飞跃田径运动鞋会思考的跑鞋：飞人博尔特的跑鞋究竟什么样？

    如果是专业运动员，一般都会定制自己的跑鞋。设计方会在脚掌上贴上传感器，让运动员正常运动，从而取得脚底受力分布图，以此为依据来设计鞋钉的，再经过精确对脚部扫描，做出更为准确贴合运动员脚部的鞋底和鞋面。鞋钉分布的最佳应该在脚底受力最大的，在不受力或者受力小的部位不设鞋钉，以达到最佳受力效果。

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    如果刚度过大不利于缓冲，也不利于脚部动作的恢复，使得脚在腾空阶段还需要一定的能量去恢复下一次触地前的最好姿势，所以选择一种刚度和韧度都适中的鞋底材料可以让运动员的动作更自如，也可以提供适当的缓冲力，以跑步者不受伤。

    但跑鞋只有轻便还不行，鞋子的重量要在成绩和对运动的做到平衡，所以还要足够的强度，韧性，对于马拉松或者长跑运动员还需要有支撑，以增加缓冲。

    近年来3D打印技术的发展日新月异，有科学家有用过3D打印技术来打印跑鞋，以得到最佳最贴合运动员脚型的跑鞋，从而提高成绩，但这项技术还并未得到大力推广。

    在科幻电影《回到未来》中，博士给了男主角一双会自动系鞋带的鞋子。那么我们现实世界中的未来跑鞋会是什么样呢？会不会变得更“聪明”，更会思考？

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    首先是鞋钉的形状以及长短，这是决定鞋子和跑道摩擦系数大小的主要因素，因此在田径规则下适当改变鞋钉的形状和长短，在此找到平衡是设计的一个要点。

    如今爱美的人喜欢减肥，想跑得快，鞋子也开始减肥了。跑鞋的重量也关系到运动员的成绩。

    博尔特在采访中提到了跑鞋的柔韧性，其实无论是短跑的钉鞋还是专业的马拉松跑步专用鞋，在材质上的选择都非常讲究。普通人和业余运动员穿跑鞋仅仅是为了缓解冲击力，以矫正脚的正确，防止受到，而职业运动员则为了提高自己的运动成绩。

    3D打印的跑鞋的概念图

    足底受力分析

    不用等到未来，现在已经有了比较智能的鞋子。一些厂商在鞋内预留了一些卡槽，可以放入一些传感器，可以记录你跑步的数据，配合手机APP就可以知道跑步的步数、消耗的卡里，甚至跑步的线。

    在当今的田径的赛场上，提起博尔特无人不知无人不晓，这位牙买加飞人在100米的赛道上屡创佳绩，拿了很多冠军。其实无论是短跑还是马拉松，再到跳高、跳远，如果想有更好的成绩，除了努力科学训练之外，还需要依靠充满科技点的跑鞋来突破人类极限。下面我们就来详细说说这些会“思考”的跑鞋。

    科技无时无刻渗透着人类的生活。我们身上的穿戴也蕴含着越来越多的科技元素。如智能手环、手表可以提示、记录线并计算消耗的卡里以及检测心跳，概念衬衫可以调整温度等。生命在于运动，而科技可以让运动装备学会思考，让我们更好的运动。

    如何科学设计一双跑鞋呢？

    跑鞋是运动中最为重要装备之一。随着科学家对跑步、跑鞋的不算深入研究，加之跑鞋制作水平的不断进步，跑鞋对提高成绩提高了不可低估的作用。例如，从无钉跑鞋到有钉跑鞋，就是一个巨大的飞跃，在此之后，又不断从材料学、力学等方面进行改进，帮助运动员越跑越快。

    拿短跑跑鞋的鞋钉来说，加装鞋钉的目的是增加跑步过程中鞋与地面的摩擦力。鞋与地面的摩擦力取决于这几个因素：鞋钉的数量，每个钉上的正压力以及对地面的摩擦系数。明白了这些，我们在科学设计跑鞋的时候就可以做到有的放矢。

    在此之前我们要先明确训练用鞋和比赛用鞋的区别。训练用鞋子主要是运动员不受伤、矫正脚的。比赛用鞋子更注重的是取得好成绩，于是比赛用鞋要轻得多。

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    例如短跑运动员的跑鞋只有120克左右，有人做过计算，减少40克左右，理论上100米短跑成绩可以提高0.33秒，世界百米记录仅仅是9.58秒。

    其次鞋钉的数量和分布方式也很重要。脚落地的时候，脚底上各个部分受力大小是不同的，而且每个运动员之间的脚的结构也有差别，甚至不同的人脚底同一部分的受力大小也有不同。

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    随着材料学的进步，鞋底的材料选择面也越来越广，各种先进的材料已经被实验用于各种跑鞋设计。

    百米大战是田径赛场上最为吸引眼球的项目之一，博尔特屡次刷新世界纪录，将人类极限提升到了新高度，人士对此做了各种分析，从遗传天赋到科学训练，甚至还提到了相关国家经济资助以及成长，可是这里不能不提的就是博尔特的那双跑鞋。

    一般优秀的运动员都有定制跑鞋的习惯，原因也在于此。著名运动员博尔特在奥运会上取得好成绩，国外某公司特意为他打造了赛跑钉鞋，他表示，这是他穿过最好的跑步鞋，拥有他所需要的支撑力，同时也拥有一个柔韧的鞋面。由此可见一双为主人思考的跑鞋是多么重要！

    国内和国外的厂商都在积极的推动智能跑鞋的发展。未来的跑鞋也可能会加入自动调温，以及调整气垫的强弱和等功能。

    提到缓解冲击力，就不得不提鞋底材料的弹性。在鞋底材料上要充分考虑在跑步过程中刚度和韧度。刚度是材料抗变形的能力，韧度则是材料抗冲击载荷的能力。

    其中比较基本的问题可以分为：鞋钉受力分布、材料的选择以及力学特征、足鞋之间的整合性。