[논문 리뷰] An Observational Study of the Effect of Nike Vaporfly Shoes on Marathon Performance

Joseph Guinness, Debasmita Bhattacharya외 3명|arXiv (Cornell University)|2020. 02. 14.

Lower Extremity Biomechanics and Pathologies참고 문헌 4인용 수 16

한 줄 요약

이 관찰 연구는 2015–2019년 기간 동안 검증된 사진 기반 신발 식별을 통해 네이키 바이퍼플라이 신발의 성능 영향을 추정하기 위해 정상 및 준정상 마라톤 주자들의 성능을 분석한다. 연구 결과, 남성의 마라톤 기록은 2.0–3.9분(1.4–2.8%) 향상되고 여성의 기록은 0.8–3.5분(0.6–2.2%) 향상되며, 이는 비바이퍼플라이 신발에 비해 뚜렷한 성능 우위를 나타낸다.

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.

연구 동기 및 목표

• 정상 및 준정상 마라톤 주자들에서 네이키 바이퍼플라이 신발 착용과 연관된 성능 향상 정도를 정량화하기 위해.
• 자기 보고된 신발 데이터에 잠재된 편향을 해결하기 위해 공개 자료에서 수동으로 검증한 사진을 활용하기 위해.
• 선수 능력과 레이스 난이도를 제어하면서 바이퍼플라이 신발이 마라톤 기록에 미치는 영향을 추정하기 위해.
• 바이퍼플라이 출시 이전에 이미 정상 수준에 도달한 선수들에 대해 바이퍼플라이 신발의 성능 우위를 데이터 기반으로 평가하기 위해.
• 체계적인 고성능 선수 샘플에서의 실증적 증거를 제공함으로써 경쟁 러닝에서의 신발 규제 논의를 뒷받침하기 위해.

제안 방법

• 2015–2016년 동안 북미 주요 마라톤 대회 22개에서 남성은 2시간 45분 이내, 여성은 2시간 24분 이내를 기록한 270명의 여성과 308명의 남성으로 구성된 체계적 샘플을 확보하였다.
• 마라톤 기록은 marathonguide.com에서 수집하였으며, 2015년부터 2019년까지 다수의 레이스에 참가한 선수들과 매칭하였다.
• 공개된 레이스 사진(예: marathonfoto.com, instagram.com, facebook.com)을 시각적 검토를 통해 신발 유형(바이퍼플라이 대비 비바이퍼플라이)을 식별하였다.
• 선수별 및 레이스별 랜덤 효과를 조정한 일반화된 최소 제곱 회귀 모델을 사용하여 바이퍼플라이 신발이 마라톤 기록에 미치는 영향을 추정하였다.
• 절대적 및 상대적 성능 향상 정도를 추정하기 위해 덧셈 모델과 곱셈 모델을 모두 고려했다.
• 수동 검증을 통해 신발 식별 오류를 최소화하였으며, 모든 식별 결과는 투명성과 향후 수정을 위해 GitHub에 공개하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 정상 및 준정상 마라톤 주자들에서 네이키 바이퍼플라이 신발 착용과 연관된 성능 향상의 크기는 어느 정도인가?
• RQ2 남성과 여성 주자들 간에 바이퍼플라이 신발의 성능 효과는 어떻게 비교되는가?
• RQ3 선수 능력과 레이스 난이도를 고려할 때 바이퍼플라이 신발 착용이 마라톤 기록을 얼마나 줄이는가?
• RQ4 다양한 버전과 프로토타입 간에 바이퍼플라이 신발의 효과는 어떻게 달라지며, 사진 기반의 신발 분류에서의 오식별 가능성이 영향을 미치는가?
• RQ5 사진 공개를 방해하거나 사진 공유에 참여하지 않는 것의 가능성이 바이퍼플라이 신발의 성능 이점 추정치에 영향을 미치는가?

주요 결과

• 남성의 경우, 바이퍼플라이 신발 착용으로 인한 마라톤 기록 향상은 다항 모델 기준 2.0~3.9분(1.4~2.8%)으로 추정된다.
• 여성의 경우, 마찬가지로 다항 모델 기준 0.8~3.5분(0.6~2.2%) 향상된다.
• 바이퍼플라이 출시 이전에 이미 우수한 마라톤 기록을 확보한 정상 및 준정상 주자 모두에서 성능 향상 효과가 관찰되었다.
• 연구 결과, 바이퍼플라이로 신발을 교체한 남성 주자 중 74.5%가 더 빠른 기록을 기록했으며, 여성 주자들 사이에서도 유사한 추세를 보여 성능 향상이 일관되게 나타났다.
• 기권자들을 제외할 경우 바이퍼플라이 착용자들이 더 기록을 잘 달성할 가능성이 높기 때문에, 바이퍼플라이 효과가 과소평가될 수 있음을 분석이 시사한다. 이는 더 큰 관측 효과를 향한 편향이 존재할 수 있음을 시사한다.
• 잠재적인 오식별 위험에도 불구하고, 수동 사진 검증 절차는 자기 보고된 데이터보다 더 신뢰할 수 있으며, 모든 신발 식별 결과는 투명성과 검증을 위해 공개되었다.