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加州大学圣芭芭拉分校新闻

有趣的运行

跑步者们注意了:下次你出去慢跑的时候,你可能想要在你的两脚之间绑一条轻的阻力带。加州大学圣巴巴拉分校的机械工程师艾略特·霍克斯说,这个相当古怪但却非常有效的方法可以让你的跑步效率提高约6.4%。

“在跑步过程中,大部分的能量都被浪费了,”霍克斯说。他的论文发表在《实验生物学杂志》上。

跑步对人体来说是一种效率极低的活动(这就是为什么它也是一种燃烧卡路里的运动)。根据霍克斯的研究,每燃烧10卡路里,就需要不到1卡路里的热量来保持恒定的前进速度。其余的九卡路里是用来防止我们在用体重冲击路面时摔倒,以及在摆动腿时刹车和加速。霍克斯是在旧金山的金门公园(Golden Gate Park)骑自行车时注意到这一点的。

“这是一种有趣的挑战,因为作为一名工程师,当你看到一个非常低效的系统时,你会想,‘哦,天哪,这太糟糕了;一定会有一些唾手可得的成果来改善它,’”他说。

以往排忧解难,霍克斯和球队在斯坦福大学,认为如果摆动腿的一些工作可能是完成了一种弹簧装置——类似于肌腱在猎豹的腿——而不是肌肉工作,可节省能源。这种仿生方法不同于通常设计用来提高跑步效率的设备,通常集中在步频的“罢工”部分。

“我们从膝盖开始,但最后我们把带子夹在了鞋子上,”霍克斯说。“把它放在鞋子上更容易,也更舒服——膝盖处,带子会以有趣的方式摩擦你。”事实证明,将“外腱”夹在鞋子上,也可以优化设备所需的力量,使其更有效,而不是将带子放在腿上更高的地方。

为了更好的跑步耐力而绑鞋带,这听起来可能有点违反直觉,但据报道,受试对象几乎立刻就对绑带感到舒服,而且没有人被绊倒。根据霍克斯的说法,在摆动腿的过程中,这个带创造了效率,高频率的更短的步幅也减少了在每次与地面碰撞时支撑体重所需的能量(站姿阶段),提高了整体耐力。

霍克斯解释说:“这实际上减少了站立时‘弹跳’的努力。”“当然,人们以每分钟90步的速度跑步。如果你能采取更短、更快的步伐,它将减少反弹所需的能量,但它需要更多的能量来摆动你的腿那么快,所以你不会自然地这样做。然而,这款手环消除了腿部摆动的成本,意味着你可以轻松地每分钟走100步,减少了弹跳所需的能量。

“这是令人惊讶的;它让你感觉很轻,有点快,”霍克斯说,他是最早测试外腱概念的人之一。“你的身体很快就会明白。”

几件事的你已经考虑这对你下一个运行:研究人员所使用的乐队是一块手术油管,减少到大约25%的腿的长度,这是“足够长的时间,它不适用部队当脚相互交叉,不打破当英尺远,但足够短,它不成为相互纠缠的时候脚通过。”

此外,霍克斯指出,这些测试完全是在考虑耐力跑的情况下进行的;目前还不清楚短跑运动员在长距离和短距离比赛中是否能从这个装置中受益。而且,跑步表面始终是平坦的,所以没有越野跑。可能没有明显的训练效果;霍克斯说,当选手们脱下绷带后,他们的步态和效率都恢复了正常。

“有人把它比作电动自行车,你可以开得更快,所以很有趣,”他补充道。“为什么不?”

本文的研究还由斯坦福大学的Cole S. Simpson, Cara G. Welker, Scott D. Uhlrich, Sean M. Sketch, Rachel W. Jackson, Scott L. Delp, Steve H. Collins和Jessica C. Selinger进行。

 

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://www.news.ucsb.edu/2019/019660/fun-run