의족을 장착하면 더 빨리 달릴 수 있을까

문광주 기자 / 기사승인 : 2022-01-05 11:21:15
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3'50" 읽기
- 세계 육상 연맹은 2015년에 의족과 정상인 주자가 서로 경쟁하는 것을 금지
- 2020년 국제스포츠재판소, 이 규정이 차별적, 정당성 부족하다는 이유로 규정을 뒤집어
- 의족 주자는 출발 후 처음 20m에서 정상인 상위 ​​주자보다 뒤처져, 평균 속도 40% 낮다.
- 의족 착용자의 경우 커브 위를 달리는 속도 6% 감소해 더 많은 시간을 잃게 된다.

의족(義足)을 사용한 단거리 선수가 더 빠를까?
의족은 주자에게 자동으로 더 많은 속도와 지구력을 제공하지 않는다.


탄소 섬유 발에 대한 경쟁 스포츠:
지금까지 의족을 착용한 주자가 경주에서 불공정한 이점을 갖는지에 대해 많은 논란이 있었다. 따라서 연구자들이 400미터 달리기에서 이것을 더 자세히 조사했다. 달리기 의족은 착용자가 속도나 지구력을 높이는 데 도움이 되지 않는 것 같다. 대신, 그들은 시작과 코너에서 선수들의 속도를 늦추는 경향이 있다. 따라서 과학자들은 다리가 절단된 주자를 정상인 선수 경쟁에서 일반적으로 제외할 이유가 없다고 말한다. 

▲ 의족을 장착한 다리 절단 선수가 절단되지 않은 경쟁자보다 더 빠를까? © gilaxia / 게티 이미지

한쪽 또는 양쪽 다리를 절단한 후 스포츠 분야에서 경력을 쌓는 것은 상상조차 할 수 없는 일이었다. 그러나 현대의 복합 재료로 만들어진 훨씬 더 좋아진 의족 덕분에 특별한 낫 모양의 레이싱 의족을 가진 주자들은 정상인 경쟁자들보다 열등하지 않다. 400미터 달리기에서 몇몇 선수들은 이미 올림픽 출전 자격을 얻는 데 필요한 기록을 깼다.

탄성 탄소 섬유 '발'을 통한 부당한 이득?

정확히 경주용 의족이 정상인 주자보다 착용자에게 불공정한 이점을 줄 수 있다는 의심을 불러일으켰다. 탄성 탄소 섬유 의족이 주자의 달리기 속도를 증가시킬 수 있다고 가정한다.
이것은 또한 자연스러운 다리와 발을 사용하는 것보다 달리기를 더 효율적으로 만들 수 있다. 그러면 주자가 더 많은 지속성을 얻을 수 있다.

이러한 가정에 대한 응답으로 세계 육상 연맹은 2015년에 의족과 정상인 주자가 서로 경쟁하는 것을 금지했다. 그러나 2020년 국제스포츠재판소는 이 규정이 차별적이며 정당성이 부족하다는 이유로 이 규정을 뒤집었다. 그러한 금지는 경주용 의족의 장점에 대한 분명한 증거가 있는 경우에만 적절할 것이다. 지금까지 그러한 증거는 여전히 계류 중이다.

직접 비교한 ​​400m 주자

조지아 공과대학(Georgia Institute of Technology)의 오웬 벡(Owen Beck)과 그의 동료들은 "문제는 경주용 인공 다리가 생물학적 다리에 미치는 영향에 대한 과학적 합의가 지금까지 거의 없었다는 것"이라고 설명했다. "일부 과학자들은 이 의족이 달릴 때 더 높은 최대 속도를 허용하고 에너지 요구량을 줄여준다고 가정한다."
그러나 다른 과학자들은 출발할 때 더 낮은 가속도와 코너를 돌 때 더 느리게 달리게 된다는 것을 단점으로 본다.

이점을 더 명확히 하려고 Beck과 그의 팀은 400m 달리기에서 최고 선수들의 경주 행동을 자세히 살펴보았다. 그들은 이 경로에서 세계에서 가장 빠른 의족 2명의 출발 속도, 최대 속도, 코너링 및 지구력을 다리가 절단되지 않은 정상급 운동선수의 가치와 비교했다.
그리고 절단된 주자와 절단되지 않은 주자의 유산소 달리기 능력과 그에 따른 에너지 소비를 조사하기 위해 트레드밀 테스트를 수행했다.

"의족을 착용한 운동선수가 이러한 매개변수에서 정상인 최고의 주자보다 더 잘하거나 이 분야의 모든 경쟁적인 운동선수의 평균보다 2 표준편차가 더 좋다면, 의족은 실제로 착용자에게 이점을 제공한다"고 연구원은 말했다.

시작과 코너에서 더 느림

그러나 결과는 달랐다.
가장 빠른 의족 주자는 출발 후 처음 20m에서 정상인 상위 ​​주자보다 뒤처졌다.
평균적으로 그의 속도는 40%나 낮았다. Beck과 그의 팀은 "실험적으로 테스트된 단 한 명의 주자도 의족을 착용하고 정상급 선수들의 평균보다 빠르게 출발 지점을 벗어나지 못했다"고 보고했다.

커브에서도 상황은 비슷하다.
정상인 최고 스프린터는 직선에서보다 코너링할 때 속도가 약 3~4.7% 느리다. 의족 착용자의 경우 커브 위를 달리는 속도가 6% 감소해 더 많은 시간을 잃게 된다. 주자는 400m 코스의 직선에서 최대 속도로 플레이할 수 있다. 그러나 여기에서도 의족에 대한 명확한 이점은 없다. 연구원들이 발견한 것처럼 두 주자 그룹 모두 첫 번째 직선에서 초당 약 10m에 도달했다.

▲ 가장 빠른 의족 착용자(BA)와 정상인 탑 러너(top runner)의 경우 처음 20미터의 출발 시간과 달리기 시간.

© Beck et al./ Royal Society Open Science, CC-by 4.0


효율성 및 섹션 시간 불분명

반면 의족 유무에 따른 달리기의 효율성에 대한 결과는 덜 명확했다.
트레드밀에서 측정한 결과, 가장 빠른 의족 주자는 절단되지 않은 경쟁자보다 더 높은 산소 용량을 나타냈다. 따라서 동일한 속도에서 경쟁자보다 체중 및 시간 킬로그램당 산소가 더 적게 필요했다. 유산소 구역의 최대 달리기 속도는 여전히 의족 주자의 경우 더 높지 않았다.

이것이 레이스에서 지구력과 속도에 어떤 영향을 미치는지, 연구팀은 2017년 세계 선수권 대회 400m 결승전과 이 경로에서 세계 최고의 의족 선수의 가장 빠른 달리기를 기반으로 조사했다. 의족 주자는 처음 100미터에서 거의 1초 뒤처지는 것으로 나타났다. 100~300미터 정도의 중간쯤이면 대략 주자의 한가운데가 될 것이다. 그러나 마지막 100m에서는 최종 우승자보다 0.5초가 더 필요하다.

전반적으로 명확한 이점이 없음

레이싱 의족을 착용한 주자에게 이점이 있는지에 대한 질문에 이것이 의미하는 바는 무엇일까? Beck과 그의 팀에 따르면, 그들의 결과는 장점과 단점이 서로 균형을 이루는 경향이 있음을 시사한다. "따라서 적어도 400미터 경주에서 다리가 절단된 운동선수가 절단되지 않은 주자보다 2개의 의족을 가진 분명한 이점이 없다"고 그들은 말했다.

따라서 이런 매개변수에 근거해 의족을 착용한 주자에 대한 참가 금지는 충분히 정당화되지 않는다. 그러나 팀은 더 많은 분석이 필요하다는 것을 인정했다. 절단된 주자와 절단되지 않은 주자의 달리기 경로의 네 부분에서 달리기 시간이 다른 이유를 더 자세히 조사해야 한다. "이것은 생체 역학 및 생리학적 요인이 주행 거리에 어떻게 영향을 미치는지 명확히 하는 데 도움이 될 수 있다"고 Beck과 그의 동료들은 말했다.
(Royal Society Open Science, 2022; doi: 10.1098 / rsos.211799)
출처: Royal Society Open Science

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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