KTH-forskning förklarar effekten av moderna löparskor
Moderna löparskor har förändrat löpningen i grunden. På KTH forskar Stefan Hallström på hur en skos konstruktion påverkar prestationen, och resultaten visar tydligt att mekaniken i dagens avancerade modeller ger mätbara fördelar. Tillsammans med GIH, Gymnastik- och idrottshögskolan, utvecklas metoder som kan ligga till grund för framtidens regler inom internationell friidrott.
Stefan Hallström, lektor i lättkonstruktioner vid KTH:s avdelning för material- och strukturmekanik, har tillsammans med kollegor på GIH, utvecklat metoder för att vetenskapligt mäta skors mekaniska egenskaper och deras påverkan på löparens prestation.
– Rekord och prestationer i långdistanslöpningen har ökat dramatiskt de senaste tio åren, i mycket högre takt än tidigare. Många inom löparvärlden har länge misstänkt att utvecklingen inte bara beror på hårdare träning och bättre träningsvillkor, utan på något betydligt mer konkret, nämligen själva löparskorna, förklarar Hallström.
Bakgrunden till forskningen om löparskors mekanik
Det hela började när GIH:s Tony Arndt fick en fråga från World Athletics, internationella friidrottsförbundet. Förbundet ville veta om det gick att ta fram standardiserade metoder för att analysera löparskor och därmed möjliggöra framtida regelverk. Hallström beskriver det som ett “slumpartat möte” som ledde till ett omfattande forskningsprogram. Sedan dess har han och teamet hunnit testa över 100 olika skomodeller, inklusive såväl löparskor för motionärer som spikskor för elitfriidrottare.
En viktig milstolpe i utvecklingen för elitlöpare kom 2015–2016, när de första Advanced Footwear Technology-skorna (AFT) nådde marknaden. De kännetecknas av tjockare och mer elastiska mellansulor, kolfiberplattor som ger extra energiåtergivning samt konstruktioner som gör skorna styvare, men också mer återfjädrande. Resultatet blev att professionella löpare över hela världen började slå personliga rekord i snabbare takt än tidigare, berättar Hallström.
Så mäts löparskors prestanda på KTH
I KTH:s strukturlaboratorium finns en specialbyggd utrustning som kompletterar en så kallad universalprovmaskin. Den styr och mäter kraft och position med hög precision kan i kombination med olika specialiserade mätriggar användas till väldigt många olika typer av experiment.
Forskargruppen utför främst tre standardiserade tester:
1&2. Kompression vid hälen och vid främre trampdynan
Här mäts skons energiupptagning när belastas vertikalt, mätningar görs på två ställen eftersom löpare i varierande grad springer på hälarna och/eller på tå.
3. Böjstyvhet
Mäter hur styv skon är när den böjs, likt frånskjutet vid steget.
De mätta egenskaperna har visat sig korrelera starkt med löparnas prestationer i labbmiljö.
– Löparnas förbättringar motsvarade nästan perfekt det vi kunde mäta i testerna. Det är ingen tvekan om att skornas mekanik påverkar prestationen, förtydligar Hallström.
Inom löparvärlden har det även diskuterats om AFT-skorna gynnar kvinnor mer än män, eftersom kvinnors resultatkurvor ökat något mer de senaste tio åren. KTH:s och GIH:s forskning visar inget stöd för detta. Förbättringarna är i princip identiska mellan könen. Hallström tror i stället att utvecklingen kan förklaras av att kvinnor numera har bättre förutsättningar att satsa professionellt och träna på heltid. Det är därför mer sannolikt att skillnaden beror på förändrade träningsmöjligheter än på att skorna skulle ge kvinnor en större fördel.
Forskningen fortsätter och påverkar framtidens regler
Det ursprungliga uppdraget från World Athletics handlade om att ta fram rättvisa, tillförlitliga testmetoder. Hallström menar att detaljstyrda regler, som hur tjock en sula får vara eller hur många plattor en sko får innehålla, gör det svårt att hålla jämna steg med skotillverkarnas innovationer.Hallström argumenterar då för att det är bättre att reglera skornas funktion genom att testa deras mekaniska egenskaper.
– Det spelar ingen roll vad skon innehåller, överskrider den gränsvärdena för energiåtergivning eller styvhet, då är den inte godkänd. Det skulle göra reglerna mycket tydligare och enklare att mäta och förhålla sig till, förklarar Hallström.
Parallellt med uppdragen för World Athletics och GIH så genomförs även forskning finansierad av Vetenskapsrådet. Den senaste artikeln skickades in samma dag som intervjun gjordes. Och även om teamet ibland testar prototyp-, eller rekordskor som Armand “Mondo” Duplantis extremt styva spikskor, ligger fokuset på att förstå den mekanik som gör moderna skor så effektiva. Hallström och hans kollegor befinner sig mitt i en utveckling som påverkar allt från elitidrott till motionslöpning.
– När tekniken fortsätter att utvecklas, och skotillverkare tänjer på gränserna, blir den här forskningen allt viktigare, både för rättvisa tävlingsvillkor och för förståelsen av hur människan rör sig. Det kan ju bli så att löpare ändrar sin teknik för att bättre utnyttja de nya skornas egenskaper och då finns det även en potentiellt ökad skaderisk. Å andra sidan skulle liknande utveckling av skor möjligen också kunna sänka barriären att springa för personer som annars har svårt att göra det, och det är ju bara positivt, förklarar Hallström.
På KTH fortsätter arbetet, med löparskor, riggar, testmaskiner och en växande datamängd som ger nya insikter för varje steg.
Text och foto: Jelina Khoo