Kaip tie maži įrenginiai ant riešo stebi mūsų judėjimą
Prisimenu, kai prieš keletą metų nusipirkau pirmąją išmaniąją apyrankę. Buvau įsitikinęs, kad dabar tiksliai žinosiu, kiek žingsnių per dieną nueinu, kaip miegu ir ar tikrai sudeginu tiek kalorijų, kiek manau. Po savaitės nešiojimo pastebėjau keistą dalyką – važiuodamas automobiliu per duobėtą kelią, apyrankė užskaičiavo apie 300 žingsnių. Tada ir kilo klausimas: o kaip iš tikrųjų tikslūs šie įrenginiai?
Išmaniosios apyrankės naudoja kelis jutiklius, kad stebėtų mūsų aktyvumą. Pagrindinis iš jų – akselerometras, kuris matuoja pagreitį trimis kryptimis. Paprasčiau tariant, jis jaučia, kaip jūsų ranka juda erdvėje. Kai einame, mūsų rankos natūraliai siūbuoja tam tikru ritmu, ir akselerometras užfiksuoja šiuos judesius. Pažangesni modeliai turi ir giroskopą, kuris padeda tiksliau nustatyti judėjimo kryptį ir pobūdį.
Bet čia prasideda įdomumai. Įrenginys turi atpažinti, ar jūs tikrai einате, ar tiesiog mojuojate rankomis kalbėdami telefonu. Tam naudojami sudėtingi algoritmai, kurie analizuoja judėjimo šablonus. Problema ta, kad šie algoritmai nėra tobuli – jie veikia statistiniais modeliais, o ne tiksliais matavimais.
Žingsnių skaičiavimo paslaptys ir klaidos
Žingsnių skaičiavimas atrodo paprasta užduotis, bet realybėje tai gana sudėtingas procesas. Dauguma apyrankių pasiekia 90-95% tikslumą normaliu ėjimo tempu lygiu paviršiumi. Skamba neblogai, tiesa? Tačiau yra viena problema – tie 5-10% gali virsti nemažais skirtumais.
Jei per dieną nueinate 10 000 žingsnių, 10% paklaida reiškia iki 1000 žingsnių skirtumą. O tai jau beveik kilometras! Dar blogiau, kad paklaida nebūna vienoda – ji priklauso nuo daugelio veiksnių.
Lėtas vaikščiojimas po namus dažnai apskritai neužskaitomas. Apyrankės paprastai turi minimalų greičio slenkstį – jei judite per lėtai, įrenginys gali nuspręsti, kad tiesiog sėdite ir judinate ranką. Priešingai, labai greitas ėjimas ar bėgimas kartais gali būti užskaitomas netiksliai, nes judėjimo šablonas skiriasi nuo standartinio.
Įdomu tai, kad rankos padėtis turi didžiulę įtaką. Kai nešate pirkinių maišus, stumiate vežimėlį ar laikote rankas kišenėse, apyrankė gali praleisti daugybę žingsnių. Viename tyrime pastebėta, kad nešant sunkius daiktus, tikslumas gali nukristi net iki 70%.
Širdies ritmo stebėjimas – optika prieš tikrovę
Širdies ritmo matavimas išmaniojoje apyrankėje veikia visai kitaip nei tradiciniuose medicinos prietaisuose. Naudojama technologija vadinama fotopletizmografija – gana sudėtingas pavadinimas paprastam principui. Apyrankės apačioje yra žali LED šviestuvai, kurie šviečia pro jūsų odą. Kai širdis plaka, kraujo tėkmė pasikeičia, o tai keičia šviesos atspindį. Jutiklis fiksuoja šiuos pokyčius ir apskaičiuoja pulsą.
Ramybės būsenoje, kai sėdite ar gulite, šis metodas veikia gana tiksliai – paklaida paprastai neviršija 3-5 smūgių per minutę. Bet pradėjus intensyviai sportuoti, viskas komplikuojasi. Prakaitas, rankos judesiai, netolygus apyrankės priglaudimas prie odos – visa tai sukelia triukšmą matavime.
Ypač problematiška intensyvi jėgos treniruotė ar kryžminės treniruotės. Kai rankos greitai juda, o raumenys įsitempia, kraujotaka pasikeičia netolygiai, ir apyrankė gali rodyti visai fantastines reikšmes. Esu matęs, kaip treniruotės metu mano apyrankė rodė 195 smūgius per minutę, nors realiai buvo apie 165.
Odos pigmentacija taip pat turi įtakos. Tamsesnė oda absorbuoja daugiau šviesos, todėl signalo kokybė gali būti prastesnė. Gamintojai bando tai kompensuoti stipresniais LED, bet problema išlieka.
Miego stebėjimas – spėlionės tamsoje
Miego stebėjimas yra viena iš labiausiai reklamuojamų apyrankių funkcijų, bet kartu ir viena iš mažiausiai tikslių. Profesionalus miego tyrimas (polisomnografija) naudoja elektroencefalogramą (EEG), kuri stebi smegenų aktyvumą. Išmanioji apyrankė to neturi – ji gali tik spėlioti pagal judėjimą ir širdies ritmą.
Principas paprastas: jei nejudate ir širdies ritmas lėtas – turbūt miegате. Jei dažnai judite – turbūt budite arba esate lengvame miego fazėje. Gilaus miego fazę apyrankė bando atpažinti pagal labai mažą judėjimą ir žemą pulsą. REM miego fazę (kai sapnuojame) – pagal padidėjusį pulsą esant mažam judėjimui.
Tyrimai rodo, kad apyrankės gana gerai nustato bendrą miego trukmę – paklaida paprastai apie 20-30 minučių. Bet miego fazių nustatymas yra daug mažiau tikslus. Palyginimas su profesionaliais EEG tyrimais rodo, kad tikslumas siekia tik 60-70%. Tai reiškia, kad kas trečias ar ketvirtas miego fazės nustatymas yra neteisingas.
Ypač sunku apyrankei atpažinti, kada tiksliai užmiegote. Jei gulite lovoje ir skaitote knygą nejudėdami, įrenginys gali nuspręsti, kad jau miegote. Arba priešingai – jei miegote labai neramiai, apyrankė gali manyti, kad budėjote.
Kalorijų skaičiavimas – matematika ant riešo
Sudegintų kalorijų skaičiavimas yra dar viena populiari funkcija, kuri dažnai suklaidina vartotojus. Apyrankė nežino, kiek tiksliai kalorijų deginote – ji tiesiog skaičiuoja pagal formulę, kuri įvertina jūsų amžių, svorį, ūgį, lytį ir aktyvumo lygį.
Bazinis metabolizmas (kalorijų kiekis, kurį deginате tiesiog gyvendami) apskaičiuojamas pagal standartinius lygtis. Problema ta, kad šios lygtys yra vidutinės – jūsų individualus metabolizmas gali skirtis 10-20%. Jei turite daugiau raumenų, deginsite daugiau kalorijų. Jei turite lėtesnį metabolizmą dėl hormoninių sutrikimų – mažiau.
Aktyvumo metu sudegintų kalorijų skaičiavimas dar labiau nepatikimas. Apyrankė nežino, ar kopėte į kalną, ar ėjote lyguma. Nežino, ar nešėte 20 kg kuprinę, ar buvote be nieko. Nežino, ar bėgote prieš vėją, ar pavėjui. Visa tai turi didžiulę įtaką energijos sąnaudoms.
Tyrimai rodo, kad paklaida gali siekti 20-40%, o kai kuriais atvejais net daugiau. Tai reiškia, kad jei apyrankė rodo 500 sudegintų kalorijų, realybėje galėjo būti bet kas nuo 300 iki 700.
Skirtingų gamintojų tikslumas – ne visi vienodi
Rinkoje yra daugybė išmaniųjų apyrankių gamintojų, ir jų tikslumas labai skiriasi. Nenoriu reklamuoti konkrečių prekių ženklų, bet verta žinoti, kad kaina dažnai atspindi kokybę.
Brangesni modeliai paprastai turi geresnius jutiklius, sudėtingesnius algoritmus ir daugiau investicijų į tikslumą. Pigesni variantai už 20-30 eurų dažnai naudoja labai paprastus jutiklius ir algoritmus, todėl jų paklaida gali būti dvigubai didesnė nei aukštesnės klasės įrenginių.
Įdomu tai, kad net to paties gamintojo skirtingi modeliai gali labai skirtis. Naujesni modeliai paprastai tikslesni, nes naudoja patobulintus algoritmus, kurie mokosi iš ankstesnių versijų klaidų.
Medicininės klasės sertifikatus turintys įrenginiai paprastai yra patikimesni, ypač širdies ritmo matavime. Tačiau net ir jie nėra tobuli – sertifikatas reiškia, kad įrenginys atitinka tam tikrus minimalius standartus, o ne kad jis yra absoliučiai tikslus.
Kaip padidinti savo apyrankės tikslumą
Nors apyrankės turi savo apribojimų, galite padaryti keletą dalykų, kad jos veiktų tiksliau. Pirmiausia – teisingas dėvėjimas. Apyrankė turi būti priglaudusi prie odos, bet ne per daug suveržta. Turėtų būti apie du pirštus virš riešo kaulo, kur kraujagyslės yra arčiau paviršiaus.
Treniruotės metu galite ją šiek tiek labiau prisiveržti, kad ji nejudėtų, bet ne taip, kad sutrikdytų kraujotaką. Jei matote, kad oda po apyranke parausta ar nutirpsta – per stipriai.
Reguliariai valykite apyrankės jutiklius. Prakaitas, purvas ir odos riebalai gali trukdyti tiksliam matavimui. Paprasta nubraukimas drėgna servetėle kas kelias dienas gali pagerinti tikslumą.
Įveskite tikslią informaciją apie save – svorį, ūgį, amžių. Kai kurios apyrankės leidžia nurodyti net dominuojančią ranką – tai padeda tiksliau interpretuoti judesius. Ir svarbiausia – reguliariai atnaujinkite šią informaciją, ypač jei jūsų svoris keičiasi.
Jei jūsų apyrankė turi kalibruoti funkciją – pasinaudokite ja. Kai kurie modeliai leidžia patikrinti žingsnių skaičiavimą – paeikite suskaičiavę 100 žingsnių ir patikrinkite, ar apyrankė užfiksavo teisingai. Pagal tai galima patikslinti algoritmus.
Ar verta pasitikėti skaičiais ir kam tai iš tikrųjų svarbu
Dabar, kai suprantame, kaip veikia šie įrenginiai ir kokie jų apribojimai, kyla klausimas – ar apskritai verta jais naudotis? Atsakymas priklauso nuo to, ko tikitės.
Jei norite absoliučiai tikslių medicininių duomenų – išmanioji apyrankė nėra tinkamas įrankis. Jei turite sveikatos problemų ir jums reikia tiksliai stebėti širdies ritmą ar miego kokybę, geriau kreipkitės į gydytoją ir naudokite profesionalią įrangą.
Tačiau jei jums reikia bendro aktyvumo įvertinimo, motyvacijos daugiau judėti ir tendencijų stebėjimo – apyrankė puikiai tinka. Svarbu ne tai, ar ji rodo tiksliai 8 247 žingsnius, o tai, kad šiandien jų buvo daugiau nei vakar. Svarbu ne tai, ar sudegino tiksliai 437 kalorijas, o tai, kad šią savaitę buvote aktyvesni nei praėjusią.
Apyrankė geriausiai veikia kaip motyvacijos įrankis ir tendencijų stebėjimo priemonė. Kai matote, kad šią savaitę vidutiniškai ėjote 7 000 žingsnių per dieną, o kitą – 9 000, tai rodo aiškią pažangą, net jei tikslūs skaičiai nėra idealūs. Kai pastebite, kad po intensyvios treniruotės jūsų pulsas atsigauna greičiau nei prieš mėnesį – tai rodo gerėjančią fizinę formą.
Galiausiai, nepamiršite, kad jūsų kūnas yra geriausias jutiklis. Jei jaučiatės pavargę, bet apyrankė rodo, kad miegojote puikiai – pasitikėkite savo pojūčiais. Jei jaučiate, kad treniruotė buvo sunki, bet apyrankė rodo mažą pulsą – galbūt ji tiesiog netiksliai matavo. Technologijos turėtų papildyti, o ne pakeisti jūsų suvokimą apie savo kūną.