研究目的:步行与跑步锻炼是深受大众喜爱的运动方式,而这两项运动都与运动鞋密切相关。近年来赤足运动越来越受到青睐,有学者认为赤足是智人最自然的运动状态,而穿鞋是导致运动损伤的原因之一。当前研究对赤足与穿鞋的步态差异特征描述并不全面,赤足穿鞋因素与运动损伤的联系并不清晰。本研究通过足底压力分析及正向动力学方法进行赤足与穿鞋步行和跑步的生物力学分析。在此基础上,通过有限元方法对赤足与穿鞋状态下跑步时不同落地模式的足部应力进行分析,为运动损伤预防提供理论依据。研究方法:选取54名健康青年人作为受试者,采集受试者赤足与穿鞋状态下步行与跑步的步态数据并进行统计学分析。根据达朗贝尔原理建立步态约束方程;基于步态最小作用量原理（步态常数）,建立步态动力学方程,通过方程计算受试者赤足与穿鞋状态下步行、跑步时的质心加速度、速度、位移和机械能,并进一步对比分析。基于足底压力测量系统观察受试者足底压力的变化过程,对落地模式分类并进行记录与分析。修复Homo naledi的足骨化石并重建Homo naledi的足弓,获得足弓的“理想”模型（从未穿过鞋的足弓）,作为有限元分析的几何模型。使用有限元方法计算赤足与穿鞋在三种落地模式下的足骨、筋膜应力情况。对承试人进行不同落地模式的跑步训练,探明跑步时不同落地模式的步态参数差异并进行正向动力学分析。研究结果:1)步态参数的分析结果:与赤足相比,穿鞋步行的步长、步速显著增加（p<0.01）;与赤足相比,穿鞋跑步的步长显著增加（p<0.01）,步频显著减小（p<0.01）,足底压力中心在内外方向和前后方向的变异均显著增加（p<0.01）。2)步态相参数的分析结果:与赤足相比,穿鞋步行时承重反应期和双支撑相增加（p<0.05）,单支撑相减少（p<0.05）,支撑相占比总体显著增加（p<0.01）。赤足相与穿鞋跑步时支撑相、摆动相占比无显著性差异。3)正向动力学分析结果:与穿鞋步行相比,赤足步行正向动力学参数峰值、谷值以及出现的位置呈现出较大差异。赤足步行时地面反弹力驼峰图中两峰值的差值较穿鞋状态更小,峰值与谷值的差值较穿鞋状态也显著减小。与穿鞋跑步相比,赤足跑步的正向动力学参数峰值以及出现的位置均存在显著性差异。另外穿鞋步态的能量消耗大于赤足步态。4)有限元分析结果:穿鞋能够有效的减少三种落地模式的足底压力峰值,但穿鞋跑后足落地模式的跖骨等效应力峰值大于赤足状态。赤足、穿鞋已经三种落地模式对于中足骨的等效应力峰值影响不大,应力集中于骰骨远端关节面外侧及中楔骨远端关节面。外侧弓落地模式的足部结构等效应力峰值受赤足与穿鞋影响最小,其等效应力峰值较为稳定。5)承试人受训后采用三种落地模式赤足跑步结果:前足落地模式跨步长为213cm,后足落地模式跨步长为210cm,外侧弓落地模式跨步长为223cm;前足落地模式与后足落地模式的步速均为10.30km/h,而外侧弓落地模式的步速为10.70km/h,速度提高3.88%。外侧弓落地模式的足底压力中心纵向位置值最大。研究结论:1)步态参数结果显示穿鞋跑步时足底压力中心在内外与前后方变异增加,这意味着穿鞋跑步时人体的稳定性下降。2)通过演绎推理与仿真分析发现:不仅步行遵循最小作用量原理,跑步也遵循最小作用量原理,这为建立普适的步态动力学方程奠定了基础。3)正向动力学计算结果表明无论是步行还是跑步,穿鞋时的机械能消耗大于赤足步态。4)穿鞋后步行和跑步的VGRF峰值在跨步周期中向后迁移,这表明穿鞋对步态模式整体造成影响。5)“理想”模型的有限元分析结果显示,对于穿鞋、赤足这一影响因素,外侧弓落地模式下,足弓和韧带筋膜的范式等效应力相较于另外两种落地模式更为稳定。相较于前足落地,外侧弓落地模式的足弓等效应力峰值更小,是一种更为安全的落地模式。6)现实生活中,健康青年人无论赤足还是穿鞋,落地模式均无统一的方式,而承试人训练后的步态测试结果表明:外侧弓落地模式的工效是最佳的,这与“理想”模型的有限元分析结果是相互印证的。