DIY tracker räknar förbrända kalorier bättre än en smartwatch

dyi hälsospårare 07 20

Ett system tillverkat med två billiga sensorer är mer exakt än smartklockor för att spåra kalorier som förbränns under aktivitet, rapporterar forskare

Och instruktionerna för att göra systemet själv är tillgängliga gratis online.

Medan smartwatches och smartphones tenderar att stängas av med cirka 40 till 80% när det gäller att räkna kalorier som förbränns under en aktivitet, är detta system i genomsnitt 13% fel.

"Vi byggde ett kompakt system som vi utvärderade med en mångskiftande grupp deltagare för att representera den amerikanska befolkningen och fann att det klarar sig mycket bra, med ungefär en tredjedel felet i smartklockor", säger Patrick Slade, doktorand i maskinteknik vid Stanford University som är huvudförfattare till en uppsats om arbetet i Nature Communications.

En avgörande del av denna forskning var att förstå en grundläggande brist på andra bärbara apparater som räknar kalorier: de är beroende av handledsrörelse eller hjärtfrekvens, även om inget av dem är särskilt ett tecken på energiförbrukning. (Tänk på hur en kopp kaffe kan öka hjärtfrekvensen.) Forskarna antog att benrörelse skulle vara mer talande - och deras experiment bekräftade den tanken.

dyi hälsospårare 2 07 20 Detta nya mätsystem har två sensorer på låret och skaftet som drivs av ett batteri och styrs av en mikrokontroller, som kan ersättas av en smartphone. (Kredit: Andrew Brodhead)

Det finns system av laboratoriekvalitet som exakt kan uppskatta hur mycket energi en person brännskador under fysisk aktivitet genom att mäta växthastigheten för koldioxid och syre i andningen. Sådana inställningar används för att bedöma hälsa och atletisk prestanda, men de involverar skrymmande, obekväm utrustning och kan vara dyra.

Det nya bärbara systemet kräver bara två små sensorer på benet, ett batteri och en bärbar mikrokontroller (en liten dator) och kostar cirka $ 100 att tjäna. Listan över komponenter och koda för att göra systemet finns båda tillgängliga.

”Det här är ett stort framsteg eftersom det hittills tar två till sex minuter och en gasmask att exakt uppskatta hur mycket energi en person bränner”, säger medförfattare Scott Delp, professor vid School of Engineering. ”Med Patricks nya verktyg kan vi uppskatta hur mycket energi som förbränns för varje steg när en olympisk idrottsman tävlar mot mållinjen för att få ett mått på vad som driver deras högsta prestanda. Vi kan också beräkna den energi som en patient tillfrisknar efter hjärtkirurgi för att bättre hantera sin träning. ”

Ben, inte handleder

Hur människor förbränner kalorier är komplicerat, men forskarna hade en aning om att sensorer på benen skulle vara ett enkelt sätt att få insikt i denna process.

"Ett problem med traditionella smartklockor är att de bara får information från din handleds och hjärtfrekvensens rörelse", säger medförfattare Mykel Kochenderfer, docent i flyg- och astronautik. "Det faktum att Patricks enhet har en lägre felprocent är vettigt eftersom den upptäcker rörelse i dina ben och det mesta av din energi förbrukas av dina ben."

Systemet är avsiktligt enkelt. Den består av två små sensorer - en på låret och en på skaftet på ett ben - som drivs av en mikrokontroller på höften, som lätt kan ersättas av en smartphone. Dessa sensorer kallas ”tröghetsmätningsenheter” och mäter benets acceleration och rotation när den rör sig. De är avsiktligt lätta, bärbara och låga kostnader så att de lätt kan integreras i olika former, inklusive kläder, t.ex. smarta byxor.

För att testa systemet mot liknande tekniker hade forskarna deltagare i studien bära det samtidigt som de hade två smartklockor och en pulsmätare. Med alla dessa sensorer anslutna utförde deltagarna en mängd aktiviteter, inklusive olika hastigheter för promenader, löpning, cykling, trappklättring och övergång mellan gång och löpning.

När alla bärbara produkter jämfördes med kaloriförbränningsmätningarna som fångades av ett laboratoriesystem fann forskarna att deras benbaserade system var det mest exakta.

Genom att ytterligare testa systemet på över ett dussin deltagare i olika åldrar och vikter samlade forskarna en mängd data som Slade använde för att ytterligare förfina maskininlärningsmodellen som beräknar kaloriförbränningsberäkningarna.

Modellen tar in informationen om benrörelser från sensorerna och beräknar - med hjälp av vad den har lärt sig från tidigare data - hur mycket energi användaren bränner vid varje ögonblick i tiden. Och medan nuvarande toppmoderna system kräver ungefär sex minuters data från en person som är ansluten till en mask i en laboratorieinställning, kan detta frittgående alternativ fungera med bara sekunder av aktivitet.

"Många av de steg du tar varje dag händer i korta perioder på 20 sekunder eller mindre", säger Slade, som nämnde att göra sysslor som ett exempel på kortvarig aktivitet som ofta blir förbisedd. "Att kunna fånga dessa korta aktiviteter eller dynamiska förändringar mellan aktiviteter är verkligen utmanande och inget annat system kan för närvarande göra det."

Öppen källkodsräkning

Enkelhet och prisvärdhet var viktigt för detta team, liksom att göra designen tillgänglig, eftersom de hoppas att denna teknik kan hjälpa människor att förstå och ta hand om deras hälsa.

"Vi öppnar upp allt i hopp om att människor ska ta det och springa med det och göra produkter som kan förbättra allmänhetens liv", säger Kochenderfer.

De tror också att detta systems enkelhet, prisvärdhet och bärbarhet kan stödja bättre hälsopolitik och nya vägar för forskning om mänsklig prestanda. Forskargruppen ledd av Steve Collins, docent i maskinteknik och seniorförfattare till denna uppsats, använder redan ett liknande system för att studera den energi som används med bärbara robotsystem som förbättrar prestanda.

”En av de mest spännande sakerna är att vi kan spåra dynamiskt förändrade aktiviteter, och den här exakta informationen låter oss tillhandahålla bättre policyer för att rekommendera hur människor ska träna eller hantera sin vikt”, säger Slade.

"Det öppnar en helt ny uppsättning forskningsstudier som vi kan göra om mänskliga prestationer", säger Delp, som också är professor i bioteknik och maskinteknik. ”Hur mycket energi du bränner när du går, när du springer, när du anstränger dig på en cykel - alla dessa saker är grundläggande. När vi har ett nytt verktyg som detta öppnar det en ny dörr för att upptäcka nya saker om mänsklig prestation. ”

National Science Foundation, National Institutes of Health och ett Stanford Graduate Fellowship finansierade arbetet.

källa: Stanford University

Om författaren

Taylor Kubota, Stanford University

Denna artikel dök ursprungligen upp på Futurity


 Få det senaste via e-post

Veckotidningen Daglig Inspiration

Fler artiklar av denna författare

Du kanske också gillar

INNERSELF VOICES

fotosilhouett av bergsklättrare med hjälp av en plockning för att säkra sig
Tillåt rädslan, förvandla den, gå igenom den och förstå den
by Lawrence Doochin
Rädslan känns knäpp. Det finns ingen väg runt det. Men de flesta av oss svarar inte på vår rädsla i en ...
kvinna som sitter vid sitt skrivbord och ser orolig ut
Mitt recept för ångest och oro
by Jude Bijou
Vi är ett samhälle som gillar att oroa sig. Oron är så utbredd att det nästan känns socialt acceptabelt.…
svängig väg i Nya Zeeland
Var inte så hård mot dig själv
by Marie T. Russell, InnerSelf
Livet består av val ... vissa är "bra" val, och andra inte så bra. Men alla val ...
Foto av Messier M27 -nebulosa
Horoskop Aktuell vecka: 13 - 19 september 2021
by Pam Younghans
Den här astrologiska veckotidningen baseras på planetariska influenser och erbjuder perspektiv och ...
man som står på en brygga som lyser med en ficklampa mot himlen
Välsignelse för andliga sökande och för människor som lider av depression
by Pierre Pradervand
Det finns ett sådant behov i världen av den mest ömma och enorma medkänsla och djupare, mer ...
Straff eller gudomlig gåva?
Är det straff eller gudomlig gåva?
by Joyce Vissell
När en tragedi, en älskades död eller en extrem besvikelse slår till, undrar du någonsin om vår ...
klara flaskor med färgat vatten
Välkommen till The Love Solution
by Kommer Wilkinson
Föreställ dig ett glas klart vatten. Du håller en dropp bläck över den och du släpper en enda ...
Snabba vibe -korrigeringar du kan göra hemma eller någon annanstans
Snabba vibe -korrigeringar du kan göra hemma eller någon annanstans
by Athena Bahri
Du är en anmärkningsvärd energivärelse, individuell och unik i din egen rätt. Du har både…
Bästa råd för dig: Det råd du ger andra
Det bästa rådet för dig? Det råd du ger andra
by Marie T. Russell
Som människor verkar vi ha utvecklat en tendens att titta utanför oss själva efter ...
Söker efter svar och upprätta nya grunder
Söker efter svar och upprätta nya grunder
by Sarah Mane
Vi är i sanning gränslösa, magnifika universella varelser. Just här och nu förkroppsligar vi alla ...
Your Life Is A Three-Part Series: Writing the Manus of Your Life
Your Life Is A Three-Part Series: Writing the Manus of Your Life
by Lora Cheadle
När man skriver ett teaterstycke eller manus, oavsett om det gäller en TV-show eller film, använder författare dramatikens element ...

MEST LÄS

Hur att bo på kusten är kopplat till dålig hälsa
Hur att bo på kusten är kopplat till dålig hälsa
by Jackie Cassell, professor i primärvårdsepidemiologi, hederskonsult i folkhälsa, Brighton and Sussex Medical School
De osäkra ekonomierna i många traditionella kuststäder har minskat ytterligare sedan ...
Hur kan jag veta vad som är bäst för mig?
Hur kan jag veta vad som är bäst för mig?
by Barbara Berger
En av de största sakerna jag har upptäckt när jag arbetar med kunder varje dag är hur extremt svårt ...
De vanligaste frågorna för Earth Angels: Kärlek, rädsla och förtroende
De vanligaste frågorna för Earth Angels: Kärlek, rädsla och förtroende
by Sonja Grace
När du upplever att vara en jordängel kommer du att upptäcka att tjänstens väg är full av ...
Ärlighet: Det enda hoppet om nya relationer
Ärlighet: Det enda hoppet om nya relationer
by Susan Campbell, Ph.D.
Enligt de flesta singlar jag har träffat på mina resor är den typiska dejtingsituationen fyllig ...
Vilka mäns roller 1970-talets kampanjer mot sexism kan lära oss om samtycke
Vilka mäns roller 1970-talets kampanjer mot sexism kan lära oss om samtycke
by Lucy Delap, University of Cambridge
1970-talets antisexistiska mänrörelse hade en infrastruktur av tidskrifter, konferenser, herrcentra ...
Chakra Healing Therapy: Dansar mot den inre mästaren
Chakra Healing Therapy: Dansar mot den inre mästaren
by Glen Park
Flamencodans är en fröjd att titta på. En bra flamencodansare utstrålar ett sprudlande självförtroende ...
Ta ett steg mot fred genom att ändra vårt förhållande med tanken
Steg mot fred genom att ändra vårt förhållande med tanken
by John Ptacek
Vi tillbringar våra liv nedsänkta i en flod av tankar, omedvetna om att en annan dimension av medvetande ...
Har modet att leva livet och fråga efter vad du behöver eller vill.
Har modet att leva livet och fråga efter vad du behöver eller vill
by Amy Fish
Du måste ha modet att leva livet. Detta inkluderar att lära sig att fråga efter vad du behöver eller ...

följ InnerSelf på

Facebookikon ikon~~POS=HEADCOMPtwitter iconyoutube iconinstagram ikonpintrest ikonrss-ikonen

 Få det senaste via e-post

Veckotidningen Daglig Inspiration

TILLGÄNGLIGA SPRÅK

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeeliwhihuiditjakomsnofaplptroruesswsvthtrukurvi

Nya Attityder - Nya Möjligheter

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | InnerSelf Market
Copyright © 1985 - 2021 Innerself Publikationer. All Rights Reserved.