近年來，運動鞋技術日新月異，從材料創新到結構設計皆展現突破性進展。高彈性泡棉、碳纖維板與智能感測元件的導入，使鞋款在提升跑步效率、能量回饋與穩定性方面表現更為卓越。這些進步背後，鞋類生物力學研究扮演了關鍵角色。2025年鞋類生物力學研討會（Footwear Biomechanics Symposium, FBS 2025）在挪威的奧斯陸舉行，吸引了超過200位研究人員和專業人士，本次會議涵蓋了運動表現、傷害預防、個性化鞋類設計、材料科學及方法學創新等多個主題。會議內運動容主要有以下的研究亮點及新興趨勢。
運動表現優化
現代運動鞋設計強調提升運動表現，重點包括跑步效率、能量回饋與動作靈活性。先進鞋類科技（Advanced Footwear Technology, AFT）如碳纖維板、高彈性泡棉及特殊前掌彎曲設計，已被證實能有效降低能量消耗，並在馬拉松賽事中創下佳績。New Balance的研究指出，中底泡棉的彈性與硬度是關鍵，稍硬且具彈性的中底可提升跑步效率約1.3%，並減少衝擊力。在專項運動方面，北美研究團隊針對女性開發專用足球鞋，透過鞋底與鞋面結構調整，有效減少膝部負荷達17%，並延長靈活性訓練時間。改良的鞋帶系統與合腳性設計也能降低足背壓力、提升穩定性，甚至減少跑步者約2%的能量消耗。此外，場地與鞋底的互動亦深刻影響表現，例如男女足球員在切入時牽引力表現不同，高溫可能降低鞋的舒適度，而冰雪則使橡膠底更滑。整體而言，創新鞋類技術已被證實能有效提升運動表現，未來設計將更重視個別需求與環境條件的精準調整。
運動傷害預防
運動鞋除了提升運動表現，也與傷害風險密切相關。儘管跑步技術持續進步，跑者受傷率仍偏高，統計顯示每跑1000公里約有半數人可能受傷。傳統穩定鞋設計，如內側支撐，並未有效降低傷害率，引發對鞋類設計與傷害關聯的關注。一項為期12週的前瞻性研究追蹤195位半馬跑者，比較Nike Alphafly 3（高彈性碳板鞋）與一般穩定鞋的影響，結果發現穿著Alphafly者的傷害風險降低了53%，足部與膝部疼痛也顯著減少。儘管初期穿著感受不穩，但多數跑者在幾週後適應，並回饋腿部負擔較輕、舒適度高。另一方面，學術研究也透過動作分析與肌肉骨骼建模發現，AFT鞋雖能減少垂直衝擊，卻可能增加前腳掌與小腿的負擔。綜合而言，先進鞋類科技在降低部分傷害風險的同時，也可能引入新的壓力來源，未來設計需在保護與負荷之間取得平衡，並進行更長期的追蹤與評估。
特殊族群需求
近幾年鞋類生物力學研究延續「每個人都需要合適的鞋類」的理念，強調針對特殊族群進行鞋類設計，以因應不同族群的足部需求與風險。研究指出，女性、兒童、老年人、孕婦與臨床患者皆有獨特的足型特徵與生理挑戰。女性鞋款逐漸擺脫以男性為主的設計框架，針對女性足型與常見傷害模式進行調整，以提升運動表現並降低風險；兒童鞋則注重柔軟性、合腳性與足弓支撐，配合成長中的足部變化。老年人因肌力減弱與平衡能力下降，需穿著輕量、防滑且能適應足部變形的鞋款；孕婦在懷孕後期常出現足弓塌陷與步態改變，因此需額外支撐與舒適設計。糖尿病患者則需鞋類具備壓力卸載與剪切力控制功能，個性化鞋墊與鞋底設計可有效預防足部潰瘍。此外，舒適性與外觀也會影響患者的穿著意願。未來鞋類設計將朝向個人化發展，結合3D掃描、AI設計與模組化技術，為各族群量身打造更安全、舒適且功能性強的鞋款。
材料科學應用
材料創新一直都是鞋類研究的焦點議題，強調在性能、穩定性、耐用性與舒適性之間取得平衡。高性能中底泡棉（如PEBA、EVA、TPU混合）與碳纖維板已成為超級跑鞋的核心元件，研究者持續探索兩者的互動效應。部分研究團隊透過調整泡棉的彈性、回饋與厚度，發現泡棉的硬度與回彈性對能量效率與生物力學影響最為顯著。另有研究運用數值模型分析碳板與泡棉的協同作用，特別關注中底的縱向彎曲勁度（Longitudinal Bending Stiffness, LBS）對踝關節動力的影響，結果顯示，勁度設計需取得平衡：高勁度雖能提升穩定性，但可能降低跑步效率並增加足部衝擊。整體而言，未來鞋類設計將更依賴碳板與泡棉的精密整合與調校，根據不同運動員的需求量身打造，以提升運動表現並降低傷害風險，展現鞋類工程朝向更細緻、個人化的發展趨勢。
科技工具創新
生物力學分析工具的創新已廣泛應用於鞋類開發，目標在於提升鞋類設計的準確性與實用性。人工智慧技術如類神經網路與機器學習，已應用於預測足部變形與優化鞋底結構，協助打造更符合個人需求的鞋款。穿戴式感測器與無標記運動分析技術也快速進展，研究者透過壓力鞋墊、IMU與智慧手錶，在真實場域中收集運動數據，並結合生物力學模型估算地面反作用力，使鞋類設計更具精準性與實用性。在影像技術方面，CT與雙平面X光被用來建立精確的骨骼模型，進一步改善鞋內關節運動的分析；另有研究以外部標記估算跟腱運動，提供非侵入式的分析方法。整體而言，鞋類科學正結合AI、感測技術與跨學科工具，推動研究從實驗室走向真實場域。未來將更重視標準化流程與數據共享，以促進臨床應用與運動鞋類的創新發展。
永續鞋材設計
在全球氣候變遷與資源枯竭的挑戰下，運動鞋產業正積極轉型，導入永續材料與循環設計理念，以減少環境衝擊並延長產品生命週期。永續材料指的是可再生、可回收或生物可分解的原料，如回收聚酯纖維、天然橡膠、有機棉、甘蔗泡棉與菇類皮革等，不僅降低碳足跡，也減少對石化資源的依賴。循環設計則強調運動鞋在使用後能被有效回收、再製或分解。例如，模組化設計讓鞋底、鞋面與鞋帶可拆解更換；單一材質設計則簡化回收流程，提升再利用效率。部分品牌更推動「回收換新」機制，鼓勵消費者回收舊鞋，促進資源循環。此類創新不僅展現技術進步，更反映品牌對社會責任的承擔。永續運動鞋設計融合美學、功能與環保，逐漸成為新世代消費者的首選。透過教育推廣與跨界合作，運動鞋產業有望成為永續時尚的典範，引領全球走向更綠色的未來。
除了以上六個主要研究方向，本次研討會也探討一個有趣的議題⇒產學角色對話「誰領導誰？」，到底是教授和科學家創造了新知識，並由公司將其應用於產品中，還是公司創造了新技術，然後科學家們再來分析？事實上，許多研究都是由公司資助或與公司合作（例如Nike、Adidas等），這說明產業經常透過製造先進的原型鞋來領導研究，學術界則對這些原型鞋進行測試（例如最近流行的先進鞋類科技Advanced Footwear Technology, AFT）。另一方面，學術界則在基礎知識上處於領先地位，像是最佳彎曲勁度（Bending Stiffness）對跑步經濟性（Running Economy）的影響，這些概念來自大學實驗室，並能指導產品設計。也有一些案例是學者發明了技術，隨後被商業化（例如大學實驗室開發的創新中底材料或配備感測器的智能鞋）。
產學角色對話
產學座談「誰領導誰？」成為本屆研討會亮點之一，延續FBS 2023「誰在跟隨誰？」的討論主題，深入探討鞋類創新究竟是由產業主導技術發展，還是由學術研究引導設計方向。這場對談不僅是FBS的傳統活動，更反映出鞋類科學領域中產業與學界之間緊密的互動與相互依賴，對談有來自兩方的與談者，包括代表產業的Nike副總裁Dr. Matt Nurse和代表學術界的知名學者。雙方在創新過程中各自扮演關鍵角色，形成一種動態的合作關係。
許多技術創新確實來自企業主導，例如厚底碳板鞋由Nike等品牌率先推出，而學術界則負責驗證其性能與傷害風險，提供科學依據。相對地，學術研究也為產業提供理論基礎，如足部感知、彎曲剛度與生物力學參數對運動表現的影響，甚至開發出具商業潛力的技術。糖尿病鞋類設計指南與女性專用足球鞋的開發，便是產學協同創新的成功案例，展現雙方合作的實質成果。
對談中也提出警示，指出部分市場宣稱可能超越科學驗證，導致消費者誤解產品效能。因此，與會者達成共識：真正的創新應由產業與學術共同領導，透過開放科學、資料共享與原型測試平台，促進早期合作與透明交流。鞋類科學的進步最好是產業和學術界作為夥伴而非競爭者共同推動，協同創造知識和創新。隨著越來越多博士進入企業、教授擔任顧問，產學界線逐漸模糊，形成更緊密的合作網絡。正如一位與會者所言：「不再是誰領導誰，而是一起向前邁進。」這場座談不僅凸顯鞋類科學的發展趨勢，更強調產學攜手前行的重要性，共同推動鞋類創新邁向更高層次。
結語
鞋類生物力學是近年迅速發展的研究領域，在運動科學與健康促進方面具有深遠影響。透過分析足部結構與運動力學，研究者能設計出更符合人體需求的鞋款，有效提升運動表現、預防傷害，並改善特殊族群如女性、兒童、老年人與臨床患者的穿著體驗。此領域強調個性化鞋類設計，結合感測技術、生物力學模型與人工智慧，打造更具功能性與舒適性的鞋款。此外，強調產業與學術間的互動不再是競爭，而是相互依賴的關係：新產品促使科學家解釋其效益與原理，科學研究則啟發下一代鞋類創新。這種良性循環推動了技術與理解的同步進步。隨著跨界合作日益密切，鞋類發展未來將更快速、更智慧、更永續、更符合人體需求。
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