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跑鞋避震中底
跑鞋如何達成避震功能? 秒懂各品牌跑鞋避震中底
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adidas全新SOLARHU系列 展現五彩繽紛東非風
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Nike Unlimited Stadium快閃田徑場 LED虛擬對手亦步亦趨 讓你和自己賽跑
 運動科學網
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跑鞋如何達成避震功能? 秒懂各品牌跑鞋避震中底

2020-06-30
知識庫 配備館 跑步 鞋子 運動科學網 觀念

相信許多朋友都知道跑鞋的避震很重要,但你知道避震指的是什麼嗎?而跑鞋的避震設計又有哪幾種?他們又是如何實現避震效果的呢?本文以淺顯易懂的方式說明什麼是避震以及避震的設計,並用影片和過程分解讓你秒懂避震是如何達成的。

跑鞋避震中底
跑鞋如何達成避震功能? 秒懂各品牌跑鞋避震中底

避震是什麼?

避震,是跑鞋設計中重要元素之一,因為跑步時雙腳需要反覆承受約體重1.5至3倍的衝擊力,長時間累積下來,對下肢的負擔不容小覷。各家運動鞋廠牌無不投入心力在研究如何提升避震功能,從鞋底的緩衝材質、厚度、形狀等角度,尋求最佳的配置,來減少著地的衝擊力。避震的目的是減緩足部接觸地面時,衝擊力上升的速度與幅度。

如下圖所示,穿上有避震功能的鞋子後,可降低力量上升的速度(藍箭頭的斜度)與幅度(藍圈的高度),進而達到避震緩衝的目的;反之,若不能有效延緩衝擊,如赤腳後足著地,則會使力量急劇上升,並承受較大的力量峰值,進而導致傷害發生的風險提高。

避震的速度與幅度
避震-減緩衝擊力上升的速度與幅度 圖片來源:修改自Nature, 463(7280), 531-535

跑鞋的避震設計分兩類

要達成避震的目的,使鞋底在接觸地面時能吸收衝擊,實際的方法是透過鞋底的「形變」,來延緩撞擊的持續時間並吸收力量,其方法有兩種,材料避震與結構避震。例如當你踩在軟墊時,軟墊會下陷藉此吸收衝擊,使你感覺到避震的效果,這類我們稱為材料避震;而另一種結構避震,則如生活中常見的彈簧或拱橋,透過外部結構的形變來達吸收與緩衝避震。目前市面上跑鞋的避震設計也可分為此兩類。

材料避震:利用材料自身的形變來達到避震的功能。跑鞋中常見的材料避震設計,透過使用發泡材料、EVA、E-TPU 等較軟的材料,來吸收撞擊。例如 NIKE ZOOM X VAPORFLY NEXT% 及 ADIDAS ULTRABOOST 20。

 NIKE ZOOM X VAPORFLY NEXT%與ADIDAS ULTRABOOST 20
NIKE ZOOM X VAPORFLY NEXT% (左) 與 ADIDAS ULTRABOOST 20

結構避震:利用外部結構的形變來達到避震的效果。經常利用波浪或拱橋的形狀來到支撐與緩衝的功能。例如 MIZUNO WAVE RIDER 23 及ON CLOUD ACE。

MIZUNO WAVE RIDER 23與ON CLOUD ACE
MIZUNO WAVE RIDER 23 (左) 與 ON CLOUD ACE

避震是如何達成的?

本文使用上述各兩雙代表材料避震與結構避震的跑鞋做示範,請兩名退役的田徑跑者,分別穿著兩款鞋進行測試,A 跑者穿著NIKE 與 MIZUNO,B 跑者穿著ADIDAS 與 ON,以5 分速 (5min/km) 進行30 公尺平穩速度跑。於20 公尺處架設攝影機,以高速攝影模式 (每秒240格) 捕捉足部著地瞬間到腳掌踩平地面的變化。

NIKE ZOOM X VAPORFLY NEXT % 著地後變化

ADIDAS ULTRABOOST 20 著地後變化

NIKE ZOOM X VAPORFLY NEXT% 的中底搭載Zoom X 泡棉材質,在著地瞬間後開始產生形變擠壓,藉此吸收了部分的衝擊力,當腳掌踩平地面時,可看到整體壓縮的現象;ADIDAS ULTRABOOST 20 全中底由Boost 顆粒所組成,其材質為E-TPU (熱塑性聚氨酯),我們可觀察到Boost 跑鞋著地時,衝擊力也會使得Boost 有一定程度的擠壓,腳掌貼平時,亦可看到明顯的變化。

NIKE ZOOM X VAPORFLY NEXT% 著地後中底材料形變過程

NIKE ZOOM X VAPORFLY NEXT% 中底材料形變

ADIDAS ULTRABOOST 20 著地後中底材料形變過程

ADIDAS ULTRABOOST 20中底材料形變

結構避震慢動作影片

MIZUNO WAVE RIDER 23 著地後變化

ON CLOUD ACE 著地後變化

我們可以觀察到MIZUNO WAVE RIDER 23 在跑步著地瞬間,其後跟的Wave波浪片會因受力而變得扁平,使原本波浪片前後的空隙都被填滿,波浪片幾乎完全與中底貼合;而ON CLOUD ACE 本身雲端科技緩衝系統 (鞋款波浪狀大底) 在跑步著地瞬間時,波浪受到擠壓,尤其是後足幾乎變為扁平,其透過結構形變而吸收衝擊力的方式明顯可見。

MIZUNO WAVE RIDER 23 著地後中底結構形變過程

MIZUNO WAVE RIDER 23中底結構形變

ON CLOUD ACE 著地後中底結構形變過程

ON CLOUD ACE中底結構形變

結語

利用影像捕捉的方式,我們可以清楚觀察到不同款跑鞋透過材料或結構的設計,皆可藉由形變的過程來達到避震的功能。但隨著不同的避震設計,實際上也會有不同的效果與特性,所適合的族群也有所不同,並非越軟越好。例如較軟的避震設計可能有較佳的緩衝效果,但卻會使鞋底穩定性變差,不適合足踝不穩定的人;而較硬的避震設計,也許增加了後足著地衝擊力,但相對提高了穩定性,且對中足或前足著地形態的跑者而言,可能沒有太大的影響,反而可藉此減少緩衝材料的重量,適合競速需求。

因此,根據自身的需求挑選跑鞋,才能達到最佳的效果。

跑鞋避震設計
跑鞋避震設計

參考文獻:
Lieberman, D. E., Venkadesan, M., Werbel, W. A., Daoud, A. I., D’andrea, S., Davis, I. S., ... & Pitsiladis, Y. (2010). Foot strike patterns and collision forces in habitually barefoot versus shod runners. Nature, 463(7280), 531-535.

撰文/董智尚、陳韋翰、相子元

*文章授權轉載自《運動科學》網站,原文:跑鞋的避震是如何達成的?

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在國立台灣師範大學的實驗室裡,一群由相子元教授帶領的研究團隊正全心投入運動科學研究,和你一樣對未知的領域充滿探索熱忱。

面對運動科學興起的熱潮,許多人想瞭解正確的運動資訊卻不知道從何下手? 運動科學網持續更新經過科學驗證的運動知識與運動觀點。不論是創新產品、研究結果,甚至是專業理論,我們都會轉譯成簡單易懂的文字,讓讀者利用最短的時間瞭解運動的最新趨勢。

為了讓健康的運動觀念進入日常生活,我們創立了運動科學網;為了讓正確的運動知識提升生活品質,我們創立了運動科學網,我們致力於運動科學的研究,希望這些努力不僅僅侷限於學術領域中,而是讓熱愛運動的普羅大眾更健康快樂地運動。

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adidas全新SOLARHU系列 展現五彩繽紛東非風

2018-09-26
跑步配備館鞋子ADIDAS

adidas再次攜手美國創作歌手暨時裝設計師Pharrell Williams(菲瑞),打造全新SOLARHU系列,這次以非洲長跑文化為專業跑步裝備的設計靈感,透過鮮豔色彩與花紋,勾勒出以跑步為民族文化靈魂的東非世界,也蘊含著和平與冥想的哲學意涵。全新系列9月25上市,包含男女多款跑鞋、運動上衣、短褲及緊身褲。

adidas全新SOLARHU系列 展現五彩繽紛東非風

Pharrell Williams SOLARHU系列以孕育最多全球知名長跑選手的非洲為主題,將代表東非文化的圖騰與各國國旗色彩做為設計重點,大膽運用金、紫、酒紅、青綠與紅綠交織的繽紛色彩。其中SOLARHU系列以SOLAR GLIDE ST專業跑鞋為基礎,採用大面積的撞色拼接,將東非鮮豔色彩融入鞋身,最特別的是鞋面上搶眼的標誌性「Hu」字樣,加上招牌BOOST中底,增添運動所需的機能性,呈現充滿獨特風格的設計質感。

Pharrell Williams SOLARHU系列以SOLAR GLIDE ST專業跑鞋為基礎,最特別處在鞋面搶眼的「Hu」字樣
SOLARHU系列鞋面搶眼的「Hu」字樣,搭載adidas招牌BOOST中底

Pharrell Williams SOLARHU系列另有多款運動上衣、短褲與緊身褲等系列商品,其滾邊與飾帶同樣融入東非文化的搶眼圖案。

左:女款HU PK TEE W DQ0654,NT$2,590/右:HU TANK W DT5997,NT$1,290
左:HU M 10 SHORT W DT6007,NT$1,390/右:HU TIGHT W DW7721,NT$2,390

Pharrell Williams表示,非洲擁有美麗且獨特的文化,也是孕育文明的起源地;全人類共通的運動—跑步,帶來如冥想的心靈境界,如此鮮明與深蘊的文化值得我們回歸起點、從中獲得啟發,將機能融入日常生活,並以創造力向跑步運動致敬。

資料來源/adidas    
責任編輯/Dama

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Nike Unlimited Stadium快閃田徑場 LED虛擬對手亦步亦趨 讓你和自己賽跑

2017-05-20
新聞跑步話題NIKE趣味

在馬尼拉的市中心, Nike 打造了據說是世界首座全 LED 螢幕的快閃田徑場,Nike 將這個場地設計成經典跑鞋 LunarEpic 的鞋底造型,也像一個碩大的腳印踩在城市的區塊之間。

Nike Unlimited Stadium ©Nike/BBH singapore

這個運動場叫「 Unlimited Stadium」,意思就是它是個可以無限繞圈的「∞」型跑道,長度200公尺,最多可供 30 位跑者同時使用。當跑步者跑起來時,沿著跑道設立的LED螢幕上會出現一個虛擬的陪跑者,它的速度會和跑者相近,偶爾還會超過,跑者需要不斷地和它競爭,而實際上,你卻是在和一個虛擬的自己賽跑。

參與這項趣味跑步遊戲的跑者,在出發前需要設定想要完成的時間,然後在鞋子上裝上感應器。當你進入跑道開始跑起來時,LED牆上就會出現一個虛擬跑者,它的速度會根據你設定的預期跑步時間和實際速度來調整,讓你既有機會超過它,又必須時刻跟上不能鬆懈,因為這個陪跑者會在你超前時變大,在你落後時變小來提醒你。不過別擔心,只要能跟著這個虛擬跑者的速度,或者稍快於它,你就能完成預期的跑步計畫。

Nike Unlimited Stadium有虛擬跑者陪你跑步。 ©Nike/BBH singapore

當跑者在跑道上起跑時,極為精確的無線射頻辨識系統(Radio Frequency IDentification,RFID)會記錄你的第一圈跑速,然後在你第二圈時讓虛擬陪跑者用這個速度提醒你。若你超越它,那麼它在下一圈就用你新的速度追你,如此不斷重複,你就會越跑越快,這個虛擬跑者也會越變越大;反之亦然,當你越跑越慢,虛擬跑者也會越來越慢並變小。

Nike Unlimited Stadium同時可容30位跑者使用。 ©Nike/BBH singapore

Nike推出這個快閃計劃的用意,除了在推廣LunarEpic這款跑鞋,也在於強調他們品牌近來的激勵口號「Unlimited」,藉由將∞符號與鞋印結合設計成跑道,希望跑者們都能夠勇於突破自己、打敗自己,創造無限可能。

若你做好準備要挑戰自己,近日不妨前往馬尼拉去體驗一下這個跑道吧!

Nike Unlimited Stadium宗旨是讓你挑戰自己。 ©Nike/BBH singapore

資訊來源:Design Boom

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