研究によると、「スーパースパイク」は陸上競技のスピードを2%向上させることができる

「陸上競技選手がスーパースパイクを履き始めたのは約5年前で、今ではトップレベルの陸上競技では当たり前のものだ」と、マサチューセッツ大学アマースト校の運動生理学助教授で論文の筆頭著者であるウーター・ホーカマー氏は言う。

「スーパースパイクは、より厚く、より軽く、より弾力性と柔軟性に富んだミッドソールを備えており、多くの場合、ミッドソールに埋め込まれた硬いカーボンファイバープレートと組み合わされています」と、フーカマーのUMass統合機関車研究室の博士課程の学生であり、この論文の共同筆頭著者であるモンゴメリー・バーチー氏はさらに説明する。

「過去 5 年間で多くの陸上競技記録が破られており、今回のオリンピックでもそれは変わらないでしょう」と Hoogkamer 氏は付け加える。「最近のスパイク技術の進歩がその要因だとする人が多いですが、科学的にはそれが役立っているかどうかはわかりません。選手が速く走れるのはスパイクが速いからでしょうか、それとも単にトレーニングが充実しているか、より速いトラックで走っているからでしょうか?」

この疑問に答えるために、フーカマー氏はカナダのニューブランズウィック大学の大学院生イーサン・ウィルキー氏と、当時スペインのカスティーリャ・ラ・マンチャ大学の大学院生だったビクター・ロドリゴ・カランサ氏を含む国際的な研究者チームを結成した。

一連の実験を通じて、研究者らはさまざまなデザインのスーパースパイクと、従来の典型的な陸上スパイクシューズ（軽量構造でクッション性は最小限、曲げ剛性要素は追加されていない）を比較しました。その結果、さまざまなデザインのスーパーシューズによって、ランニング速度が約 2%、1.8% から 3.1% 向上することが分かりました。

すると、次の疑問が湧いてきます。2% のスピード向上が競技にどの程度影響するのでしょうか。ウィルキー氏は、「大きな影響があります。私たちは、シューズが重要であり、特に一部のブランドのスパイクが他のブランドよりも性能が優れていることを示しています。歴史的に、レース時間の 0.5% 未満の差が、金メダル、銀メダル、表彰台に上がれない選手を決定すると予想されます。2% という調査結果は、一部の選手が他の人よりもわずかに良いシューズを履いていることが、その一部である可能性を浮き彫りにしています」と述べています。

「オリンピックでは、伝統的なスパイクを履いて走る選手はほとんどいないでしょうが、すべてのスーパースパイクが同等というわけではないことを認識することが重要です」とホーカマー氏は付け加えます。研究の最後の実験では、研究者らは市販のシューズを評価しました。その結果、PUMA evoSPEED LD Nitro Elite+ と Nike ZoomX Dragonfly では速度が約 2% 向上したことがわかりましたが、別のブランドの 3 番目のモデルでは 1% しか向上せず、統計的にも伝統的なスパイクより優れているとは言えませんでした。

フーカマー氏の以前の研究では、マラソンにおけるスーパーシューズのメリットが示されていたが、中距離トラック競技でこれを定量化するのには独特の課題があった。スーパーシューズがマラソン選手に与える影響をテストするために、科学者は通常、ランナーがトレッドミルでマラソンペースで走っているときに吐き出す空気を測定する。「しかし、アスリートが中距離レースのペースで走る場合、アスリートの呼吸を測定するだけでは捉えられない無酸素エネルギー代謝の大きな貢献がある」とロドリゴ・カランサ氏は説明する。代わりに、研究者らは（元）中距離競技ランナーとしての自身の経験に頼り、アスリートに中距離レースのペースと認識したペースで200mのインターバルを連続して走るよう求める新しいプロトコルを開発した。これは中距離ランナーにとって一般的なトレーニングである。

バーチー氏は、このチームが中距離走のパフォーマンスに特化して靴のデザインの影響を他の変数から抽出することを可能にした科学的厳密さを強調しています。「文献から、靴の質量はランニングの代謝コストに重要な影響を及ぼし、足に 100 グラム追加されるごとにランニングのエネルギー コストが約 1% 増加し、その結果、これらのランニング速度ではランナーの速度が 0.6% 低下することがわかっています」とバーチー氏は説明します。そこで、最初の実験では、ランナーのエネルギー コストを 2% 増加させるために、コントロール スパイクと同じスパイクを各靴に 200 グラム追加しました。これにより、速度が 1.2% 低下すると予測されました。予測が正しければ、彼らの方法が靴の影響のみを正確に捉えていることが証明されます。そして、実際にその通りになりました。

スペインでは、ロドリゴ・カランサは、参加者に3つの異なるスパイクモデルで1回だけでなく3日間走ってもらうことで、新しいプロトコルの信頼性を評価しました。3つのスパイクモデル間のグループの違いを評価したところ、研究者は3日間ともまったく同じ結果を見つけ、このプロトコルの堅牢性がさらに証明されました。

スーパースパイクがどのようにしてランナーのスピードを上げるかについては、ランナーの歩幅が速くなるのではなく、歩幅が長くなることを研究者らは発見した。「また、1500メートルのレースでは、参加者はスーパースパイクを履くと従来のスパイクを履く場合よりも歩幅が17～21歩少なくなることもわかった」とホーカマー氏は言う。

ホーカマー氏は、この新しい方法によってもたらされる革新を思い描いている。「現在、さまざまなブランドがこのプロトコルを使用して自社のスパイクを評価し、特定の距離や、より強い、より重い、より速い特定のアスリートにとって何が最適かを調べています」と同氏は言う。「特定のアスリートのもとに行き、当社の新しいプロトコルでスパイクをテストしてもらい、スパイク A と B のどちらを着用する必要があるかを調べることができます。」

オリンピック選手以外の人々がこの研究から何を学ぶことができるかについて、彼は、アスリートたちは確かにより厳しいトレーニングをしているが、それはシューズの問題でもあるということを人々に理解してもらうのに役立つだろうと述べている。「この研究は主に、オリンピックで、あるいは世界記録が破られたときに彼らが目にするもの、つまりシューズがどんどん良くなっていることがその一因であり、その証拠が私たちにはある、ということを解釈するのに役立つだろう。」