跑步是全球最多人參與的運動之一，近年來，隨著穿戴式裝置的普及，越來越多跑者習慣記錄配速、距離與心率等，透過數據回顧每一次訓練，然而，這些我們熟悉的指標，其實只是穿戴科技能力的一小部分，在許多裝置內部，都搭載了「慣性測量單元（Inertial Measurement Unit, IMU）」。透過 IMU，我們能量測三軸加速度、角速度，甚至進一步推估負荷率、衝擊指標與動作節奏，這些資訊讓跑步不再只是「跑多快、跑多遠」，而是能開始被用來理解怎麼跑以及潛在的受傷風險。
2022 年一篇彙整231篇研究的大型回顧，系統性整理了跑步感測科技的發展歷程，也讓我們有機會重新檢視一個關鍵問題：穿戴式科技，真的已經把跑步科學從實驗室帶到真實世界了嗎？
研究現況：IMU已經能測量到什麼？
目前研究中，IMU 最常被用來量測身體在三個軸向上的加速度，其中感測器多半配戴在小腿位置，用來描述跑步時的著地衝擊。常見指標包括脛骨垂直加速度峰值、垂直負荷率，這些數值經常被用來討論骨應力性傷害（如疲勞性骨折）的風險。
除了衝擊相關指標外，IMU 也能推估跑步的時空參數，例如步頻、步長與接觸時間。其中，步頻特別受到關注，因為過去研究顯示，適度提高步頻可能有助於降低關節受力；而垂直振幅則常被視為跑步效率的間接指標，反映身體在跑步時的上下起伏程度。
若再結合陀螺儀與磁力計，研究人員甚至能進一步推估肢段或關節的旋轉角度與姿態，讓「動作品質」的評估不再只停留在單一數值，而是更接近整體動作控制。然而，需要注意的是，這些精細分析多半是在受控條件下完成，與跑者平時的戶外訓練情境仍存在不小差距。
這些數據，研究最常怎麼用？
從文獻整理來看，IMU 可計算的跑步參數相當多元，但真正被頻繁使用的指標其實相對集中，包括：
- 步頻（Cadence）：每分鐘步數，反映跑步節奏
- 步長（Stride length）：同側腳連續兩次著地之間的距離
- 接觸時間（Contact time）：腳掌與地面接觸的持續時間
- 著地衝擊（Impact acceleration）：著地瞬間的加速度峰值
其中，「步頻」與「接觸時間」是目前最成熟、也最常被應用的 IMU 指標，因為它們相對容易量測，也較容易和訓練調整或受傷風險連結。
研究與真實世界的差距在哪裡？
雖然，IMU 已經能量測跑步的許多細節，但回顧指出，現有研究證據仍多來自實驗室環境，例如跑步機、固定速度、短距離測試。這樣的設計雖然有助於控制變因，卻難以反映戶外跑步中常見的變化，如地形起伏、速度波動、疲勞累積與策略調整。
此外，多數研究仍以一次性量測為主，受試者以男性與休閒跑者居多；感測器配戴位置也不一致，有的放在小腿，有的在足部或腰背，與市售裝置的實際設計存在落差。不同場地與不同配戴位置量到的指標，未必能直接對照，這也讓「真實世界步態」的解讀變得更加困難。
結語
回顧指出，跑步感測科技下一步的關鍵，是把量測真正「放回跑者的真實情境」。這包括在戶外、長距離、不同訓練日與疲勞狀態下，逐步累積每位跑者獨特的步態樣貌。未來的穿戴式感測器，預期將朝向更好配戴、可長期監測的位置發展，並結合多感測器資訊。隨著跑者對穿戴科技的接受度提升，也有機會建立更大規模、貼近真實世界的資料庫，讓教練與跑者獲得更具實用價值的表現與風險指標。
透過更多真實場域的研究、資料共享，以及演算法與指標的標準化，跑步步態分析才能從實驗室中轉化為全民可用的數據。當 IMU 不只是記錄跑步，而是能協助跑者預測傷害風險、追蹤進步軌跡、並優化訓練節奏時，穿戴式科技才算真正完成了——從實驗室走入生活。
參考文獻
Benson, L. C., Räisänen, A. M.,
Clermont, C. A., & Ferber, R. (2022). Is this the real life,
or is this just laboratory? a scoping review of imu-based running
gait analysis. Sensors (Basel, Switzerland),
22(5), 1722. https://doi.org/10.3390/s22051722
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