一、介紹
跑步愛好者們在日常訓練或者比賽的時,都需要一個“指標”來衡量自己的跑步,以達到一個高效的目的(如訓練很有效果、比賽成績很理想)。所以他們時常會想:我明天需不需要訓練了?是進行有氧跑還是混氧跑,或者間歇?跑步的距離多少為妙?
這些問題,我們會告訴你一個非常新奇的答案:“利用跑步功率”。
在騎行中,功率有著舉足輕重的地位。它能夠精準反應運動員騎行時的心肺健康程度、有氧能力以及該騎行強度帶給他們的“耐受”。比如閾值功率就就是他們乳酸閾值的界點。
因此Stryd團隊打算模仿騎行,將功率引入跑步中。
我們將Stryd功率計與帶有實驗室測力板的跑步機(用來測發力)和代謝測量系統進行對比,得出瞭如下白皮書的內容:
1、Stryd功率計測量觸地時間準確度為97.17%
2、Stryd功率計測量垂直襬動(腿部摺疊)準確度為96.82%
3、Stryd功率計測量腿部發力的準確度為95%
4、Stryd功率計測得的功率與VO2有96%的相關性。
二、協議
Stryd以以下目標和約束制定了以下的協議:
1、在廣泛範圍內測試跑步配速的精準度
2、對多位跑者進行評估,以確保即使在不同生理形態等差異下也能有完美的準確性。
在過去兩年時間中,Stryd團隊進行了多次測試,以驗證Stryd功率計在“跑步功率”測量上以及其他指標上的準確度。下面(圖片中)是一些使用到的裝置及其引數:
測試程式:
在腿部發力測試中,採集了13名跑者(從入門到精英級)的資料:讓他們在8種不同的配速上跑步90秒;跑步速度從8公里/小時以1.6公里/小時的速度慢慢增加,跑到19.2公里/小時的速度為止。
在能量代謝的測試中,9名不同跑者(從入門到精英級)在不同跑步配速上堅持3分鐘,同意採用8種不同的配速——從8公里/小時慢慢以2公里/小時的速度加速,最終跑到20公里/小時為止。
三、對比
3.1跑步功率
背景:跑步是一個三維模型。你身體向前移動時,人垂直方向會上下變動,每走一步都會使得身體左右旋轉。所有這些運動都需要耗能(稱作:機械能)。在這個體系中,身體的垂直變動佔據了大部分的機械能。
跑步是一個迴圈運動(指身體一直重複一樣的動作),這意味著完成這些動作的機械能幾乎接近0(這個思想太牛逼了,一般人還真沒意識到……)。然而我們身體的能量一直在消耗,這意味著身體在做功——顯然,有一部分的做功來自身體與環境對抗(比如地面摩擦、空氣阻力等)——這是最主要的能量去向。還有一部分能量去向是推動身體所損耗的,比如加速的時候。
Stryd功率計所測量的功率是跑步中,僅靠跑者自己推動身體前進、以及身體代謝所損耗的功率,如下圖:
在這個系統中(跑步運動中),前進和身體垂直變動(身體左右擺動)佔了大部分機械功。身體前進所消耗的能量可以透過腳每一步的動能變化來量化——在前進的時候,加速度發現了變化;
身體垂直變動所消耗的能量可以透過每個階躍的勢能變化來量化——透過計算身體重心在垂直方向上的位移變化得到。
透過上述兩項的測量,我們能到了跑者跑時候的機械能,以此得到了他此時的跑步功率。