全球受到COVID-19疫情影響，大量減少民眾外出運動的機會。因此居家健身訓練成為一股新潮流。根據Adobe Analytics 發佈的數位經濟指數顯示，跑步機、啞鈴等健身器材的訂單數增長了55%。在選購跑步機時，有避震功能設計為重要考量之一。然而除了跑步機上的避震設計，也可透過選擇避震鞋款，提供跑者避震需求。關於避震的原理(延伸閱讀:《跑鞋的避震是如何達成的？》)及重要性已普遍被一般民眾接受，但避震是否越軟越好?新的剪力避震觀念真的如此重要(延伸閱讀:《避震的新觀念 : 剪力避震》?)如何在運動強度與運動表面之間去取得一個最佳的避震組合？
不可忽視的剪力傷害
在運動過程中垂直地面反作用力對人體的重複衝擊，已被證實為造成運動傷害的原因之一，因此各大鞋廠透過不同設計來提升避震功能，以減少著地時的垂直衝擊力。然而，在運動過程中，除了垂直方向的作用力，腳與地面在接觸時會產生水平方向的反作用力(即為剪力)，雖然剪力的衝擊力大小僅為垂直反作用力的20-25%，然而剪力在膝關節所產生的力矩高於垂直反作用力3.8倍。此外，過去有研究指出，在接觸地面時，可透過增加鞋底相對於地面的滑動位移，產生額外的阻尼效果以減緩水平方向上的剪力，進一步漸少踝關節與膝關節的負荷。因此在2019年生物力學期刊(Journal of Biomechanics)中，有研究提出在不同步態速度下(1.5 m/s、2.5 m/s、3.5 m/s)，搭配不同地面剛性特性(固定、硬、中等硬、中等軟、軟)，進行剪力效果測試。
不同運動強度應挑選不同避震剛性
實驗設計跑者踏在一塊在地面上可水平滑動之平台，該滑動平台可提供不同剛性阻尼(如上圖)，研究結果指出在低速度1.5 m/s下(A)，採用稍軟剛性阻尼，APLR及MPLR數值最低；在中等速度2.5 m/s下(B)，採用稍硬剛性阻尼，PPSF、APLR及MPLR數值最低；在高速度3.5 m/s下(C)，採用稍硬剛性阻尼， PPSF及APLR數值最低。因此在不同的運動強度下，應挑選不同剛性的剪力避震結構來運動，如在低速度1.5 m/s下，可透過稍軟的材質達到剪力避震效果；而在中等速度2.5及高速度3.5 m/s下，可挑選稍硬的設計剪力避震效果較佳。
由此可知，運動表面的水平阻尼剛性，也並非越軟越好，雖較軟材質能產生較大水平位移，但對於高強度運動下，減少負荷率效果卻較差。且較軟的水平阻尼剛性設計，可能會使下肢的動作穩定性變差。而在剪力的方向上做避震設計可以降低傷害發生的機率，但還是須要針對不同的運動型態和強度進行設計，才能達到最佳的運動傷害防護效果。
參考文獻:
Chen, W. H., Hsieh, C. F., Chan, M. S., Shih, Y., Chen, C. H., & Shiang, T. Y. (2019). Optimal shear cushion stiffness at different gait speeds. Journal of Biomechanics, 93, 226-230.
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