dyi health tracker 07 20

Ang isang sistemang ginawa ng dalawang murang mga sensor ay mas tumpak kaysa sa mga smartwatches para sa pagsubaybay sa mga calory na sinunog habang nasa aktibidad, iniulat ng mga mananaliksik

At ang mga tagubilin para sa paggawa ng system mismo ay magagamit nang libre sa online.

Samantalang ang mga smartwatches at smartphone ay may posibilidad na off ng tungkol sa 40 hanggang 80% pagdating sa pagbibilang ng mga calories na sinunog sa panahon ng isang aktibidad, ang system na ito ay nag-average ng 13% error.

"Nagtayo kami ng isang compact system na sinuri namin sa magkakaibang pangkat ng mga kalahok upang kumatawan sa populasyon ng Estados Unidos at nalaman na napakahusay nito, na may halos isang-katlo ang error ng mga smartwatches," sabi ni Patrick Slade, isang nagtapos na mag-aaral sa mechanical engineering sa Stanford Ang unibersidad na nangungunang may-akda ng isang papel tungkol sa trabaho sa Nature Communications.

Ang isang mahalagang piraso ng pananaliksik na ito ay ang pag-unawa sa isang pangunahing kakulangan ng iba pang mga naisusuot na bilangin ang mga calory: umaasa sila sa paggalaw ng pulso o rate ng puso, kahit na ang alinman ay hindi lalo na nagpapahiwatig ng paggasta ng enerhiya. (Isaalang-alang kung paano mapataas ng isang tasa ng kape ang rate ng puso.) Naisip ng mga mananaliksik na ang paggalaw ng paa ay mas sasabihin — at ang kanilang mga eksperimento ay nakumpirma ang ideyang iyon.


innerself subscribe graphic


dyi health tracker 2 07 20 Nagtatampok ang bagong system ng pagsukat ng dalawang sensor sa hita at shank na pinalakas ng isang baterya at kinokontrol ng isang microcontroller, na maaaring mapalitan ng isang smartphone. (Kredito: Andrew Brodhead)

Mayroong mga system na antas ng laboratoryo na maaaring tumpak na matantya kung gaano karaming enerhiya ang isang tao Burns sa panahon ng pisikal na aktibidad sa pamamagitan ng pagsukat ng rate ng palitan ng carbon dioxide at oxygen sa paghinga. Ang mga nasabing pag-setup ay ginagamit upang masuri ang kalusugan at pagganap ng palakasan, ngunit nagsasangkot sila ng napakalaki, hindi komportable na kagamitan at maaaring maging mahal.

Ang bagong naisusuot na system ay nangangailangan lamang ng dalawang maliliit na sensor sa binti, isang baterya at isang portable microcontroller (isang maliit na computer), at nagkakahalaga ng halos $ 100 upang makamit. Ang listahan ng components at code para sa paggawa ng system ay parehong magagamit.

"Ito ay isang malaking pagsulong dahil, hanggang ngayon, tumatagal ng dalawa hanggang anim na minuto at isang maskara ng gas upang tumpak na matantya kung gaano karaming lakas ang sinusunog ng isang tao," sabi ng coauthor na si Scott Delp, propesor sa School of Engineering. "Sa bagong kasangkapan ni Patrick, maaari nating tantyahin kung gaano karaming enerhiya ang nasusunog sa bawat hakbang bilang isang atleta ng Olimpiko na karera patungo sa linya ng tapusin upang makakuha ng isang sukatan kung ano ang nagpapalakas sa kanilang rurok na pagganap. Maaari din nating makalkula ang enerhiya na ginugol ng isang pasyente na gumagaling mula sa operasyon sa puso upang mas mahusay na mapamahalaan ang kanilang ehersisyo. "

Mga binti, hindi pulso

Paano kumplikado ang mga tao ng calories ay kumplikado, ngunit ang mga mananaliksik ay nagkaroon ng kutob na ang mga sensor sa mga binti ay magiging isang simpleng paraan upang makakuha ng pananaw sa prosesong ito.

"Isang isyu sa tradisyunal na mga smartwatches ay nakakakuha lamang sila ng impormasyon mula sa paggalaw ng iyong pulso at rate ng puso," sabi ng coauthor na si Mykel Kochenderfer, isang associate professor ng aeronautics at astronautics. "Ang katotohanan na ang aparato ni Patrick ay may mas mababang rate ng error ay makatuwiran dahil nakikita nito ang paggalaw ng iyong mga binti at karamihan sa iyong lakas ay ginugol ng iyong mga binti."

Sadyang simple ang system. Binubuo ito ng dalawang maliliit na sensor — isa sa hita at isa sa pako ng isang binti — na pinapatakbo ng isang microcontroller sa balakang, na madaling mapalitan ng isang smartphone. Ang mga sensor na ito ay tinatawag na "mga yunit ng pagsukat na inertial" at sinusukat ang bilis at pag-ikot ng binti habang gumagalaw ito. Ang mga ito ay sadyang magaan, portable, at mababang gastos upang madali silang maisama sa iba't ibang mga form, kabilang ang damit, tulad ng matalino na pantalon.

Upang masubukan ang sistema laban sa mga katulad na teknolohiya, isinusuot ito ng mga mananaliksik sa mga kalahok sa pag-aaral habang nagsusuot din ng dalawang smartwatches at isang monitor ng rate ng puso. Sa lahat ng mga sensor na nakakabit, ang mga kalahok ay gumanap ng iba't ibang mga aktibidad, kabilang ang iba't ibang bilis ng paglalakad, pagtakbo, pagbibisikleta, pag-akyat sa hagdan, at paglipat sa pagitan ng paglalakad at pagtakbo.

Kapag ang lahat ng mga naisusuot ay inihambing sa mga pagsukat sa pagsunog ng calorie na nakuha ng isang sistema sa antas ng laboratoryo, nalaman ng mga mananaliksik na ang kanilang sistemang batay sa binti ay ang pinaka-tumpak.

Sa pamamagitan ng karagdagang pagsubok sa system sa higit sa isang dosenang mga kalahok sa isang saklaw ng edad at timbang, ang mga mananaliksik ay nagtipon ng isang kayamanan ng data na ginamit ni Slade upang higit na pinuhin ang modelo ng pagkatuto ng makina na kinakalkula ang mga pagtatantya ng calorie burn.

Kinukuha ng modelo ang impormasyon tungkol sa paggalaw ng paa mula sa mga sensor at compute — gamit ang natutunan mula sa nakaraang data - kung gaano karaming enerhiya ang nasusunog ng gumagamit sa bawat sandali sa oras. At, samantalang ang kasalukuyang mga state-of-the-art system ay nangangailangan ng halos anim na minuto ng data mula sa isang tao na naka-hook sa isang maskara sa isang setting ng lab, ang libreng-range na kahalili na ito ay maaaring gumana na may mga segundo lamang ng aktibidad.

"Maraming mga hakbang na ginagawa mo araw-araw na nangyayari sa maikling laban ng 20 segundo o mas mababa," sabi ni Slade, na binanggit ang paggawa ng mga gawain bilang isang halimbawa ng aktibidad na maikli na napapansin. "Ang kakayahang makuha ang mga maiikling aktibidad na ito o mga pabagu-bagong pagbabago sa pagitan ng mga aktibidad ay talagang mapaghamong at walang ibang system ang makakagawa nito sa kasalukuyan."

Pagbibilang ng mapagkukunang bukas na mapagkukunan

Ang pagiging simple at kakayahang bayaran ay mahalaga sa pangkat na ito, tulad ng ginawang bukas ang disenyo, dahil inaasahan nilang masusuportahan ng teknolohiyang ito ang mga tao sa pag-unawa at pag-aalaga ng kanilang kalusugan.

"Open-sourcing namin ang lahat sa pag-asa na kunin ito ng mga tao at tatakbo kasama nito at gumawa ng mga produkto na maaaring mapabuti ang buhay ng publiko," sabi ni Kochenderfer.

Naniniwala rin sila na ang pagiging simple, kayang bayaran, at kakayahang dalhin ng sistemang ito ay maaaring suportahan ang mas mahusay na patakaran sa kalusugan at mga bagong daan para sa pagsasaliksik sa pagganap ng tao. Ang pangkat ng pagsasaliksik na pinangunahan ni Steve Collins, associate professor ng mechanical engineering at senior na may akda ng papel na ito, ay gumagamit na ng katulad na sistema upang pag-aralan ang enerhiya na ginugol sa mga naisusuot na robotic system na nagpapahusay sa pagganap.

"Ang isa sa mga pinaka kapanapanabik na bagay ay maaari naming subaybayan ang pabagu-bago ng pagbabago ng mga aktibidad, at ang tumpak na impormasyon na ito ay magpapahintulot sa amin na magbigay ng mas mahusay na mga patakaran upang irekomenda kung paano dapat gamitin o pamahalaan ng mga tao ang kanilang timbang," sabi ni Slade.

"Nagbubukas ito ng isang bagong hanay ng mga pag-aaral sa pagsasaliksik na maaari nating gawin sa pagganap ng tao," sabi ni Delp, na isang propesor din ng bioengineering at ng mechanical engineering. "Gaano karaming lakas ang iyong nasusunog kapag naglalakad ka, kapag tumatakbo ka, kapag pinagsisikapan mo ang iyong sarili sa isang bisikleta — lahat ng mga bagay na iyon ay pangunahing. Kapag mayroon kaming isang bagong kagamitang tulad nito magbubukas ito ng isang bagong pintuan sa pagtuklas ng mga bagong bagay tungkol sa pagganap ng tao. "

Ang National Science Foundation, ang National Institutes of Health, at isang Stanford Graduate Fellowship ang nagpopondo sa gawain.

Source: Stanford University

Tungkol sa Ang May-akda

Taylor Kubota, Stanford University

Orihinal na lumitaw ang artikulong ito sa Futurity