DIY tracker teller brente kalorier bedre enn en smartklokke

dyi helse tracker 07 20

Et system laget med to billige sensorer er mer nøyaktig enn smartklokker for å spore kalorier som er brent under aktivitet, rapporterer forskere

Og instruksjonene for å lage systemet selv er tilgjengelig gratis online.

Mens smartklokker og smarttelefoner har en tendens til å være av med rundt 40 til 80% når det gjelder å telle kalorier som er brent under en aktivitet, er dette systemet i gjennomsnitt 13% feil.

"Vi bygde et kompakt system som vi evaluerte med en mangfoldig gruppe deltakere for å representere den amerikanske befolkningen og fant ut at det gjør det veldig bra, med omtrent en tredjedel feilen fra smartklokker," sier Patrick Slade, en kandidatstudent i maskinteknikk ved Stanford. University som er hovedforfatter av en artikkel om arbeidet i Nature Communications.

En avgjørende del av denne undersøkelsen var å forstå en grunnleggende mangel på andre bærbare apparater som teller kalorier: de er avhengige av håndleddbevegelse eller hjertefrekvens, selv om ingen av dem er spesielt tegn på energiforbruk. (Tenk på hvordan en kopp kaffe kan øke hjertefrekvensen.) Forskerne antydet at bevegelse av bein ville være mer talende - og eksperimentene deres bekreftet den ideen.

dyi helse tracker 2 07 20 Dette nye målesystemet har to sensorer på låret og skaftet som drives av et batteri og styres av en mikrokontroller, som kan erstattes av en smarttelefon. (Kreditt: Andrew Brodhead)

Det er laboratoriesystemer som nøyaktig kan estimere hvor mye energi en person brannskader under fysisk aktivitet ved å måle utvekslingshastigheten for karbondioksid og oksygen i pusten. Slike oppsett brukes til å vurdere helse og atletisk ytelse, men de involverer klumpete, ubehagelig utstyr og kan være kostbart.

Det nye bærbare systemet krever bare to små sensorer på beinet, et batteri og en bærbar mikrokontroller (en liten datamaskin), og koster rundt $ 100 å lage. Listen over komponenter og kode for å lage systemet er begge tilgjengelige.

"Dette er et stort fremskritt fordi det til nå tar to til seks minutter og en gassmaske å nøyaktig estimere hvor mye energi en person brenner," sier medforfatter Scott Delp, professor ved School of Engineering. “Med Patricks nye verktøy kan vi estimere hvor mye energi som blir brent for hvert trinn når en olympisk idrettsutøver løper mot mållinjen for å få et mål på hva som gir næring til toppytelsen. Vi kan også beregne energien brukt av en pasient som kommer seg etter hjerteoperasjoner for å bedre håndtere treningen. "

Ben, ikke håndledd

Hvordan folk forbrenner kalorier er komplisert, men forskerne hadde en anelse om at sensorer på beina ville være en enkel måte å få innsikt i denne prosessen.

"Et problem med tradisjonelle smartklokker er at de bare får informasjon fra bevegelsen av håndleddet og hjertefrekvensen," sier medforfatter Mykel Kochenderfer, lektor i luftfart og astronautikk. "Det faktum at Patricks enhet har en lavere feilrate er fornuftig fordi den oppdager bevegelse på beina dine og mesteparten av energien din blir brukt av beina dine."

Systemet er med vilje enkelt. Den består av to små sensorer - en på låret og en på skaftet på det ene benet - som drives av en mikrokontroller på hoften, som lett kan erstattes av en smarttelefon. Disse sensorene kalles "inertimåleenheter" og måler akselerasjonen og rotasjonen av beinet når det beveger seg. De er med vilje lette, bærbare og lave kostnader, slik at de lett kan integreres i forskjellige former, inkludert klær, for eksempel smarte bukser.

For å teste systemet mot lignende teknologier, hadde forskerne deltatt i studien, mens de også hadde på seg to smartklokker og en pulsmåler. Med alle disse sensorene tilkoblet utførte deltakerne en rekke aktiviteter, inkludert forskjellige hastigheter på gange, løping, sykling, trappeklatring og overgang mellom å gå og løpe.

Da alt bærbart utstyr ble sammenlignet med kaloriforbrenningsmålingene fanget av et laboratoriesystem, fant forskerne at deres benbaserte system var det mest nøyaktige.

Ved å teste systemet videre på over et dusin deltakere over en rekke aldre og vekter, samlet forskerne et vell av data som Slade brukte for å videreutvikle maskinlæringsmodellen som beregner estimatene for kaloriforbrenning.

Modellen henter inn informasjonen om beinbevegelse fra sensorene og beregner - ved hjelp av det den har lært fra tidligere data - hvor mye energi brukeren brenner til hvert øyeblikk. Og mens dagens moderne systemer krever omtrent seks minutter med data fra en person som er koblet til en maske i laboratorieinnstillinger, kan dette frittgående alternativet fungere med bare sekunder med aktivitet.

"Mange av trinnene du tar hver dag skjer i korte perioder på 20 sekunder eller mindre," sier Slade, som nevnte å gjøre gjøremål som et eksempel på kortvarig aktivitet som ofte blir oversett. "Å være i stand til å fange opp disse korte aktivitetene eller dynamiske endringene mellom aktivitetene er veldig utfordrende, og ingen andre systemer kan for tiden gjøre det."

Åpen kilde kaloritelling

Enkelhet og overkommelig pris var viktig for dette teamet, i likhet med å gjøre designet åpent tilgjengelig, fordi de håper denne teknologien kan støtte folk i å forstå og ta vare på helsen deres.

"Vi åpner for alt i håp om at folk tar det og løper med det og lager produkter som kan forbedre livene til publikum," sier Kochenderfer.

De mener også at dette systemets enkelhet, overkommelighet og bærbarhet kan støtte bedre helsepolitikk og nye veier for forskning i menneskelig ytelse. Forskningsgruppen ledet av Steve Collins, lektor i maskinteknikk og seniorforfatter av denne artikkelen, bruker allerede et lignende system for å studere energien brukt med bærbare robotsystemer som forbedrer ytelsen.

"En av de mest spennende tingene er at vi kan spore dynamisk endrede aktiviteter, og denne presise informasjonen vil gi oss bedre retningslinjer for å anbefale hvordan folk skal trene eller styre vekten," sier Slade.

"Det åpner et helt nytt sett med forskningsstudier som vi kan gjøre på menneskelig ytelse," sier Delp, som også er professor i bioteknologi og maskinteknikk. «Hvor mye energi du brenner når du går, når du løper, når du trener på en sykkel - alle disse tingene er grunnleggende. Når vi har et nytt verktøy som dette, åpner det en ny dør til å oppdage nye ting om menneskelig ytelse. ”

National Science Foundation, National Institutes of Health og et Stanford Graduate Fellowship finansierte arbeidet.

kilde: Stanford University

Om forfatteren

Taylor Kubota, Stanford University

Denne artikkelen dukket opprinnelig opp på Futurity


 Få den siste via e-post

Ukentlig magasin Daglig Inspirasjon

Flere artikler av denne forfatteren

Kan hende du også liker

INNERSELF VOICES

aurora borealis
Horoskopets nåværende uke: 27. september - 3. oktober 2021
by Pam Younghans
Denne ukentlige astrologiske journal er basert på planetariske påvirkninger, og tilbyr perspektiver og ...
en regnbue i håndflaten på en åpen hånd
Finne sølvforinger og regnbuer
by Marie T. Russell, InnerSelf.com
Vær åpen for å oppdage gavene livet tilbyr deg - forvent sølvforinger og regnbuer, vær på ...
en svømmer i stort vann
Glede og motstandskraft: En bevisst motgift mot stress
by Nancy Windheart
Vi vet at vi er i en flott overgangstid, med å føde en ny måte å være, leve og ...
fem lukkede dører, en gul gul, den andre hvit
Hvor går vi herfra?
by Marie T. Russell, InnerSelf.com
Livet kan være forvirrende. Det er så mange ting som skjer, så mange valg som presenteres for oss. Selv en…
Inspirasjon eller motivasjon: Hvilken fungerer best?
Inspirasjon eller motivasjon: Hva kommer først?
by Alan Cohen
Folk som er begeistret for et mål, finner måter å oppnå det på, og de trenger ikke å bli sløyd ...
fotosilhouett av fjellklatrere ved å bruke en plukk for å sikre seg
Tillat frykten, transformer den, beveg deg gjennom den og forstå den
by Lawrence Doochin
Frykt føles elendig. Det er ingen vei utenom det. Men de fleste av oss reagerer ikke på frykten vår i en ...
kvinne som sitter ved skrivebordet og ser bekymret ut
Min resept for angst og bekymring
by Jude Bijou
Vi er et samfunn som liker å bekymre seg. Bekymring er så utbredt at det føles nesten sosialt akseptabelt.…
buet vei i New Zealand
Ikke vær så hard mot deg selv
by Marie T. Russell, InnerSelf
Livet består av valg ... noen er "gode" valg, og andre ikke så gode. Men hvert valg ...
Når det kommer til å elske: Raging fosser eller stille elver?
Når det kommer til å elske: Raging fosser eller stille elver?
by Nora Caron
Raserende fossekjærlighet er den typen som får deg til å miste hodet, fokuset, senteret og ...
Hva vil ditt tegn si?
Hva vil ditt tegn si?
by Joyce Vissell
Som en veldig god praksis, sett deg ved spisebordet ditt med fargestifter eller tusjer og papir og lag ...
Kroppen din snakker med deg! Hører du hva det har å si?
Kroppen din snakker til deg! Hører du hva det har å si?
by Marie T. Russell
Så mange ting skjer i livet som ikke ser ut til å være en del av planen. Enten det innebærer slutten ...

MEST LES

Hvordan leve på kysten er knyttet til dårlig helse
Hvordan leve på kysten er knyttet til dårlig helse
by Jackie Cassell, professor i primærpleieepidemiologi, æresrådgiver i folkehelse, Brighton and Sussex Medical School
De prekære økonomiene i mange tradisjonelle kystbyer har gått ytterligere ned siden ...
De vanligste problemene for jordengler: Kjærlighet, frykt og tillit
De vanligste problemene for jordengler: Kjærlighet, frykt og tillit
by Sonja Grace
Når du opplever å være en jordengel, vil du oppdage at tjenestens vei er full av ...
Hvordan kan jeg vite hva som er best for meg?
Hvordan kan jeg vite hva som er best for meg?
by Barbara Berger
En av de største tingene jeg har oppdaget å jobbe med klienter hver dag, er hvor ekstremt vanskelig ...
Ærlighet: Det eneste håpet for nye forhold
Ærlighet: Det eneste håpet for nye forhold
by Susan Campbell, Ph.D.
I følge de fleste singler jeg har møtt på mine reiser, er den typiske datingsituasjonen fylt med ...
Hvilke menn på 1970-tallet Kampanjer mot sexisme kan lære oss om samtykke
Hvilke menn på 1970-tallet Kampanjer mot sexisme kan lære oss om samtykke
by Lucy Delap, University of Cambridge
Antiseksistisk menns bevegelse fra 1970-tallet hadde en infrastruktur av magasiner, konferanser, menns sentre ...
Chakra Healing Therapy: Dans mot den indre mesteren
Chakra Healing Therapy: Dans mot den indre mesteren
by Glen Park
Flamencodans er en fryd å se på. En god flamencodanser utstråler en sprudlende selvtillit ...
Ta et skritt mot fred ved å forandre vårt forhold til tanke
Stepping Toward Peace ved å forandre vårt forhold med tanke
by John Ptacek
Vi tilbringer livene våre nedsenket i en flom av tanker, uvitende om at en annen dimensjon av bevissthet ...
En astrolog introduserer de ni farene ved astrologi
En astrolog introduserer de ni farene ved astrologi
by Tracy Marks
Astrologi er en kraftig kunst som er i stand til å forbedre livene våre ved å gjøre det mulig for oss å forstå våre egne ...

følg InnerSelf på

facebook icontwitter ikonetyoutube-ikonetinstagram ikonpintrest-ikonetrss ikon

 Få den siste via e-post

Ukentlig magasin Daglig Inspirasjon

TILGJENGELIGE SPRÅK

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeeliwhihuiditjakomsnofaplptroruesswsvthtrukurvi

Nye holdninger - Nye muligheter

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | InnerSelf Market
Copyright © 1985 - 2021 InnerSelf Publikasjoner. Alle rettigheter reservert.