Як це працює: ми пояснюємо, як ваш фітнес-трекер вимірює ваші щоденні кроки

Він тихо сидить на вашому зап’ясті: підраховуючи ваші кроки, відстежуючи ваш сон, відстежуючи ваше серце та обчислюючи різницю між легкою пробіжкою та шаленим спринтом. Але як саме ваш фітнес-трекер складає всю статистику, яка з’являється у додатку, що додається?

Що ж, ви захопили новий Fitbit або щось на зразок Garmin Vivosmart 3, ми впали і забруднили технології та поговорили з деякими компаніями, які намагаються зрозуміти дані.

Читайте далі, щоб зазирнути за завісу і з’ясувати, чому відстеження фітнесу ще не є точною наукою.

Починаючи з датчиків

Простіше кажучи, фітнес-трекери вимірюють рух: більшість сучасних пристроїв, що носяться, оснащені 3-осьовим акселерометром для відстеження руху в будь-якому напрямку, а деякі також мають гіроскоп для вимірювання орієнтації та обертання.

Потім зібрані дані перетворюються на кроки та активність, а також з калорій та якості сну, хоча на цьому шляху є певні здогадки.

Тоді є альтиметр, який може виміряти вашу висоту, зручний для обробки висоти гір, на які ви піднялися, або кількості сходових маршів, які вам вдалося підняти і спустити протягом дня. Вся ця інформація збирається та подрібнюється для загального зчитування, і чим більше датчиків має ваш трекер, тим точніші його дані.

Ці датчики вимірюють прискорення, частоту, тривалість, інтенсивність та закономірності вашого руху - у сукупності це велика кількість даних, і це може допомогти трекеру спрацювати, якщо ви йдете дорогою або просто махаєте кимсь, кого знаєте. Пориньте у список специфікацій конкретного трекера, щоб побачити, які датчики входять для збору даних про вас.

Поглиблення

Поки майбутнє Jawbone висить у повітрі, його досвідчений UP3 все ще залишається одним з найбільш заповнених сенсорами трекерів, стискаючи датчики температури та датчик біоімпедансу поряд зі знайомим акселерометром, про який ми вже згадували. Датчики біоімпедансу перевіряють стійкість вашої шкіри до крихітного електричного струму, і чотири електроди на внутрішній стороні фітнес-трекера UP3 добре видно.

Інші носимі пристрої, такі як Fitbit Charge 2, використовують оптичні датчики, щоб просвічувати шкіру і вимірювати пульс крізь неї: світло висвітлює ваші капіляри, потім датчик вимірює швидкість перекачування крові (і, отже, ваш частота пульсу). Ці оптичні датчики менш ефективні, ніж біоімпеданс, як показник загального стану вашого здоров’я, але можуть бути більш корисними, якщо ви хочете перевірити свій пульс під час фізичних вправ чи тренувань.

Подібна історія і з відстеженням сну: використовуючи процес, який називається актиграфією, ваш трекер якнайкраще перетворює рухи зап’ястя у схеми сну, і, як і в кроках, тут є певні здогадки та оцінки. Це корисний посібник, але він не настільки точний, як полісомнографія - це те, що експерти використовують для вимірювання сну в лабораторії, і воно відстежує активність мозку, а не те, скільки ви кидаєте і обертаєте.

Додайте алгоритми

Як ви вже могли знати, складно змусити двох фітнес-трекерів домовитись про те, скільки активності ви пройшли за день або який насправді ваш пульс. Це тому, що датчики в кожному пристрої не ідеально вимірюють те, що ви робите - всі вони використовують дещо різні алгоритми для переведення вихідних даних у фактичну статистику.

Наприклад, ваш трекер може відхилити невеликий рух зап'ястя і не включити його як крок. Але наскільки маленьке занадто мало? Різні пристрої матимуть різні пороги і, таким чином, повертатимуть різні показники. Що завгодно, від вибоїстої їзди на машині до плюшевого килима, може знизити точність вашого фітнес-трекера.

Що стосується калорій, то для обчислення додатку потрібен не просто підрахунок кроків: тому вас часто запитатимуть про ваш вік, стать, зріст і вагу. Алгоритми, що використовуються кожним виробником, не є загальнодоступними, оскільки кожен з них любить тримати кришку від "секретного соусу", який вони використовують, щоб отримати найкращі та найточніші результати, але чим більше використовується датчиків і точок даних, тим точніше результати можуть бути.

Наприклад, щоб дійсно визначити, скільки калорій ви спалюєте, трекер повинен додати дані про свій пульс і скільки ви потієте в алгоритмі поряд із тим, скільки кроків ви робите.

Однією з найвідоміших платформ відстеження є MotionX, яку ви можете знайти у запущених програмах Nike, останніх швейцарських розумних годинниках та багатьох інших пристроях. Філіпп Кан є співзасновником і виконавчим директором розробника MotionX FullPower, і він пояснив нам, як процедура "обробки сигналів" у фітнес-трекері очищає вихідні дані, які збираються.

"Подумайте про те, щоб бути на концерті. Ви щойно погано записали концерт за допомогою магнітофона чудового виступу з місця в залі. Разом з музикою диктофон розпізнає всілякі звуки навколо вас: стукіт ноги, базікання, взаємодії. якщо ви хочете перетворити цей поганий запис на якісний запис музики, вам доведеться усунути якомога більше цих небажаних звуків ".

І якість цього процесу очищення різниться від трекера до трекера, каже Кан. Застосовувані методології варіюються від простих до складних, але MotionX має все: Fullpower використовує понад 100 спеціалістів-інженерів, щоб налаштувати точність та ефективність свого програмного забезпечення, і компанія інвестувала понад 50 мільйонів доларів у розробку наступного покоління алгоритми - це великий бізнес.

Для цього є додаток

Додатки є останньою ланкою в ланцюжку, представляючи ваші дані в зручному для користувача форматі після того, як вони передаються через різні алгоритми та відповідно уточнюються. Ви помітите, що більшість програм для відстеження фітнесу постачаються з можливістю додавання даних та фізичних вправ також вручну - у нас ще немає пристрою для відстеження чи набору датчиків, на які ви можете повністю покластися.

Завдяки Apple Health, Google Fit та безлічі датчиків у наших телефонах розробка додатків стає простішою, ніж будь-коли, особливо з появою чіпів Apple M7 та M8: дані по суті готові до роботи, і розробники повинні зробити щось своєрідне з цим. Human - це одна із сторонніх програм, яка використовує цю інформацію, і генеральний директор Human Paul Веген повідомив нам, як дані передаються від пристрою до додатка:

"Більшість речей, які ви зараз бачите в App Store, - це просто крокоміри, і підрахувати кроки на iPhone надзвичайно просто", - каже він, завдяки мікросхемам M7 і M8 в найновіших телефонах. "Це все вбудовано, і Apple просто пропонує вам показання - ви можете отримати їх за допомогою п'яти рядків коду. Але побудова значущих термінів з цих вимірювань - це зовсім інша гра з м'ячем".

"Кожні кілька секунд ви отримуєте вимірювання. Загальна ходьба та біг досить точні, але все інше дуже сумбурно. Якщо ви хочете побудувати часову шкалу поверх цього, вам дійсно доведеться зробити якусь подальшу обробку поверх [даних] . Ми створили власне відстеження поверх акселерометра в iPhone ".

Отже, два додатки не обов’язково повідомляють однакову статистику, навіть якщо вони використовують однакові вихідні дані. Наступного разу, коли ви будете продавати пристрій для відстеження, який можна носити, зверніть пильну увагу на вбудоване програмне забезпечення та сумісні програми, а також датчики та алгоритми, упаковані в сам пристрій. Всі вони відіграють роль у кількості кроків, які спалахують на екрані вашого смартфона в кінці дня.