电影《暴力邻居》、《刺客信条》和《皇家赌场》中，人们爬墙、跳楼的场景并非电影特效。
完成这些特技的运动员属于一个全球性的跑酷社群，跑酷是一种类似体操的运动，起源于军事障碍训练。跑酷的目标是通过复杂的物理环境快速有效地移动。
我们的研究表明，科学可以帮助你更好地练习跑酷——让你更有效地跑墙，并拓展你的落地方式。
即使你无意从事这项运动，观看它也是一件令人难以置信的事情。
跑酷练习者
尽管跑酷在一些国家已被列为正式运动，但无法确定全球有多少人参与其中。这项运动通常是非组织的，这或许是其亚文化吸引力的一部分。
在普通观众看来，跑酷运动员可能显得鲁莽——但大多数人都经过刻苦训练，掌握了一系列广泛的个人技能，并在穿越环境时运用这些技能。这项运动中的男性和女性分别被称为“traceurs”和“traceuses”。
跑酷中的一些个人动作与其他运动相似，例如体操、田径和越野跑。
然而，与主流运动相比，对跑酷的研究非常少。这很遗憾，因为它们具有产生和重新定向动量的基本原理。更好地理解这些原理可以造福所有这些活动。
跑墙
跑酷爱好者最引人注目的壮举之一是跑酷者如何跑上高墙到达建筑物。
为了攀爬高大结构，跑酷运动员会向墙壁跑去，然后用一只（或多只）脚蹬墙。这项技术使他们能够达到比原地垂直跳跃高得多的高度，同时也让他们能够高效地在城市环境中持续移动。
为了研究运动员如何高效地完成跑墙动作，我们在地面嵌入了一个力板，在墙壁上嵌入了第二个力板。然后，我们拍摄了研究参与者接近墙壁时的影像。
我们观察到运动员如何通过使用一种一致的过渡策略来重新定向身体，该策略取决于腿部在地面和墙壁上的特定动作。
尽管一些跑酷指南建议运动员同时跨越地面和墙壁，但我们并未观察到这种情况——跑酷者在接触墙壁之前总是先离开地面。
重新定向动量
我们想更好地理解在地面和墙壁上最有效的脚部位置，以及不同助跑速度的影响。因此，我们构建了一个计算机模拟，可以优化其中每一个。
该模型与我们的观察结果很好地吻合——中等助跑速度效果最佳——并使我们能够理解原因。
在助跑过程中，你会产生水平动量（速度与体重之积）。通过保持蹬地腿的刚性——有点像撑杆跳中的硬杆——可以将一部分水平动量在起跳时重新定向为垂直动量。
如果助跑速度慢，则转移到垂直动量的水平动量就较少。然后，蹬地腿必须通过使用腿部肌肉来产生垂直动量——这效率较低。
如果助跑速度非常快，蹬地腿必须充当减震器，这会浪费能量，并抵消快速助跑带来的好处。
因此，跑酷者自然会选择中等助跑速度，使他们能够以最少的能量攀爬墙壁。
相关：漫威蜘蛛侠 PS4 游戏扭转了物理定律，让蛛网摆动变得超级有趣
要攀爬更高的墙壁，可能需要更快的助跑速度，但这同时也需要产生足够腿部力量的能力。速度越快，动量越大，但腿部产生攀爬墙壁所需冲量（力与时间之积）的时间也越短。
返回地面
上去的就得下来！
我们关于跳下墙壁的研究表明，跑酷者选择的落地方式会受到其身高、体重和腿部力量的影响。
安全落地涉及管理多种不同的力。想象一下，你从一个物体上迈步或跳下——你的身体会因重力而加速。落地时，你的身体具有一定的动量，该动量取决于你的体重和速度。你跳下的物体越高，落地速度和落地前的垂直动量就越大。
落地的主要任务是分散你的动量，其方式是使载荷和速度（构成的累积能量水平）不超过生物极限（以免导致肌肉撕裂或肌腱断裂）。
通过增加落地力作用的时间，可以减小动量对落地的影响。
例如，让支撑关节在更大的范围内弯曲（即屈曲），可以逐渐减小动量。
另外，还可以通过将动量转化为旋转动量（通过翻滚）来重新定向力。这意味着力将朝向最少伤害的方向进行。
个人可用的策略因其身体特征（如身高、体重、骨骼、关节和肌肉力量、柔韧性和协调性）而异。如果所选策略不足以管理动量，就会导致肌肉或骨骼受伤。
翻滚化解
不出所料，我们的研究发现，人们更有可能在从高处落地时进行翻滚。我们的研究对象（九名男性和两名女性）身高在 1.58-1.87 米之间，体重在 54-92 公斤之间。
在某些高度，双脚落地是不可行的。但在本研究中，最大坠落高度仅为 2.4 米，有些跑酷者即使在这个高度也不选择翻滚。
腿长的人可以通过逐渐弯曲腿部来吸收动量，从而在更长的时间内施加较小的力，我们发现有证据表明腿短的跑酷者在较低的高度就会翻滚。
体重较大的人从相同高度坠落时比体重较轻的人具有更大的动量。我们发现这影响了翻滚的可能性——体重较重的运动员在从较低高度坠落时更有可能选择翻滚落地。
腿部力量较大的运动员似乎能够在更高的坠落高度下通过腿部吸收冲量。而腿部爆发力较差的运动员更有可能在较低的高度过渡到翻滚落地。
相关：我给肌肉通电使其强壮，结果还算奏效
虽然你无法改变身高，但可以通过训练改变体重和腿部力量。实践中，这提供了更大的灵活性，因为你可以根据情况选择落地策略，而不必为了分散动量而必须翻滚。
James L Croft 是埃迪斯科文大学运动控制与技能习得专业的讲师。本文最初发表于The Conversation。
