• 沒有找到結果。

實驗參與者的有氧能力、跑步表現與跑步效率

如圖 1 所示,若實驗參與者為一群有氧能力相似之跑者,其跑步效率對跑步表現 的影響能力應大於有氧能力造成的影響。從圖 16-18 可以發現,此群實驗參與者的有氧 能力與跑步表現僅存在非常低的相關 (-0.17) , 然而跑步效率與跑步表現呈中度相關 (-0.49、-0.43) 有此可知跑步效率對跑步表現的影響力高於有氧能力對跑步表現的影響 力。且本研究中最大攝氧量與跑步表現的關聯與過去研究發現相似 (-0.12),惟跑步經濟 性跟跑步表現的關聯較過去文獻低 (0.83 vs. 0.49) ,可能因素為該文獻之實驗參與者均 為國家級 10 公里長跑選手 (Conley & Krahenbuhl, 1980) ,然而本實驗之實驗參與者層 級為大專級且項目距離橫跨 3000 障礙賽、 5000 以及馬拉松選手,且有氧能力分佈略 低 (67-77 vs. 61-72) 。儘管如此,我們仍可從關聯性研究結果中確認,在本次的實驗中,

是以跑步效率而非有氧能力來主導跑步表現。

第二節 動力學參數與跑步效率的關聯

從表 5 的結果可以發現,動力學參數中跟跑步表現較有關聯的是速度 14.5 km/hr 下的垂直衝量以及總衝量。由於跑步經濟性代表的是該速度下需要的攝氧量,因此攝氧 量的數值越低代表跑步效率越好,如圖 17、18 所示,垂直衝量及總衝量與跑步經濟性 呈負相關,代表垂直衝量及總衝量越大,跑步效率越好,此結果與過去文獻不同。 Heise 等人在 2001 年發表了一篇觀察動力學參數差異與跑步經濟性關聯的研究,該研究在 15 公尺的跑道中間裝設力板,並收取速度 12 km/hr 時,實驗參與者跑經過力板時的地 面反作用力,計算垂直衝量、前後以及內外側力量的絕對值積分,並與觀察這些參數與 跑步經濟性的相關性 (Heise & Martin, 2001) 。該研究發現垂直衝量與跑步經濟性之間 呈正相關,相關係數達到 0.62 ,指垂直衝量越小跑步效率越佳,研究者認為因為跑步 效率較差的跑者會花費過多的力量在垂直方向,無助於前進以致浪費能量。而另一篇研 究則發現垂直衝量與跑步效率沒有關聯,不過在該篇研究中,實驗參與者為耐力型運動 含滑冰、滑雪射擊以及長跑,不完全為長跑選手,並且最大攝氧量為主要影響跑步表現 的因子 (Støren et al., 2011) 。針對本研究跟過去研究的矛盾結果,可能影響的原因包含 省力機制的差異以及量測的方法的差異。

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圖 18 速度 14.5 km/hr 下,總衝量與跑步經濟性關聯圖

省力機制的差異意旨跑者用不同節省能量的模式跑步,如 Lussiana 等人在 2017 年發表的研究所提及,跑者通常可以區分為兩種典型,一種是垂直震幅較高、前足著地 且著地點較靠近身體正下方,另一種是垂直震幅較低、著地策略較柔軟起著地點略在身 體前方 (Lussiana et al., 2017) 。該篇研究發現這兩種典型的人跑步經濟性沒有顯著差異,

研究者認為的一種較彈跳型的跑者主要是將垂直方向的能量轉為儲存在阿基里斯腱的 彈力位能,離地時再轉化為幫助前進的推進動能,藉此增進跑步效率;而另一形態的跑 者主要則是利用柔軟的著地策略搭配較小的垂直震幅來減少非推進方向的能量損耗。

若參照此種原理,本研究中的實驗參與者應該屬於較彈跳型的跑者,因有較高的垂 直衝量的跑者儲存了更多的彈力位能,而能達到更好的跑步效率。在本實驗結果中,煞 車、推進以及橫向衝量對跑步經濟性的影響均不甚明顯,因此總衝量對跑步效率的影響 主要反映垂直衝量對跑步效率的影響。透過與跑步表現的比較可以進一步確認上述論點,

如圖 19 所示,垂直衝量與跑步表現存在高度正相關 (0.74) ,說明垂直衝量較高的跑者 擁有較佳的跑步表現,而總衝量跟跑步表現之間的關聯則如圖 20 所示,也呈正相關,

然而從表 5 可知,這樣的結果主要受垂到垂直衝量的影響。

圖 19 速度 14.5 km/hr 下,垂直衝量與跑步表現之關聯圖

圖 20 速度 14.5 km/hr 下,總衝量與跑步表現之關聯圖

收取動力學參數的方法不同也有可能會影響研究結果,若要在平地跑時控制參與者 的跑步速度,需要紀錄參與者踏上力板時的速度再回饋給實驗參與者,經過不斷的調整,

最終收取速度在可接受誤差範圍內的資料 (Heise & Martin, 2001) 。此種方法雖然可以 控制速度,但收取資料時參與者並非處於穩定跑步的狀態,且跑步姿勢容易受操弄影響,

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參與者可能會因為需要踩力板而縮短或者放大步伐,造成峰值及踩踏時間的差異。但這 種差異是否會造成過去研究與本研究如此迥異的結果 (0.62 vs. -0.49) 還未有更明確的 證據說明。另有一篇研究在收取垂直方向的動力學參數時是使用壓力感測鞋墊來收取 (Støren et al., 2011) ,此時收取到的力量資訊為足部受到的正向力,並無包含和鞋體交 互作用過後的資訊,然而過去在探討跑步效率相關的文獻指出,鞋體的剛性與彈性均會 影響到跑步效率 (Moore, 2016) ,因此該篇研究在垂直方向的衝量沒有發現差異可能的 原因是因為沒有考慮到鞋體的影響。

然而,上述影響主要出現在速度 14.5 km/hr 時,在速度 16 km/hr 時僅總衝量勉強 達到中度相關,推測可能原因為速度較高時,能量系統開始增加無氧的比例導致實驗參 與者跑步動作改變,並非原先穩定狀態的動作,從而影響到跟跑步效率之間的關聯。

第三節 頂尖選手與優秀選手之差異

本次實驗參與者大部分為公開級大專長跑選手,然而其中一位參與者為具奧運資格 的頂尖選手,若比較頂尖選手跟優秀選手之間的差異,或許可以從另一個角度觀察影響 跑步效率的動力學參數。如圖 16 所示,頂尖選手與優秀選手的最大攝氧量並無顯著差 異,表示頂尖選手的有氧能力與其他優秀選手相似。然而頂尖選手的跑步經濟性無論是 在速度 14.5 還是 16 均顯著較優秀選手低,代表頂尖選手使用較少的能量即可維持相 同的速度。此外。頂尖選手的跑步表現顯著高與優秀選手,綜合這些結果,我們可以確 定頂尖選手是因為擁有較佳的跑步效率而擁有較佳的跑步表現,因此比較頂尖選手和優 秀選手的差異可以幫助我們釐清可能影響跑步效率的因素。

動力學參數的差異如圖 21、22 所示,頂尖選手的橫向、垂直及總衝量較優秀選手

高,此處與第二節的結果相符,垂直衝量是主要的影響因素,總衝量的差別主要來自垂 直衝量。搭配表 8 的結果會發現,頂尖選手的觸地時間較短,可以說垂直衝量主要的差 別會來自峰值的差異,且頂尖選手的騰空時間較長,這兩個特性符合前述頂尖選手屬於 彈跳型選手的推測。

圖 21 速度 14.5 km/hr 下,頂尖選手與優秀選手的力量峰值差異。其中,ML 表示橫 向峰值,Vertical 表示垂直峰值。

圖 22 速度 14.5 km/hr 下,頂尖選手與優秀選手的衝量差異。其中,ML 表示橫向衝 量,Vertical 表示垂直衝量,Total 表示總衝量。

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這樣的結果也符合先前比較高層及跑者跟業餘跑者的研究結果 (Preece, Bramah, &

Mason, 2019) 。一篇 2019 年發表的研究比較了 14 位較高層級的跑者 (跑步表現平均 速度 >18.75 km/hr) 以及 14 位業餘的跑者 (跑步表現平均速度 > 15 km/hr) 在動力學參 數及時空參數上的差異。該研究發現,層級較高的跑者有較大的垂直衝量、離地時較大 的質心垂直速度以及較長的騰空時間,並且在觸地時以前足著地。該篇作者認為菁英跑 者可以用較大的垂直衝量來維持CoP 靠前的位置,製造較大的力臂,讓阿基里斯腱在儲 存 能 量 時 更有 效 率 ,不 過 並 非所 有 比 較不同 層 級 差 異的 研 究 均發 現 類 似的 差 異 (Cavanagh, Pollock, & Landa, 1977; Padulo, Annino, Migliaccio, D'Ottavio, & Tihanyi, 2012) , 研究者認為這可以呼應跑步無絕對標準跑姿的說法。

第陸章 結論

本次研究發現在跑者能維持穩定跑步姿勢的速度下,動力學參數可能與跑步效率有 關聯。其中,垂直衝量與總衝量跟跑步效率的關聯較大,在本研究內這兩個參數值較大 的跑者擁有較佳的跑步效率,然而這可能與本次參與者的省力機制相關,未來研究如能 增加更多頂尖選手的樣本可以更明確的證明此種論點。

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