在健身房酣畅淋漓地跑步时，你是否想到过，跑步机故事，并非始于健身房，而是始于惩罚……

　　从最初用于折磨犯人的工具，到如今成为促进健康的伙伴，跑步机经历了一段令人难以置信的演变。

机械跑步机：监狱里的“赎罪”工具

　　19世纪的英国监狱，以死刑、驱逐和关押作为首选的惩罚方式，而为了保障囚犯们的权益，宗教组织、社会名流呼吁改革，“跑步机”由此被引进英国监狱。1818年，发明家威廉·库比特为监狱设计了一种机械装置：其主体结构是一个直径1.8米左右的木制滚筒，滚筒表面每隔大概19厘米装有一排踏板。脚蹬上踏板，滚筒就会往下转，人需不停踩动巨大滚轮驱动机械碾磨谷物或抽水。

　　威廉的初衷是强制劳动以“改造”犯人，同时为经济拮据的监狱创收。这装置因其“双重效益”，迅速在英国监狱普及，到1842年已超半数监狱安装。

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　　实际上，这种“劳动”十分残酷。1824年的记录显示，犯人每天需劳作6至10小时，每劳作15分钟休息5分钟，每日爬升距离有1524～4267米之多，相当于攀登数座高山。为了防止他们交流、产生骚动，监狱还会在囚犯之间安装隔板，过程枯燥且受限。这种高强度劳作常导致犯人体力透支、受伤甚至死亡。作家奥斯卡·王尔德也曾受此折磨，并在作品中控诉其苦痛。

　　随着虐待报道增多，公众强烈呼吁废除。1898年，英国认定其为“极度残酷”的刑罚，该装置才逐渐退出历史舞台。大约在1911年，跑步机的使命得以改变，此时正值第二次工业革命时期，受到当时鼓励“白领”群体进行锻炼的风潮影响，跑步机在美国获得了专利，开始转型为一种促进健康的运动器材。

　　然而，那时的跑步机本质上仍是由固定在斜坡上的滚动木轮构成，没有马达驱动，完全需要使用者自行发力。这种设计不仅非常费力，而且对膝盖的冲击也很大，使用体验相当糟糕。

1920年的一款跑步机 来源：Wikipedia

电动跑步机：从医院到家庭的“心脏守护者”

　　跑步机真正的转机出现在20世纪中叶。当时，美国心脏类疾病因吸烟、加工食品及久坐生活方式激增，严峻的形势促使医学界寻找干预方法。医生需观察患者心率在稳定运动中的细微异常，但让病人在操场上跑着测心电图既不现实也不精确。

　　这时，旧式跑步机进入医生视野。1949年，罗伯特·布鲁斯博士在跑步机上装上调速马达，让连接心电图机的病人在可控速度和坡度下行走，从而精确控制心率变化，清晰观测心脏反应。1963年，他发表论文介绍用跑步机排查心脏病、心绞痛、室壁瘤等疾病的方法，为现代心脏压力测试奠定基础，使跑步机在医学领域重获新生。

1980年夏季奥运会在奥运村医疗中心进行的跑步机测试 

来源：encyclopedia

　　与此同时，在医院之外，民众的健康意识提升，有氧运动盛行，跑步成为时尚。五金店老板比尔·斯托布因冬季无法外出跑步，在仓库中用一条宽履带连接起数根木制圆柱体，并加装了一个电动马达，制造出了第一台家用电动跑步机雏形，经过多次改造和优化，他最终生产出了可以标准化量产的模型，并创立Aerobics公司。

　　1968年，工程师威廉·斯托布发明了更接近现代形式的跑步机，名为PaceMaster 600。这台跑步机由电动机提供动力，包含了滚轴、皮带和刻度盘等基本结构，具备了现代跑步机的雏形。威廉将这台跑步机寄给了当时著名的空军医生肯尼斯·库珀，肯尼斯通过这台跑步机锻炼改善了自身健康，并在1969年出版了畅销全美的《有氧运动》一书。

　　结合当时社会动荡催生的跑步热，跑步机开始风靡欧美，完成了从医院到家庭的跨越！

PaceMaster 600来源：PaceMaster官网

智能跑步机：融入现代生活的健康伙伴

　　进入21世纪，跑步机借助人工智能、物联网等技术，步入了“智能时代”。它已远超简单跑动工具的范畴，演变为融合健康监测、娱乐互动与数据管理的智能设备。

　　跑步机如今越来越懂得“取悦”用户。高端机型通常都配备了高清屏幕和音响系统，让运动者在跑步的同时，能轻松追剧、听歌，甚至参加线上健身课、VR互动。

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　　同时，高科技的加入也让跑步机变得更“懂”健康。一些智能跑步机里嵌入了各种传感器、触摸屏，并连接云端，能实时监测运动者的心率、速度、消耗的卡路里等关键数据。还能与手机APP相连，为运动者制定专属训练计划，获得AI算法给出的优化建议，可谓是越来越个性化。

　　跑步机的每一次蜕变，都映照着人类在技术、观念及生活方式上的深刻变迁。它从曾被视作束缚自由的工具，转变为赋能健康的伙伴，未来，随着科技的持续进步，跑步机或许还将带来更多令人惊喜的变革。

作者：孙莹莹

审核：朱广思，中国科普作协作者，科学传播中级职称