スーパーシューズ：本当に必要ですか？
古代ギリシャのオリンピック競技において、立ち跳び（現在の走り幅跳びの前身と考えられる）の選手たちは、両手に重り（「ハルテレス」と呼ばれる）を持つことで飛距離を伸ばせることに気づきました。パフォーマンス向上を目的とした補助具の開発競争が正式に始まった瞬間です。
黎明期から、数多くのスポーツがテクノロジーの優位性を追い求めてきました。比較的単純な競技であるランニングでさえ、パフォーマンス向上のための技術開発の影響を受けてきましたが、その波に乗るのは少し遅かったと言えるかもしれません。
何十年もの間、ランニング界における技術的な「軍拡競争」は、露出度の高い服を着用すること以上に発展せず、最大のイノベーションはストップウォッチ、トラックの表面の改善、トレーニング方法などに限られていました。
裸足ランニング（Lierberman, 2012）といった代替アプローチが試みられたことはありましたが、ランニングシューズの設計は、ソールにゴムが組み込まれるようになって以来、大きな進歩を遂げていませんでした。主な設計上の重点は、可能な限り軽量で、ランナーの特定の歩行パターンやランニングスタイルをサポートする、最もミニマルなシューズでレースをすることに置かれていました。
それが2016年まで続きました…
カーボンファイバーシューズの台頭
ナイキが「Vaporfly」を発売したのもこの頃で、長距離走の記録が次々と更新され始めました。では、このシューズの何が特別なのでしょうか？そして、なぜ長距離走やトライアスロンに大きな影響を与えたのでしょうか？
ナイキの目標は、エネルギーリターンを最大化し、疲労を軽減し、最終的にはランニングエコノミーを向上させるシューズの開発でした。このシューズは、エリウド・キプチョゲが2017年に初めてマラソン2時間切りに挑戦した際に広く注目を集めました。彼は2時間の壁をわずか26秒差で破ることができませんでした。当時の世界記録は秒単位ではなく分単位だったことを考えると、このパフォーマンス向上の差は計り知れないものでした。
査読済みの研究では、マラソン世界記録ペースにおいてランナーの速度が約2.6～3.4%向上する可能性があることが示されています（Dyer, 2020）。マラソン用語で言えば、このようなシューズを使用していないランナーは、文字通りトップランナーとは別次元で走っているようなものです——冗談ではありません。
この革新的な設計コンセプトの最初の試作モデルの1つが、ナイキの「Zoom Vaporfly 4%」でした。シューズ名の「4%」は、ランニングエコノミーを最大4%向上させるという性能を指しています。これはいくつかの重要な設計上の特徴によって実現されました。
最も注目すべきイノベーションは、ミッドソールにカーボンファイバープレートが埋め込まれたことです。このプレートは安定性とエネルギーリターンを向上させ、ランナーの機械的効率の低下を軽減し、より効率的なストライドを維持するのに貢献しました。このカーボンファイバーの「スプリング」は単体ではなく、通常は「Pebax」などの革新的なフォームと組み合わせられています。Pebaxは「ポリエーテルブロックアミド」の商品名に過ぎません（もし友達に自慢したいなら）。
技術的に言えば、ランナーの代謝の節約は主に、シューズのミッドソールフォームへの優れたエネルギー蓄積率、カーボンファイバープレートから生み出されるてこ効果、そしてこのプレートが足の前足部にある足指節関節に及ぼす強化効果によるものでした。
本質的には、足が地面に着地した時点からエネルギーを処理し、そのエネルギーをシューズを通じて伝達し、シューズがが地面を離れる際にエネルギーを還元する仕組みです。
多くの人がこのシューズを購入していますが、エリート選手ほどその性能を十分に発揮できない理由がいくつかあります。
例えば、多くの人は、カーボンファイバー製のスプリングの硬さは、それを使用するアスリートの体重やランニングのケイデンスに合わせて最適化する必要があることを知りません。体重の重いランナーと体重の軽いランナーでは、レスポンスのレベルが異なるのです。
実は2008年、両下肢を切断したオスカー・ピストリウスがカーボンファイバー製の義足「チーター」を使ってオリンピック出場資格を得ようとしたことで論争が巻き起こった時、これに似たような事例を目にしたことがあります。当時、私はこの件について多くの調査を行い、パラリンピックのトップアスリートたちは、競技の長さ、選手の能力、さらにはレースのどの段階で最大の成果が得られる局面に応じて、硬さの異なるさまざまな義足が必要であることを発見しました。
画像出典：Ingo Kutsche ©
この最適化がなければ、スプリングの圧縮とその復元効率は、ランナーの運動とわずかに「位相がずれる」ことが頻繁に起こります。これは、トランポリンで跳ねる際に反発とほぼ同期して跳ね続けることで次第に高さを増していくようなものです。また、子供がジャンピングキャッスルを軽やかに駆け抜けられるのに、体重の重い大人が同じことをすると、まるで酔っ払ったサイのように見えるのも、このためです。
「スーパーシューズ」を使うべき？
これらのシューズはアスリートに余分な反発力を与えることで、いわば「ズル」をしていると主張する人もいるかもしれませんが、それは誤りです。これは単なる受動的なエネルギーリターンであり、シューズはあなたが投入したエネルギーをあなたに返すだけです。このようなシューズの斬新な点は、従来のランニングシューズに比べて、一歩一歩の歩みにおける非効率性が少ない点にあります。
2018年、ナイキの「Vaporfly 4%」を履いたランナーが100km、マラソン、ハーフマラソン、15kmの各距離で世界記録を更新。この記録の向上は生理学要因ではなく技術的要因が主因と指摘されています (Muniz-Pardos 他、2021)。
2019年になると、より多くのブランドがシューズ開発に投資し、ナイキも「Vaporfly Next%」でデザインをさらに洗練させたため、「軍拡競争」が本格化しました。この改良版にはいくつかの改良が盛り込まれていました。
最も大きな変更点は、シューズの中足部からつま先まで伸びる、さらに大型のカーボンファイバープレートです。これにより、つま先の蹴り出し時の推進力がさらに高まります。もう1つの側面は、軽量なシューズが最終的に高速化につながることが科学的に証明されていることです（Fuller, 2015）。そのため、ランニングシューズの質量をさらに軽量化する取り組みが行われました。
その年の後半、ブリジッド・コスゲイが女子マラソンの世界記録を81秒も更新し、エリウド・キプチョゲはINEOS 1:59チャレンジでついにマラソン2時間の壁を破りました。この時点でスポーツ界は懸念を抱き始め、統括団体が調査に乗り出しました。私も当時、この問題について調査していました。
端的に言えば、パフォーマンス向上のレベルは、このスポーツの歴史の他の時点と比較すると、それほど目を見張るものではないと感じましたが、このテクノロジーがここ数十年でランニング界にもたらされた最大の合法的なパフォーマンス向上であることは明らかでした。
批評家たちは、このシューズの設計が不公平なアドバンテージをもたらし、結果として不公平な競技環境を生み出していると主張しました。私の見解では、そもそも公平な競技環境など存在しなかったのですが、それでもこのシューズがもたらしたアドバンテージは、もはやスカイダイビングに近いものへと傾いていたことは認めざるを得ませんでした。
画像出典：Ingo Kutsche ©
エリートランナーやトライアスリートがスポンサー契約をしたとの報道さえありました。彼らをサポートしていたブランドが、スポンサー契約を維持するのに必要な技術を備えていなかったためです。
研究者とアスリートがこの論争で立場を分けた後、世界陸上競技連盟はシューズの技術に関する新たな規則を導入しました。改訂されたルールでは、ミッドソールのスタック高が制限され、剛性のカーボンファイバープレートを1枚以上内蔵したシューズが禁止されました。シューズは厚みを増していたため、これらのルールによってデザイナーがシューズの性能をさらに向上させるための作業スペースが制限されていたため、これは理にかなった措置でした。
これを受けて、各ブランドは新規制に準拠した合法的な技術を導入しましたが、記録や自己ベストは依然として更新され続けています。時間短縮と性能向上にはいずれ限界が来る——こうしたことは必ず起こります。
しかし、フットウェアの軍拡競争は終わりではなく、まだ始まったばかりです。競争に挑むのであれば、こうした技術は間違いなく検討する価値があります。
参考文献
ブライス・ダイアー博士
マスターズアスリート、ボーンマス大学スポーツテクノロジー准教授
ブライス・ダイアー博士はボーンマス大学の学部副学部長であり、ボルトン大学の客員教授です。高性能製品開発とスポーツ技術倫理の博士号を取得しています。スポーツで使用する機器に情熱を注ぐブライスは、2012年、2016年、2021年のパラリンピック競技大会で選手や代表チームと協力しました。
多才性と多様性を重視すると自称するマスターズアスリートのブライスは、6つの異なるスポーツの国内選手権で年齢別部門のメダルを獲得し、そのうちのいくつかでは年齢別世界選手権に出場しました。現在は、タイムトライアル、トラック、オフロードの競技で自転車競技者として活躍しています。
ブライスは、査読付きの学術雑誌記事や本のコラム等を50本以上出版しており、公認技術製品デザイナーであり、高等教育アカデミーの上級研究員でもあります。
※本記事は英語の記事を翻訳したものです。原文を読む
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