Умный браслет подсчет калорий

Большинство современных фитнес-трекеров способны определять количество потраченных калорий. Точность расчета зависит от используемой математической модели и данных, которые устройство способно собрать. Но как фитнес-браслет считает калории, и какие математические формулы при этом используются, производители не рассказывают.

Исходные данные человека

Фитнес-браслеты для расчета количества сожженных калорий собирают данные о своем владельце. Показатели физического состояния пользователя и информацию о видах активности устройство получает через датчики (если это входит в число его функций). Параметры владельца браслета (рост, вес, возраст) вводятся самим пользователем.

Показатели активности

Основой для расчета данных выступает вид активности. Количество калорий, сжигаемых при беге, и тот же параметр во время просмотра телевизора кардинально отличаются.

Современные гаджеты способны самостоятельно определять тип активности, отслеживать количество повторений при выполнении упражнений, некоторые могут даже посчитать, сколько ступенек прошел человек.

В отдельных моделях браслетов встречается режим «Тренировка». Эта опция позволяет выбрать упражнения и количество повторений.

Основные данные о передвижении считывает специальный датчик — акселерометр. Он дает гаджету большую часть информации о положении в пространстве и скорости — как раз он и отвечает за подсчет активности при ходьбе. В первых браслетах было немного датчиков (был только акселерометр), поэтому любое движение они считали за шаг. Сейчас благодаря наличию GPS, гироскопа (предоставляет данные о трехмерном положении в пространстве) и других устройств фитнес-браслет может понять идет пользователь, бежит или стоит на месте и размахивает руками.

Данные физического состояния

Современные модели браслетов могут считывать большое количество данных пользователя. Они способны не только назвать пульс, но и посчитать давление, замерить температуру и частоту дыхания.

Количество сжигаемых калорий зависит от частоты сердечных сокращений, поэтому практически во всех моделях есть датчик сердечного ритма. Хотя перед ними не стоит задача определять пульс с медицинской точностью, они постоянно совершенствуются, и погрешность в результатах незначительная (2-3 удара в минуту).

В трекер также могут быть встроены термометр или биоимпедансные сенсоры (подобный модуль считывает сразу 3 показателя: частоту сердечного ритма, дыхания и проводимость кожи).

Показатели носителя

Одна и та же активность в течение одинакового промежутка времени может отнимать разное количество калорий в зависимости от роста, веса и возраста человека. У ребенка в 13-14 лет, который при росте 120 см весит 50 кг, и у женщин в 40 лет с ростом 165 см и весом 50 кг расход энергии при занятии одинаковыми видами физических нагрузок будет отличаться. В связи с этим фитнес-браслеты, в которые есть возможность вводить такие параметры, дают более точные результаты при подсчете калорий.

В приложения, которые синхронизируются с фитнес-трекерами, также могут вводиться данные о питании. В них представлены списки продуктов и готовых блюд, из которых пользователь составляет свой дневной рацион. Программа считает количество потребленной энергии и может показывать разницу между приобретенными и потраченными за день калориями.

Математическая модель подсчета

Во все фитнес-трекеры заложен такой принцип подсчета: браслет отслеживает затраченные во время разных видов активности калории за день (даже если человек сидит, он расходует энергию) и суммирует их. Результат будет тем точнее, чем больше трекер охватывает видов активности и показателей состояния носителя.

Существенно увеличивают корректность расчета данные о физических параметрах пользователя.

Обзор лучших моделей

Фитнес-браслеты различаются не только ценой, но и широким кругом функциональных возможностей. Все современные модели умных браслетов считают количество шагов и калорий. Некоторые трекеры определяют, каким видом деятельности вы занимаетесь, могут синхронизироваться с большим количеством приложений. Среди других возможностей браслетов: водонепроницаемость, контроль процесса достижения поставленных целей, наличие секундомера, будильника, показ оповещений от приложений и звонков и т.д.

От функциональных возможностей фитнес-браслета зависит комфортность работы с ним и достижение поставленных целей, поэтому при выборе гаджета нужно ориентироваться не только на стоимость, но и на предлагаемые опции.

Браслеты Fitbit

Fitbit — американский производитель смарт-электроники для фитнеса. На рынке представлено много браслетов этой компании.

Основные функциональные возможности моделей:

• подсчет шагов (можно выставить нагрузку, устройство будет напоминать о необходимости двигаться и достигнутых результатах);
• счетчик калорий;
• определение пульса;
• анализ сна;
• устройство выводит оповещения о звонках и сообщениях;
• есть экран, поэтому браслет можно использовать как часы.

Разные модели работают без подзарядки до 7 дней. Управляются с помощью программы в смартфоне (совместимы с iOS и Android). Есть водонепроницаемые модели и браслеты с автоматическим распознаванием вида активности. У всех трекеров Fitbit можно заменить ремешок.

Instabeat для пловцов

Instabeat разработали исключительный гаджет для пловцов. Он способен собирать информацию при длительном нахождении в воде. Это универсальная накладка на очки, которая закрепляется в области виска. В перечень ее возможностей входит подсчет расстояния, калорий, количества гребков, она считывает пульс и показывает уровень нагрузки.

Собранные данные можно посмотреть в приложении на компьютере. Такое устройство поможет пловцам проанализировать ход тренировки и свои результаты.

Фитнес-браслет Pavlok

Нестандартный браслет Pavlok не просто отслеживает, чем вы занимаетесь, но и меняет ваши действия. Он не может определить сердечный ритм или подсказать время, зато способен ударить током при невыполнении запрограммированного действия. Разряд, который регулируется в пределах от 50 до 200 вольт, поможет избавиться от плохих привычек. Например, при приближении к пекарне необычным способом напомнит о важности правильного питания.

Браслет синхронизируется через Bluetooth с мобильным устройством, в приложении устанавливаются неприемлемые привычки. Среди функциональных возможностей: отслеживание шагов и других видов активности, анализ сна, наличие GPS и напоминаний или уведомления в виде вибросигнала и звуков.

Healbe GoBe2

Страной-разработчиком браслета Healbe GoBe 2 является Россия. Его основные функции: трекинг шагов, отслеживание расхода энергии, мониторинг сна, измерение пульса. С Healbe GoBe 2 пользователю не понадобится рассчитывать калорийность потребляемой еды — браслет сделает это сам. Такая технология стала главным достижением разработчиков.

Кроме этого, браслет:

• управляет водным балансом и может различить простую воду и минеральную, сравнивает показатели с дневной нормой воды и выдает оповещения;
• контролирует уровень стресса;
• у браслета регулируемый ремешок;
• работает и с iOS, и с Android;
• влагостойкость рассчитана на нахождение под водой до 30 минут на глубине не больше 3 м.

Из недостатков:

• громоздкий дизайн;
• работает в автономном режиме до 3 дней (но для полной зарядки понадобится меньше часа).

Jawbone Up и Jawbone Up2

Один из лидеров на рынке фитнес-браслетов. Первые модели появились в 2011 г. Продукция Jawbone считает расстояние и калории, определяет фазы сна, с каждой последующей моделью улучшаются габариты (устройства становятся меньше и легче).

Компания придерживается философии: фитнес-браслет преимущественно должен быть трекером, а не превращаться часы с счетчиком калорий. Поэтому у моделей Jawbone отсутствует экран. С этим также связана необходимость постоянной синхронизации со смартфоном (работает и с iOS, и с Android). Еще одним недостатком является невозможность замены ремешка.

Из преимуществ можно выделить:

• Jawbone Up2 держит заряд батареи до 10 дней;
• быстро заряжается (за 1 час);
• водонепроницаемость (у поздних моделей);
• возможность создавать напоминания;
• умный будильник;
• может присылать уведомления с подсказками и советами по поводу активности пользователя;
• в приложении трекера много продуктов питания для ведения подсчета потребляемых калорий.

Nike FuelBand

Спортивная компания Nike выпустила первый гаджет в 2012 г. Модель сразу вышла с дисплеем, на нем отображаются время, количество пройденных шагов, балы активности и потраченные калории. Браслет представлен в размерах S, M/L и XL.

Трекер синхронизируется с приложением Nike, все данные можно посмотреть там в виде графиков. Система рассчитывает активность носителя в баллах, которые по введенным в программу параметрам тела переводятся в калории.

Браслет держит заряд до 4 дней, способен выдавать напоминания. Фитнес-трекер не является полностью водонепроницаемым, с ним можно ходить в душ или гулять под дождем, но поплавать не получится. В обновленной модели 2013 г. есть функция отслеживания сна и автоматического определения вида активности.

В приложении предусмотрена социальная составляющая: можно делиться достигнутыми результатами на своих страничках в сетях.

Многие, если не все, фитнес-браслеты показывают количество потраченных носителем калорий. В общем всё выглядит достаточно банально: браслет собирает различные данные и на их основе производит расчёт. Точность расчёта определяется математической моделью, применяемой в устройстве. О ней мы и поговорим.

Исходные данные

Основной показатель точности матмодели — количество входных данных. В общем случае, чем их больше, тем модель точнее.

Показатели активности

Основные исходные данные: показатели физической активности. Браслет замеряет как минимум количество пройденных шагов. Многие девайсы позволяют отслеживать тип фитнеса — пользователь выбирает тип тренировки, а трекер отслеживает количество повторений.

Считать количество повторений помогает датчик перемещения или акселерометр, который есть в каждом браслете. В зависимости от выбранного типа активности, данные акселерометра считываются с той или иной степенью точности. Например, езда на велосипеде не сопровождается интенсивным перемещением браслета, поэтому отслеживаются его малейшие регулярные вибрации, значение усредняется.

При плавании же наоборот, учитываются только размашистые движения рук.

к содержанию ↑

Показатели физического состояния

Если браслет имеет функцию ЭКГ — это целый массив исходных данных для определения метаболизма. Частота пульса, давление, оксигенация крови — все эти показатели позволяют точнее определить энергетические затраты носителя браслета.

Пульс и ЭКГ замеряются датчиками браслета. Для пульса достаточно прямого контакта, который регистрирует разность потенциалов. Для более точного измерения используются лазерные датчики, которые и пульс посчитают и ЭКГ снимут и передадут в смартфон для анализа.

к содержанию ↑

Показатели носителя

Ещё один массив данных сообщает программе расчёта сам пользователь с помощью приложения. Это вес, возраст и пол. Если приложение не даёт возможности ввести эти показатели, то, скорее всего, расчёт будет неточным.

Представьте себе девушку 18 лет весом в 50 кг и мужчину 50 лет весом 110 кг. Оба они идут в быстром темпе. Мужчина при этом будет сжигать втрое-вчетверо больше калорий, чем девушка, так как основной потребитель энергии в организме — мышцы, а их у этого мужчины гораздо больше. И для перемещения вдвое большего веса требуется вдвое больше энергии.

Кроме того, мышцы — это самые часто обновляемые ткани в организме. Чем больше мы их тренируем, тем интенсивнее распадаются мышечные волокна и нарастают новые. Поэтому даже в покое мышечная масса — основа для расчёта интенсивности метаболизма.

Для определения состава тела — мышечной и жировой массы, процента внутреннего (висцерального) жира, процента воды, оценки среднего суточного метаболизма существуют отдельные девайсы — умные весы. А фитнес-трекер позволяет подтвердить их данные.

к содержанию ↑

Математическая модель

Как мы уже отметили выше, математическая модель может быть очень разной — от простой до сложной, со множеством параметров.

Если приложение не даёт возможности внести данные о весе и поле носителя трекера, то расчёт потраченных калорий будет неточен. Вернее, он будет точен для «сферического коня в вакууме» — антропоморфного существа неопределённого пола с каким-то средним весом. Вряд ли такой расчёт устроит пользователя, если только он сам не является таким существом.

Если же трекер даёт возможность задать вес и пол в приложении, стоит присмотреться к дополнительному функционалу. Если трекер даёт выбирать тип физической активности — ставим плюс. Естественно, все расчёты будут достаточно приближёнными, примерно на уровне несложных тренажёров без контроля пульса.

Если трекер может измерять пульс и строить ЭКГ — это дополнительный жирный плюс. В этом случае расчёты будут гораздо более точными. Люди, которые занимаются спортом, фитнесом, знают, что интенсивнее всего расход калорий идёт при пульсе выше 120 ударов в минуту.

Проверить, учитывает ли матмодель показатели пульса можно несколькими способами.

Первый — внимательно ознакомиться с приложением браслета, там это может быть отмечено напрямую или найти своё отражение в собираемой статистике и расчётах.

Второй — замерить расход калорий при интенсивной тренировке с пульсом выше 120 и ненапряжной, с пульсом в районе 90. Если результат будет одинаков — следует ознакомиться со специальной литературой, рассчитать расход калорий вручную  и применять корректирующий коэффициент к показателям фитнес-трекера.