Überdenken, was Leistungsmesser für Läufer bedeuten

2023 Autor: Graham Miers | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-08-25 04:31

Ein führendes Unternehmen definiert neu, was es eigentlich misst, und erklärt, warum wir das eigentlich schon immer wollten

Stryd, das Unternehmen, das Pionierarbeit bei der Idee von Leistungsmessern für das Laufen geleistet hat, hat kürzlich ein wissenschaftliches Whitepaper mit dem Titel „Running Power Definition and Utility“veröffentlicht. Das mag für ein Unternehmen, das seit 2015 Leistungsmesser verkauft, ein seltsames Thema sein. Sie sollten jetzt wissen, was Laufleistung ist und warum sie nützlich ist.

Aber diese Fragen sind viel komplizierter, als Sie vielleicht denken, und Stryd hat dies immer ziemlich direkt zugegeben. In der ersten Berichterstattung von Outside über ihre Einführung sagte ein Mitbegründer, ihre grundlegende Herausforderung sei „Mangel an Wissen“und hoffte, dass die ersten Benutzer dem Unternehmen helfen würden, herauszufinden, wofür sein Produkt gut ist. In den Jahren seitdem hat Stryd ausgezeichnete Mundpropaganda bekommen. Die Benutzer, mit denen ich gesprochen habe, fanden es hilfreich. Aber es gab eine nagende Kluft zwischen den positiven Benutzerbewertungen und dem allgemeinen Konsens der Wissenschaftler, die das Laufen tatsächlich studieren, nämlich dass "Laufkraft" ein im Grunde bedeutungsloses Konzept ist.

In diesem Licht sieht das neue Whitepaper interessanter aus, weil es (zumindest nach meiner Lektüre) ein Versuch ist, den realen Nutzen des Geräts mit der zugrunde liegenden Wissenschaft in Einklang zu bringen. Es erfordert, einige tief verwurzelte Annahmen darüber, was Macht bedeutet, abzulegen. Aber selbst wenn Sie bereits ein Gläubiger sind, könnte Sie die Auseinandersetzung mit den unordentlichen Details unter der Haube von Stryds Gerät davon überzeugen, dass es noch nützlicher ist, als Sie dachten.

Zwei Arten von Macht

Leistung ist die Rate, mit der Sie Energie verbrauchen. Sie können sich einen Läufer als eine Maschine vorstellen, die Energie aus der Nahrung aufnimmt und sie in nützliche Kräfte umwandelt, die Sie auf der Straße vorantreiben. Es gibt jedoch ein Problem: Keine Maschine ist perfekt. Sie holen nicht so viel Energie heraus, wie Sie hineinstecken. Autos zum Beispiel haben einen Wirkungsgrad von etwa 25 Prozent: Wenn Sie genug Benzin verbrennen, um 100 Joule Energie zu gewinnen, werden nur etwa 25 Joule zum Durchdrehen der Räder verwendet, und die meisten der anderen 75 Joule werden als Wärme abgegeben.

Unter normalen Umständen sind die Muskeln auch zu etwa 25 Prozent effizient, aber dies variiert je nach den spezifischen Umständen stark. Das bedeutet, dass es einen großen Unterschied gibt zwischen Ihrem Input, der als metabolische Kraft bekannt ist und die Kalorien, die Sie verbrennen, widerspiegelt, und Ihrem Output, der als mechanische Kraft bekannt ist und widerspiegelt, wie stark Sie Ihren Fuß auf die Straße schlagen. wie stark Sie Ihre Arme schwingen und so weiter.

Ich habe mich 2018 in einem Artikel eingehend mit dieser Unterscheidung und Debatte befasst und es als selbstverständlich angesehen, dass Läufer und andere Ausdauersportler am meisten an der Stoffwechselleistung interessiert sind, die im Wesentlichen eine Echtzeit-Schätzung dafür ist, wie schnell du verbrennst Kalorien. Wie sich herausstellt, sind sich nicht alle einig: „Wir glauben nicht, dass die meisten ernsthaften Läufer so an Kalorien interessiert sind“, sagte mir ein Ingenieur von Garmin, der eine eigene Running Power-App hat, als ich einen anderen Artikel über Laufleistung berichtete.

Ich stimme zu, dass Läufer nicht viel über Kalorien sprechen. Aber ich denke, das ist hauptsächlich eine Frage der Terminologie. Wenn Sie in ein Labor gehen und eine Reihe hochentwickelter Geräte verwenden, um Ihren VO2max zu messen, messen Sie im Grunde genommen Kalorien. Sie interessieren sich nur für den Sauerstoffverbrauch, weil er ein guter Indikator dafür ist, wie schnell Sie aerobe Energie verbrennen. Und wenn Sie diese ausgefallenen Labordaten verwenden, um eine Herzfrequenz zu ermitteln, die es Ihnen ermöglicht, an der Laktatschwelle zu laufen, verwenden Sie wieder die Herzfrequenz als Proxy für die Energie, d. Kalorienverbrauch. Und ich würde sogar argumentieren, dass Sie sich auf Ihre Wahrnehmung der Anstrengung verlassen, wenn Sie einfach nach Gefühl laufen und versuchen, Ihr Tempo so einzuschätzen, dass Sie die vorgeschriebene Distanz so schnell wie möglich zurücklegen du verbrennst Kalorien.

Radfahren vs. Laufen

In der Radsportwelt verstrickt sich niemand in diese Dinge. Kraft ist Kraft und gilt als Goldstandard für effektives Tempo. Der Grund dafür ist, dass mechanische und metabolische Leistung beim Radfahren nahezu perfekt korrelieren. Wenn Ihr Leistungsmesser erkennt, dass Sie 15 Prozent stärker auf die Pedale treten, bedeutet dies, dass Sie 15 Prozent schneller Kalorien verbrennen. Die Zahl auf dem Display ist die mechanische Leistung, aber die Leute interessieren sich dafür, dass sie Ihnen sagt, was mit Ihrer Stoffwechselleistung passiert.

Laufen ist leider ganz anders. Stryds Whitepaper, das von der hauseigenen Wissenschaftlerin Kristine Snyder mit Beiträgen der externen wissenschaftlichen Berater Shalaya Kipp und Wouter Hoogkamer verfasst wurde, nennt drei Gründe dafür, dass mechanische und metabolische Kraft beim Laufen keine konsistente Beziehung haben. Einer ist, dass die Bewegung Ihrer Gliedmaßen viel variabler ist als beim Radfahren, was bedeutet, dass auch die Muskeleffizienz stärker variiert. Die zweite ist, dass Sie bei jedem Fußstoß Kräfte absorbieren müssen, anstatt sie zu erzeugen, aber Sie verwenden immer noch metabolische Energie, um diese Landungen abzufedern. Und drittens speichern und recyceln Sie bei jedem Schritt Energie in Ihren federartigen Sehnen, wodurch Ihre mechanische Kraft ohne Stoffwechselkosten erhöht wird.

All dies wäre irrelevant, wenn Sie nur auf einem glatten, ebenen Laufband laufen würden. Das Verhältnis zwischen mechanischer und metabolischer Kraft wäre schwer zu berechnen, aber niemand kümmert sich wirklich um das genaue Verhältnis, solange sich die beiden Kräfte synchron bewegen. Das Problem ist, dass sich die Beziehung ändert, sobald Sie das Laufband verlassen und in die reale Welt eintreten. Wenn Sie beispielsweise bergauf gehen, wird Ihr Schritt weniger federnd und Sie erhalten dadurch weniger freie Energie aus Ihren Sehnen.

Snyder gab mir per E-Mail einige anschauliche Zahlen basierend auf einem kürzlich erschienenen Zeitschriftenartikel einer bekannten Biomechanik-Gruppe in Italien. Wenn Sie vom ebenen Gelände auf eine Steigung von 10 Prozent übergehen, sinkt Ihre Effizienz von etwa 60 auf 50 Prozent. Bei einer steileren Steigung von 20 Prozent sinkt der Wirkungsgrad sogar noch weiter auf 40 Prozent. (Lass dich nicht an den genauen Zahlen hängen, die davon abhängen, welche Körperteile du in die Berechnung einbeziehst.)

In der Praxis bedeutet dies, dass der Versuch, beim Bergauffahren eine konstante mechanische Leistung aufrechtzuerhalten, eine lächerliche Herangehensweise an das Tempo wäre. Wenn Sie mit 200 mechanischen Watt unterwegs sind, bedeutet eine Effizienz von 60 Prozent, dass Sie 333 metabolische Watt verbrennen. Sobald Sie bei 10 Prozent klettern, benötigt die Aufrechterhaltung der gleichen 200 mechanischen Watt jetzt 400 metabolische Watt. Sie arbeiten etwa 20 Prozent härter, obwohl das Messgerät anzeigt, dass Ihre mechanische Leistung konstant ist! Vor diesem Hintergrund verstehe ich nicht, wie eines der verschiedenen Unternehmen, die laufende Leistungsmesser oder Apps anbieten, behaupten kann, dass die mechanische Leistung allein eine nützliche Kennzahl ist.

Was Läufer wirklich wollen

Dies ist die Realität, die Stryd offiziell anerkennt. Ihr Gerät zeigt einen Messwert an, der wie mechanische Leistung aussieht, berechnet aus einem Bündel von Beschleunigungsmessern, Gyroskopen, einem Barometer, einer Windsonde und anderen Sensoren, die in einen Laufsensor gepackt sind. Der Algorithmus ist jedoch explizit darauf ausgelegt, eine konstante Beziehung zwischen der Zahl auf dem Bildschirm und Ihrer Stoffwechselleistung aufrechtzuerhalten. Wenn Sie im obigen Beispiel 200 Watt auf dem Stryd-Gerät beibehalten würden, würden Sie tatsächlich 166 mechanische Watt produzieren, was 333 metabolischen Watt entspricht. Die Konstanthaltung der Leistung auf Stryd entspricht der Konstanthaltung der Stoffwechselleistung und der Änderung der mechanischen Leistung.

Im Whitepaper führen Snyder und ihre Kollegen eine subtilere Terminologie ein. Was Stryd eigentlich liefern will, erklären sie, ist ein Maß für den momentanen Stoffwechselbedarf und nicht für die Stoffwechselleistung.

Zum Vergleich: Eines der Hauptprobleme bei der Herzfrequenz besteht darin, dass sie nicht sofort auf Veränderungen des Stoffwechselbedarfs reagiert. Wenn Sie beginnen, einen Hügel zu erklimmen, beginnen Ihre Muskeln sofort mehr Energie zu verbrauchen, aber Ihre Herzfrequenz steigt langsamer an, wenn die Kontrollsysteme des Körpers auf die Veränderung reagieren. Dies bedeutet, dass Ihre Muskeln vorübergehend nicht genug Sauerstoff bekommen, um ihren Bedarf mit aerober Energie zu decken, sodass sie die Lücke mit anaerober Energie füllen. Wenn Sie einen Hügel hinauflaufen und versuchen, Ihre Herzfrequenz konstant zu halten, sprinten Sie den ersten Abschnitt hoch und werden erst langsamer, wenn Ihre nachlassende Herzfrequenz endlich den neuen Anforderungen gerecht wird.

Selbst in einem schicken Labor, das deine Stoffwechselleistung mit einem VO2-Gerät misst, würdest du auf das gleiche Problem stoßen. Ihre Sauerstoffaufnahme reagiert nicht sofort auf Veränderungen wie einen steilen Hügel. Stryd zielt also darauf ab, besser zu sein als die VO2-Maschine: Es schätzt in Echtzeit, wie viel metabolische Energie Ihre Muskeln verbrauchen (metabolischer Bedarf) und nicht wie viel Energie Ihr aerobes System liefert, und berücksichtigt somit sowohl aerobe als auch anaerobe Energiebeiträge. In diesem Sinne ahmt Stryd nicht nur nach, was Sie in einem Labor tun könnten; es macht etwas Neues und Anderes – und, wenn Sie den Daten glauben, besser.

Dies eröffnet einige faszinierende Möglichkeiten, sogar über die Fähigkeit hinaus, der Kraft beim Tempo zu vertrauen, wenn Sie einen Hügel hinauffahren. Anfang dieses Monats habe ich einen Artikel über die anhaltende Kontroverse darüber geschrieben, was wir unter dem Begriff „Schwelle“verstehen. Eine der Schlussfolgerungen war, dass die relevanteste Schwellenwertdefinition für Ausdauersportler die sogenannte kritische Kraft ist, die die Grenze zwischen metabolisch nachhaltigen und nicht nachhaltigen Anstrengungen abgrenzt. Die kritische Kraft ist ein bemerkenswert genauer Prädiktor für die Leistung bei Ausdauerrennen: Spitzensportler zum Beispiel neigen dazu, Marathons mit etwa 96 Prozent der kritischen Kraft zu laufen.

Sie benötigen nicht unbedingt einen Leistungsmesser, um Ihre kritische Schwelle zu ermitteln. Eine Anfang dieses Jahres veröffentlichte Studie verwendete Strava-Trainingsdaten, um die kritische Geschwindigkeit – d. h. die Geschwindigkeit, die der kritischen Kraft unter normalen Bedingungen entspricht – für 25.000 Läufer abzuschätzen. Aber „unter normalen Bedingungen“ist der Haken. Dieser Ansatz funktioniert am besten, wenn alle Trainingsdaten an windstillen Tagen auf einer ebenen, glatten Straße gesammelt werden und Ihr Zielrennen unter den gleichen Bedingungen gefahren wird. Wenn diese Bedingungen nicht erfüllt sind (und das sind sie auch nie wirklich), verwenden Sie lieber eine Metrik, die Anpassungen für Dinge wie Wind, Oberfläche und Steigung vornimmt. Stryd tut dies und schätzt automatisch eine kritische Leistung für Sie basierend auf Ihren Trainingsdaten.

Was ist auf dem Bildschirm

Damit bleibt eine Frage unbeantwortet. Die Zahl auf dem Stryd-Bildschirm ist nicht wirklich mechanische Kraft. Es ist auch kein metabolischer Bedarf, obwohl er proportional dazu ist. Hat es also eine intrinsische Bedeutung, außer als Proxy für den Stoffwechselbedarf? Ich ging mehrmals mit Snyder hin und her, und jedes Mal musste sie das Stryd-Team konsultieren, um nicht proprietäre Informationen preiszugeben.

Das, was ich vermute, ist die wirkliche Antwort am nächsten: „Der verwendete Skalierungsfaktor ist eindeutig nicht willkürlich. Es wurde gewählt, um Konsistenz zwischen den Leistungsabgabewerten über alle Aktivitäten hinweg zu ermöglichen.“Ich habe das als Wunsch gelesen, einen Leistungsmesser mit einer Zahl zu haben, die für Radfahrer sinnvoll ist, die bereits ein starkes Gespür dafür haben, welche Art von Leistung Sie beispielsweise für eine Stunde erwarten können. Wenn Sie ein Gerät verkaufen würden, das einfach nur metabolische Watt anzeigt, würde es alle Arten von kognitiven Dissonanzen bei Menschen hervorrufen, die wussten, dass sie 250 Watt für eine Stunde Radfahren aushalten könnten, aber plötzlich versuchten, 1.000 Watt für eine Stunde Laufen auszuhalten.

Ich glaube nicht unbedingt, dass sich das Stryd-Team zusammensetzte und dieses Gespräch führte, als sie das Gerät entwickelten. Wie der oben erwähnte Artikel aus dem Jahr 2015 zeigt, haben sie die Dinge im Laufe der Zeit herausgefunden. Die Zahl auf dem Bildschirm entspricht wahrscheinlich einer bestimmten Portion mechanischer Leistung, die unter bestimmten Bedingungen auf eine bestimmte Weise berechnet wird. Es braucht etwas Mut für das Unternehmen, im Wesentlichen zu sagen: „Vergiss die Zahl. Die Zahl ist nicht wichtig. Es ist wichtig, was es darstellt. Aber ich denke, es ist der richtige Anruf.