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近日，华为发布了全新的S-TAG运动传感器，我们姑且先称其为华为小灰豆。
小灰豆与佳明绿豆芽、高驰POD跑步动态传感器的最大不同是其采用了分体式组合设计，也即小灰豆是由两部分组成，一个别在腰上，一个别在鞋带上。
别腰上的传感器与其他品牌的跑姿传感器类似，可以测量垂直振幅、左右脚平衡、垂直步幅比等指标，而别在鞋带上的传感器是由华为手环4e的内置传感器进化而来，可以测量着地冲击、触地时间、脚踝外翻角度、小腿摆动角度等指标。
从这款产品来看，华为是通过多个传感器的联合使用，提供了多达13项的丰富跑姿参数，进而让跑者更为全面地评估跑姿，实现科学跑步的目的。
跑姿评估的四大目的
华为也开创了将多个传感器联合使用，用于跑姿评估的先例，这也充分体现了华为不断创新的精神和强大的研发能力，不知不觉华为已经成为国内第一大“表”厂。
此外，通过配件小灰豆还可以固定在自行车轮毂上，用于骑行测量。
华为小灰豆提供了多达13项的丰富跑姿数据超过竞品
华为小灰豆
首次实现跑姿动力学参数的测量
跑姿好不好始终是跑者关注的重要内容之一，其实从运动生物力学角度而言，完整的跑姿参数包括了运动学参数、动力学参数和时空参数三个组成部分。
所谓运动学参数主要是指物体的速度、加速度和空间位置等等，比如配速，小腿提拉折叠角度、脚踝着地外翻角度都属于运动学参数；
而动力学参数主要是指各种使物体运动的力，在跑姿分析中，触地第一峰值力、第一峰值力加载率都属于动力学参数；
而时空参数包括了步频、步幅、触地时间、腾空时间等参数。
不少跑姿传感器都能够采集运动学和时空参数，而华为小灰豆除了这两类数据采集，还首次实现了动力学参数采集，也就是说通过传感器技术以及算法分析，华为小灰豆已经可以呈现原先只能在实验室通过昂贵的测力台才能测得的动力学参数。
这无疑是很大的技术突破，并且动力学参数可以用于受伤风险的评估，这也方便了跑者更为全面地分析跑姿，提升个人科学训练水平。
华为小灰豆首次实现了三大类跑姿参数采集
小灰豆所输出的动力学参数主要包括触地峰值和冲击负载率两个核心指标，这两个指标也是判断跑者着地技术以及受伤风险的核心指标。
触地峰值又叫做第一峰值力，而冲击负载率又叫第一峰值力加载率。
接下来我们就围绕这两个新的指标给跑者做一详细解读。
为什么跑步着地受力分析很重要
跑步是双脚交替向前，整个身体不断腾空落地的周期性运动（所谓周期性运动就是指动作不断重复的运动），腾空落地时人体会给予地面一个比较大的作用力。
牛顿第三定律告诉我们，当我们对某物施加一个力的同时，必定会得到一个大小相同、方向相反的力，称之为反作用力，这个力就是我们通常所说的冲击力，这个冲击力如果过大或者不断积累，就可能就会给骨骼、关节带来损伤。
换句话说，虽然导致伤痛的原因有很多，跑姿问题、体重较大、跑量过多增长过快、缺乏力量、不重视恢复等等不一而足，其实这些都是导致伤痛的诱因，最终这些因素都会以力学的形式呈现出来。
跑步伤痛最终都可以从力学上加以解释
如果能够比较便利的测量大众跑者跑步过程中的受力，特别是着地阶段的受力特征，对于指导大众科学跑步很有价值；
但遗憾的是，跑步受力分析过去只能在运动科学实验室借助昂贵精密的测力台才能实现，而华为小灰豆实现了可穿戴测量，可见技术进步实实在在地解决了之前问题，提升了用户体验，让大众未来能够无限接近真正意义的科学训练。
跑步着地时典型受力图
从上图可见，如果脚跟着地（95%以上大众跑者采用脚跟着地），在脚刚着地时，会有一个陡然上升的力，随后会有轻微下降，我们把这个力称为第一峰值力。
第一峰值力对于评估跑步着地技术最有价值，它代表跑步腾空落地时所受到的地面冲击力的大小以及产生的快慢，如果第一峰值力越大，曲线上升越陡，代表着地冲击越大，当然这个力也代表缓冲能力，上升相对越缓，幅度越小，则代表缓冲能力越好。
第一峰值力和第一峰值力加载率在跑步动力学最为重要的指标之一，因为这两个指标跟伤痛密切相关。而如果采用前脚掌着地，只是第一峰值力相对较小，曲线没那么“陡峭”，但第一峰值力特征都是存在的。
《无伤跑法》作者，南京体育学院运动健康学院戴剑松副教授团队对于大众跑者跑姿进行了大样本深入研究，这其中就包括对于跑步时着地阶段受力特征的分析。
南京体育学院运动科学实验室跑者在进行跑姿测试
图1显示了大众跑者在10个速度下（配速800、730、700、630、600、530、500、430、400、330）的着地受力曲线，很明显随着速度加快，受力逐渐增大，曲线逐渐抬高。
图1 不同速度下着地受力曲线
由于着地时受力大小与体重有关，体重越大，自然第一峰值力也越大，所以需要将受力除以体重才能进行不同个体间的比较。
图1纵轴坐标显示了体重的倍数，从最慢的800配速到最快的330配速，第一峰值力从1.5倍体重增加至2-3倍体重，经过计算每公里配速每缩短30秒，平均受力增加5-6%倍体重，这就意味着对于一个体重60公斤的跑者，配速每缩短30秒，每一步着地时受到的冲击力将增加3公斤左右，看上去似乎还不算多，但这仅仅只是每一步增加的冲击，1公里大约1000步，这就意味着每1000步，配速每加快30秒，受力将增加多达3吨。
跑步伤痛绝大部分都是劳损，也即负荷积累性损伤，着地冲击的不断积累，负荷就可能超出身体承受能力和修复能力，从而引发损伤。
本研究还发现了女性跑者虽然体重较轻，但在对体重进行标准化处理后（也即受力除以体重），女性在各个速度下第一峰值力都要大于男性跑者，这说明女性跑者着地后缓冲能力较弱，这跟女性普遍缺乏力量有一定关联。
强大的肌肉力量具有一个重要的保护人体的作用——那就是吸能缓冲，肌肉可以吸收着地冲击，而如果肌肉力量不足或者肌肉疲劳，肌肉缓冲负荷的能力就会下降，那么着地冲击力就会更多作用于骨骼关节，从而引发损伤。
图2 不同性别大众跑者着地第一峰值力对比（BW）
除了第一峰值力以外，第一峰值力加载率也是受伤风险的重要预测指标，这个指标从某种意义上说，比第一峰值力更有价值。
所谓第一峰值力加载率就是用第一峰值力除以达到第一峰值力的时间，也即第一峰值力加载率＝∆orce/∆t，这个在数学上称为斜率，斜率越大，代表第一峰值力加载率越大，反之则越小。
从图3可见，随着速度加快，第一峰值力加载率逐步增加，说明速度越快，着地初期所受到的地面反作用力瞬时冲击越大。
从图3也能清楚地看到女性第一峰值力加载率更大，女性要更加注意着地技术。
跑步时受力分析
图3 不同性别大众跑者着地第一峰值力加载率对比（BW/ms）
通过以上分析，跑者应该能理解跑步着地时受力分析的重要性，跑步时腾空落地时人会受到2-3倍体重的冲击力，能否有效缓冲地面冲击力不仅反映了跑者的着地技术，也与受伤风险高度相关。
第一峰值力和第一峰值力加载率是目前公认的预测受伤风险的重要指标，华为小灰豆通过固定于鞋带上的传感器，实现了这两项动力学指标测量，是大众跑者跑姿评估的又一技术创新。
小灰豆测量脚踝外翻角度
也与受伤风险有关
事实上，跑步时脚着地的过程是一个非常复杂的过程，无论是我们说的脚跟着地，还是前脚掌（中足）着地，在着地时，都是脚跟外侧或者前脚掌外侧先着地，然后再快速过渡到内侧，这个足发生偏转的过程，我们称之为足外翻。
足外翻是跑步时足着地一个非常自然的现象，借助外翻可以起到缓冲受力，减少冲击和振动的作用。
但是外翻不足（多见于高足弓）和过度外翻（多见于扁平足），被认为与跑步伤痛发生高度有关。
研究发现，外翻角度介于7-10度之间，跑步伤痛发生最少。过度足外翻与足底筋膜炎、跟腱痛、小腿胫骨应力综合征、甚至膝痛都有较高关联度。
足外翻是着地时正常现象
华为小灰豆也能测量着地时外翻角度，也是一个重要的受伤风险的预测指标，对于扁平足跑者尤其意义较大。
此外，小灰豆还能测试跑步时小腿摆动角度，也就是不少跑者关心的小腿提拉折叠角度，这个指标对于慢速跑步评价意义不是很大，但对于成熟和精英跑者评估跑步效率是一个非常有价值的指标。
因为小腿必要的折叠提拉可以缩短下肢摆动半径，提升大腿前摆速度，提升跑步效率，节省能量。
不断的微创新
让跑者更好地查看跑姿结果
此次小灰豆的推出，不光是通过双传感器联合使用提供更为丰富全面的跑姿参数，华为不断的微创新也为跑者多角度评估跑姿提供了便利，改善用户体验无处不在。
为何这么说呢？
首先，华为运动健康APP像大多数跑步APP那样，提供了一次跑步各项跑姿参数的平均结果。
但跑者在一次跑步过程中往往并不是匀速跑步，而是有快有慢，或者刚开始慢后面逐渐加快，但目前多数品牌的跑步传感器最终呈现给跑者的跑姿参数结果都是取一次跑步的平均值，这样实际上就会将快速的跑姿表现和慢速的跑姿做了一个平均，既不能很好地反映慢速时的跑姿表现，也不能反映快速时的跑姿表现。
而华为这次除了提供平均跑姿表现，还将跑者一次跑步中的配速做了分段处理，除了显示不同配速区间的用时，也显示不同配速区间的相应跑姿表现，这样跑者就能更好的看清自己在慢速和快速时的各项跑姿表现，这就是不断提升用户体验的体现，华为的确在服务用户方面做足了功夫。
显示分段配速时的跑姿表现
如何根据跑姿参数
提升跑步技术减少受伤
跑步通常被认为是心肺耐力运动，但心肺工作目的是将氧气运输到肌肉，为肌肉收缩提供能量，而肌肉收缩产生的力量才是推动人体跑步的原动力，此外肌肉也通过收缩缓冲腾空落地时地面冲击力，换句话说，跑得快是靠肌肉收缩提供动能，跑步不受伤也得靠肌肉吸能缓冲。
从慢到快，跑步腾空落地时受到的地面冲击力从1.5倍到3倍体重之多，且随着速度加快，第一峰值力上升迅速，跑者想要跑得更快需要更强的心肺耐力和肌肉力量这点毋庸置疑，但也要具备更强的承受和缓冲第一峰值力的能力。
跑者如何才能将跑步时腾空落地的冲击力控制在合理范围，避免受伤呢，这是最为重要的四条建议。
1、不断体验领会逐步形成科学合理的跑步技术
好的跑步技术可以最大程度缓冲受力，包括：
● 着地时着地点距离重心不是太远，膝关节保持适度弯曲，弯曲的骨骼排列才有利于缓冲；
● 着地时膝关节要实现必要的屈膝下压，从而实现缓冲受力；
● 在同等速度（配速不是太快的情况下）下更推荐快步频，这样有助于减少腾空高度，一方面更省力，一方面也减少落地冲击，还能避免着地点距离重心过远；
2、强化肌肉力量
力量是产生动作的源泉，良好的肌肉力量一方面提供足够动力，一方面也能够充分缓冲受力；
3、循序渐进地跑步，逐步提高身体承受能力
再强大的肌肉力量，再合理的跑步技术也经不起超出自身能力的损耗和折腾，循序渐进地跑步本质就是要逐步提高身体承受应力的能力。
随着速度加快，第一峰值力上升迅速，所以你想跑得更快，就要具备更强的身体承受应力的能力，罗马不是一天建成的，循序渐进的跑步，为一场马拉松比赛进行充分准备就是逐步提高身体承受能力的过程；
4、给予身体足够的修复和恢复
身体在承受应力之后，可能会造成局部负荷积累，这种负荷积累对于身体而言是一种刺激，身体只有通过休息和恢复才能适应刺激，并且变得更强大，这就是所谓超量恢复。
总结
华为通过S-TAG小灰豆的研发，一方面弥补在垂直振幅、左右平衡等跑者广为接受的传统跑姿指标上的缺失，一方面利用分体式组合设计的方式，通过布局在身体不同部位的多个传感器，更全面地测量跑姿，特别是新推出的触地峰值、冲击负载率等动力学指标是首次出现在跑姿评估中，比较有创新性。
事实上在鞋带上安装传感器未来还有很多研发可以做，比如测量小腿每一步在整个着地、支撑、蹬伸、提拉折叠、前伸过程中的运动轨迹是否均匀，借此可以反映人体运动稳定性和精准性，在疲劳时这种精准稳定性就会下降，那么该参数就可以反映疲劳。
此外跑步功率这个新兴指标目前也越来越多受到重视，Stryd 跑步功率仪同样是安装在鞋带上，主要就是用跑步功率评估跑步表现。
相信未来华为也会不断迭代，推出更多跑姿参数，可穿戴技术的不断创新真的是造福了广大跑者。
华为这次推出S-TAG小灰豆所引领的技术创新相信对于整个穿戴行业也有一定促进和启发作用。
S-TAG小灰豆售价299元，不算贵，对于跑姿感兴趣，同时使用华为手表的跑者可以考虑购买，目前支持HUAWEI WATCH GT Runner / GT 3 / GT 2022典藏款、HUAWEI WATCH GT 3 Pro、HUAWEI WATCH 3 Pro new等多款华为手表；
但小灰豆目前不支持独立使用，如果你使用的不是华为手表，看起来暂时还无法使用小灰豆，这也是硬件厂家构建自家生态链产品的一部分。
我们常说跑姿因人而异，运动员跑姿也并非人人相同，但差异是有限的，运动员跑姿仍然表现出很好的技术一致性，比如步幅较大、缓冲好，制动少，这跟他们具备良好的柔韧性和力量有关，而技术的背后是身体能力，所以改进跑姿需要技术训练和能力训练相辅相成。
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