能量的消耗是否會影響到不同騎乘模式下的騎乘效率值得未來研究深⼊探討。
第四節 文獻總結
綜合以上結果可以得到，⽬前評估騎乘效率的研究主要以踩踏過程中的有效
⼒的⼤⼩、踩踏與下肢肌電訊號作為判斷依據，由於⾃⾏⾞運動並不是只有下肢在 運動，因此利⽤以上三種參數進⾏判斷只有考慮到騎乘者⼒量輸出的部分，並沒有 將穩定與平衡騎乘狀態的能量消耗列⼊考量，所以不夠全⾯性也較無法代表整體 的騎乘效率與技術。雖然額外⽤於維持平衡的能量消耗對功率輸出及推進沒有直 接的幫助，但在騎乘的過程中也扮演著相當關鍵的⾓⾊，因此在評估騎乘效率時也 應該將其列⼊判斷依據中。⽬前對於騎乘技術相關的研究主要以踩踏過程中的有 效⼒作為主要判斷指標，尚未利⽤晃動程度與踩踏頻率的穩定性作為主要的判斷 依據，加⼊晃動程度與踩踏頻率的穩定性後，是否能夠對騎乘效率以及騎乘技術有 更加全⾯的判讀是未來研究中可以詳加探討的地⽅。
第參章 實驗方法
第一節 研究對象
本研究招募 14 位實驗受試者，其中有 6 位選⼿、8 位⾮選⼿，基本資料為，
⾝⾼：170 ±8.5 公分、體重：67±10.1 公⽄、年齡：22±2.1 歲；皆有⾃⾏⾞騎乘經 驗，所有參與者在進⾏實驗的近六個⽉內，皆無下肢神經、肌⾁、⾻骼、肌腱、韌 帶和⼼⾎管⽅⾯的疾病，並具備從事⼀般有氧活動的⼼肺能⼒，同時必須能在開放 式滾筒訓練台上騎乘⾃⾏⾞。每位實驗參與者在進⾏本實驗前，預先告知及說明實 驗內容、步驟與相關注意事項，並詳閱參與者須知，了解實驗內容後簽署試者同意 書，同意參與本實驗。
第二節 測量儀器與設備
一、Naxsen 九軸慣性感測器
Naxsene 九軸慣性感測器 (Naxsen 9, SIPPLink Co., Ltd., Taiwan) 資料擷 取頻率為 200 Hz，將慣性感測器水平安裝於車架上管，以確保各個軸向資料 正確性。
二、 紅外線攝影機 (Vicon)
資料擷取頻率為 200 Hz，反光點黏貼於前叉轉軸上⽅，減少轉動⿓頭所 造成的左右移動；透過紅外線攝影機計算出騎乘時的左右位移量，同時將紅 外線攝影機，作為室內滾筒訓練台的校標。
三、Arofly 胎壓感測器
Arofly胎壓感測器 (Arofly, Taiwan) 資料擷取頻率為 1 Hz，其擁有市⾯
上常⾒功率計相同功能，同時還能收取胎壓資料，⽽本儀器的信效度等同於 ⽬前市⾯上與學術領域公認數據最精確且穩定之功率計 SRM (SRM FSA, SRM, DE)。騎乘過程中利⽤胎壓感測器所測得的胎壓變化資料作為騎乘時晃 動程度的指標。
四、Arofly 踏頻感測器
Arofly 踏頻感測器 (Arofly, Taiwan)，資料擷取頻率與胎壓感測器相同為 1 Hz;將踏頻感測器裝設於左側曲柄收取騎乘者的踩踏頻率。
圖 3-1 感測器黏貼位置⽰意圖
第三節 實驗流程
本研究共有室內以及室外兩種騎乘情境，將使⽤相同的⾃⾏⾞與踏頻感測器
控制實驗過程中的踩踏頻率。第⼀：室內滾筒訓練台騎乘；實驗過程中將固定⿒輪
⽐(39/17)，且採⽤四種踩踏頻率，分別為 70、80、90、100 rpm，在實驗的過程中 必須全程坐姿騎乘不得以站⽴抽⾞，收取每種踏頻穩定騎乘 3 分鐘，擷取中段穩 定 100 秒資料進⾏分析；透過陀螺儀、加速規、反光點 Y 軸左右⽅向位移與胎壓 變化進⾏晃動程度的判斷。第⼆：⼾外騎乘；在⼾外⾧ 500 公尺的柏油道路進⾏實 驗，其中有⼀次迴轉，實驗開始前告知受試者，必須盡可能穩定騎乘，且全程必須 以坐姿進⾏騎乘，不可以站姿抽⾞，將資料出發與迴轉之極端值去除後，擷取去程 穩定 50 秒與回程穩定 50 秒，共 100 秒資料進⾏分析；透過陀螺儀、加速規與胎
壓變化訊號進⾏晃動程度的判斷。
一、器材架設與連線
（一）坐墊高度設定：調整坐墊高度，使受試者為標準騎乘姿勢（軀幹屈曲角 度約為45 度，膝關節踩踏至下死點時屈曲角度約為 20~30 度），讓受 試者在開放式滾筒訓練台上進行 5 分鐘的熱身，同時適應滾筒訓練台 騎乘模式及確認坐墊高度是否合適。
（二）訓練台架設：在實驗室中平穩的地面架設開放式滾筒訓練台，同時在受
（二）訓練台架設：在實驗室中平穩的地面架設開放式滾筒訓練台，同時在受