[論文レビュー] An Observational Study of the Effect of Nike Vaporfly Shoes on Marathon Performance

Joseph Guinness, Debasmita Bhattacharya+3 more|arXiv (Cornell University)|Feb 14, 2020

Lower Extremity Biomechanics and Pathologies参考文献 4被引用数 16

ひとこと要約

この観察的研究では、2015年から2019年の間のエリートおよび準エリートマラソンランナーのパフォーマンスを分析し、検証済みの写真ベースのシューズ特定を用いて、ナイキ・バーバーフライシューズのパフォーマンスへの影響を推定した。その結果、男性のマラソンタイムは2.0〜3.9分（1.4〜2.8％）改善され、女性のタイムは0.8〜3.5分（0.6〜2.2％）改善され、非バーバーフライシューズと比較して顕著なパフォーマンス優位性が示された。

ABSTRACT

We collected marathon performance data from a systematic sample of elite and sub-elite athletes over the period 2015 to 2019, then searched the internet for publicly-available photographs of these performances, identifying whether the Nike Vaporfly shoes were worn or not in each performance. Controlling for athlete ability and race difficulty, we estimated the effect on marathon times of wearing the Vaporfly shoes. Assuming that the effect of Vaporfly shoes is additive, we estimate that the Vaporfly shoes improve men's times between 2.0 and 3.9 minutes, while they improve women's times between 0.8 and 3.5 minutes. Assuming that the effect of Vaporfly shoes is multiplicative, we estimate that they improve men's times between 1.4 and 2.8 percent and women's performances between 0.6 and 2.2 percent. The improvements are in comparison to the shoe the athlete was wearing before switching to Vaporfly shoes, and represents an expected improvement rather than a guaranteed improvement.

研究の動機と目的

• エリートおよび準エリートマラソンランナーにおけるナイキ・バーバーフライシューズ着用と関連するパフォーマンス向上を定量化すること。
• 自ら報告するシューズデータに潜在するバイアスを解消するため、公的ソースから得た手動で確認された写真を用いること。
• ランナーの能力およびレースの難易度を制御した上で、バーバーフライシューズがマラソンタイムに与える影響を推定すること。
• バーバーフライ発売以前にすでにエリートステータスに達していたアスリートに対する、バーバーフライシューズのパフォーマンス優位性をデータドリブンで評価すること。
• 系統的な高水準アスリートのサンプルから得た実証的証拠を提供することで、競技会におけるシューズ規制に関する継続的な議論を支援すること。

提案手法

• 2015–2016年の北米主要マラソン22競技において、2時間45分未満（女性）および2時間24分未満（男性）のタイムを記録したランナーからなる系統的サンプル（女性270名、男性308名）を収集した。
• マラソンタイムはmarathonguide.comから収集し、2015年から2019年にかけて複数回のレースに参加したランナーと照合した。
• シューズタイプ（バーバーフライ対非バーバーフライ）は、marathonfoto.com、instagram.com、facebook.comなどの公的ソースから得たレース写真を視覚的検査によって特定した。
• ランナー固有およびレース固有のランダム効果を調整した一般化最小二乗法（GLS）モデルを用いて、バーバーフライシューズがマラソンタイムに与える影響を推定した。
• 絶対的および相対的パフォーマンス向上を推定するため、加法的および乗法的モデルの両方を検討した。
• シューズ特定の誤りを最小限に抑えるために手動による確認を実施し、すべての特定結果をGitHubに公開して透明性と今後の是正を促進した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 エリートおよび準エリートマラソンランナーにおいて、ナイキ・バーバーフライシューズ着用と関連するパフォーマンス向上の大きさはどの程度か？
• RQ2 男性と女性ランナーにおけるバーバーフライシューズのパフォーマンス効果はどのように異なるか？
• RQ3 ランナーの能力やレースの難易度を考慮した上で、バーバーフライシューズの使用がマラソンタイムをどの程度短縮するか？
• RQ4 異なるバージョンやプロトタイプのバーバーフライシューズでは、その効果に差が生じるか。また、写真ベースのシューズ分類における誤特定の可能性は、結果にどのような影響を及えるか？
• RQ5 写真の非公開や写真共有への参加拒否の可能性が、バーバーフライシューズのパフォーマンス向上の推定値に影響を及えるか？

主な発見

• 男性の場合、バーバーフライシューズ着用によるマラソンタイムの改善は、乗法的モデル下で2.0〜3.9分（1.4〜2.8％）の範囲に推定された。
• 女性の場合、同様に0.8〜3.5分（0.6〜2.2％）の範囲に推定された。
• バーバーフライ発売以前にすでに高いマラソンタイムを達成していたエリートおよび準エリートランナーの両方で、パフォーマンス優位性が確認された。
• 74.5％の男性ランナーがシューズを変更した際、バーバーフライシューズでより速く走った。女性に関しても同様の傾向が観察され、一貫したパフォーマンス向上が示された。
• ドロップアウトを除外した場合、バーバーフライシューズ着用ランナーは脱落しにくいため、効果が過小評価される可能性がある。これは、より大きな観察効果を支持するバイアスを示唆している。
• 誤特定のリスクが存在するが、手動による写真確認プロセスは自ら報告するデータよりも信頼性が高く、すべてのシューズ特定結果を公開して透明性と検証を促進した。