Как смарт часы считают шаги
Фитнес‑браслеты и часы обещают отследить всё: пульс и активность, потраченные калории, время сна, продолжительность его фаз и уровень стресса.
Для получения тех же данных в больнице используют электрокардиографию (ЭКГ), полисомнографию и непрямую респираторную калориметрию. Можно ли сравнивать маленькие датчики фитнес‑браслетов с внушительными аппаратами, которые используются во время этих процедур? Давайте разбираться.
Пульс
Вы когда‑нибудь замечали мигающие зелёные огоньки на обратной стороне своего фитнес‑браслета? Это и есть те самые датчики, благодаря которым устройства отслеживают сердцебиение.
В процессе сердцебиения объём крови в капиллярах меняется, так что свет отражается по‑разному. И на основании этой информации трекер высчитывает частоту сердечных сокращений (ЧСС).
В одном исследовании K. Ricchio, P. Lyter, J. M. Palao. Reliability of fitness trackers at different prices for measuring steps and heart rate: a pilot study / Central European Journal of Sport Sciences and Medicine обнаружили, что во время ходьбы гаджеты Xiaomi и Fitbit недосчитывают от 0,5 до 9,5 удара в минуту, а во время бега — от 11,7 до 17,9 удара.
Учёные подсчитали, что во время движения фитнес‑трекеры занижают пульс на 6–11% по сравнению с нагрудным пульсометром.
Умные часы Apple Watch выдавали ошибку только в 2,5%, а остальные тестируемые устройства от разных брендов — от 4,9 до 8,8%. Учёные сделали вывод, что часы в целом неплохо справляются с измерением пульса. Более того, приведённые выше эксперименты проводили в 2017–2018 годах, а модели часто обновляются.
Например, в исследовании Y. Bai, C. Tompkins, N. Gell. Comprehensive comparison of Apple Watch and Fitbit monitors in a free‑living setting / PLoS One 2021 года Fitbit Charge 2 ошибались в измерении пульса всего на 2,7% в покое и на 4,9% — во время лёгкой физической активности.
Apple Watch 2 оказались ещё более точными: в неподвижности считали пульс почти идеально, а при лёгкой активности выдавали ошибку только в 1,8%, недосчитав около двух ударов в минуту.
Что в итоге: современные гаджеты достаточно точно считают пульс, особенно в состоянии покоя. Во время движения трекеры могут ошибаться и давать отклонение вплоть до 11%. Чем больше зелёных и красных светодиодов просвечивают ваше запястье, тем выше шанс, что трекер не наврёт.
Количество пройденных шагов
Также в большинстве современных моделей есть гироскоп, определяющий углы и скорость поворота устройства, и магнитометр — электронный компас, который высчитывает ориентацию относительно магнитного севера. За счёт этих измерений фитнес‑браслеты хорошо определяют движение руки в пространстве.
В исследовании F. El‑Amrawy, B. Pharm, M. I. Nounou. Are Currently Available Wearable Devices for Activity Tracking and Heart Rate Monitoring Accurate, Precise, and Medically Beneficial? / Healthcare informatics research с использованием 17 трекеров, включая Apple Watch, несколько моделей Samsung Gear, Garmin Vivofit, Mi Band и другие, также выяснили, что трекеры и умные часы обеспечивают точность в 92,8–99,7%. Лучшие показатели обеспечили Apple Watch и MisFit Shine.
При этом точность подсчётов, по-видимому, зависит от типа активности.
Так, в одном исследовании M. B. Nelson, L. A. Kaminsky, D. C. Dickin, A. H. K. Montoye. Validity of Consumer‑Based Physical Activity Monitors for Specific Activity Types / Medicine and science in sports and exercise трекеры Fitbits One, Zip, Flex и Jawbone UP24 давали погрешность только в 4% во время разных видов ходьбы в лаборатории, но начинали дико врать, когда люди принимались за обычные дела вроде уборки комнаты или работы в саду.
Во время такой активности некоторые гаджеты занижали количество шагов более чем в два раза. И только Fitbit Flex показал более или менее точный результат, не досчитав всего 47 шагов.
Что касается общего количества шагов в день, в исследовании Y. Bai, C. Tompkins, N. Gell. Comprehensive comparison of Apple Watch and Fitbit monitors in a free‑living setting / PLoS One Apple Watch 2 , Fitbit Charge 2 и Alta обнаружили, что умные часы и трекеры ошибаются примерно на 10–15%, увеличивая при этом количество пройденных шагов.
Что в итоге: если вы гуляете с обычной скоростью в 4–5 км/ч, фитнес‑трекер, скорее всего, покажет вам правильное количество шагов. А вот во время домашней работы или медленной ходьбы по дорожке особенно надеяться на точность не стоит.
В любом случае погрешность не такая уж большая, и если вы вместо 10 000 шагов на самом деле прошли 8 500 или 11 500, по здоровью это не ударит.
Потраченные калории
Фитнес‑трекеры рассчитывают информацию об энергозатратах на основании данных о движении и пульсе. Также в некоторых устройствах есть датчики тепла и кожно‑гальванической реакции, что обеспечивает дополнительную информацию об интенсивности движения.
Все эти данные обрабатываются в приложении, где уже есть ваши показатели роста, веса и возраста, и с помощью алгоритма (у каждого производителя он свой) высчитываются энергозатраты.
В исследовании M. B. Nelson, L. A. Kaminsky, D. C. Dickin, A. H. K. Montoye. Validity of Consumer‑Based Physical Activity Monitors for Specific Activity Types / Medicine and science in sports and exercise с Fitbits One, Zip, Flex и Jawbone UP24 трекеры более или менее точно (с ошибкой не выше 8%) определяли энергозатраты во время пассивного отдыха, например чтения или работы за компьютером.
Во время ходьбы и бега по дорожке или земле же гаджеты переоценивали энергозатраты на 16–40%. А когда люди выполняли домашние дела — пылесосили, заправляли кровать или работали в саду, наоборот, недооценивали потраченные калории на 27–34%.
Часы и фитнес‑браслеты недооценивают общий расход калорий в день и энергозатраты на бытовую активность, но при этом значительно переоценивают то, что сжигается в процессе тренировок.
Что в итоге: фитнес‑браслеты не умеют точно высчитывать энергозатраты, прибавляя калорий на спорт и убавляя на обычную бытовую активность. Поэтому при составлении рациона питания не стоит зацикливаться на количестве потраченных калорий, указанном в приложении.
Количество и качество сна
В лаборатории качество сна оценивают с помощью полисомнографии Polysomnography (sleep study) / Mayo Сlinic . Спящего подключают к различным аппаратам и отслеживают его мозговые волны, дыхание, уровень кислорода в крови и другие показатели.
Фитнес‑браслеты рассчитывают время и качество сна с помощью акселерометра, который показывает, насколько активно вы двигаетесь, и светодиода, который определяет ЧСС.
В одном эксперименте M. Zambotti, S. Claudatos, S. Inkelis, I. M. Colrain. Evaluation of a consumer fitness‑tracking device to assess sleep in adults / Chronobiology international с участием 28 женщин показатели Jawbone UP сравнили с результатами полисомнографии и выяснили, что браслет переоценивает время сна в среднем на 26 минут, а время засыпания — на 5 минут.
Похожие результаты получили в эксперименте M. de Zambotti, F. C. Baker, I. M. Colrain. Validation of Sleep‑Tracking Technology Compared with Polysomnography in Adolescents / Sleep с участием подростков. Здесь Jawbone UP переоценивали время сна примерно на 30 минут, а его эффективность — на 5%.
В обеих научных работах трекеры упускали время бодрствования во время ночных пробуждений, причисляя их ко времени сна.
И чем чаще просыпались люди, тем больше ошибались гаджеты.
Что касается фаз сна, здесь фитнес‑браслеты, часы и другие умные устройства сильно проигрывают полисомнографии. Например, кольцо ŌURA — один из лучших девайсов для отслеживания сна с точностью 96%, недооценило M. Zambotti, L. Rosas, I. M. Colrain. The Sleep of the Ring: Comparison of the ŌURA Sleep Tracker Against Polysomnography / Behavioral sleep medicine глубокий сон где‑то на 20 минут и переоценило БДГ‑фазу на 17 минут.
Анализ данных четырёх разных трекеров J. Mantua, N. Gravel, R. M. C. Spencer. Reliability of Sleep Measures from Four Personal Health Monitoring Devices Compared to Research‑Based Actigraphy and Polysomnography / Sensors также подтвердил, что время лёгкого и глубокого сна отличается от показателей полисомнографии на всех устройствах.
Что в итоге: фитнес‑браслеты вполне могут прибавить вам 20–60 минут сна и скрыть от вас эпизоды ночных пробуждений. Так что если приложение поздравляет вас с отличной ночью, а вы при этом чувствуете себя паршиво, вполне возможно, что браслет «спал», когда вы ходили или ворочались с боку на бок.
Кроме того, не стоит надеяться на браслеты, оценивая количество и продолжительность фаз. Пока что точно определять их гаджеты не умеют.
Уровень стресса
Во время стресса у человека преобладает симпатический отдел нервной системы, в спокойном состоянии — парасимпатический.
Определить, какой из них в большей степени активирован в данный момент, можно H. Kim, E. Cheon, D. Bai. Stress and Heart Rate Variability: A Meta‑Analysis and Review of the Literature / Psychiatry investigation по показателям вариабельности сердечного ритма (ВСР) — разнице во временных промежутках между двумя ударами сердца.
В лаборатории показатели ВСР могут определить с помощью ЭКГ — измерения электрической активности сердца. У фитнес‑браслетов такой возможности нет, поэтому они измеряют Y. S. Can, B. Arnrich, C. Ersoy. Stress detection in daily life scenarios using smart phones and wearable sensors: A survey / Journal of Biomedical Informatics вариабельность пульса — частоту изменения объёма крови в капиллярах — и на основании этого рассчитывают уровень стресса.
Считается, что вариабельность частоты пульса может давать представление о ВСР и уровне стресса. Так, в одном свежем исследовании D. Hernando, S. Roca, J. Sancho. Validation of the Apple Watch for Heart Rate Variability Measurements during Relax and Mental Stress in Healthy Subjects / Sensors обнаружили, что часы Apple Watch довольно точно определяют стрессовое состояние — несмотря на то, что пропускают порядка 10% интервалов между сердечными сокращениями.
Однако это всего лишь один эксперимент и тестировалась в нём единственная модель.
В целом же вариабельность частоты пульса не самый точный способ измерения. Особенно если гаджет укреплён на запястье. Дело в том, что ЭКГ измеряет электрическую активность сердца напрямую, а фотоплетизмография регистрирует только последствия этой активности — изменения объёма крови после сердечного выброса.
Даже самое незначительное движение браслета на руке, а также сокращение мышц запястья могут внести помехи в измерения. Так что не приходится рассчитывать на точность, даже когда вы сидите неподвижно — а вы не так уж часто это делаете — не говоря уже об измерениях в движении.
Что в итоге: трекеры не очень хорошо отслеживают уровень стресса, потому что вы всё время двигаетесь и это снижает точность показаний вариабельности частоты пульса. Поэтому, если приложение показывает вам низкий уровень стресса, а у вас проблемы со сном и дёргается глаз, не игнорируйте симптомы и найдите время на отдых и расслабление.
Шагомер - что это? Как он устроен? Как его настраивать? Как сбросить шаги на фитнес-браслете?
Шагомер - простейший прибор, используемый для отслеживания нашей с вами активности. Давайте разберемся, как фитнес-браслет считает шаги, можно ли их сбросить, для чего нужен подсчет шагов, какие есть разновидности шагомеров, почему иногда фитнес-браслет неправильно засчитывает шаги и как решить эту проблему?
Возможности фитнес-браслета
Фитнес-браслет представляет собой интересное и современное изобретение, которое позволяет нам больше узнать о самих себе. И не обязательно при этом иметь суперсложный «навороченный» гаджет. Такими элементарными возможностями как подсчет истраченных калорий и количества пройденных шагов, учет времени сна и бодрствования оснащен практически каждый недорогой фитнес-браслет. Это прибор, который изучает нас, наблюдает за нашим организмом 24 часа в сутки и 7 дней в неделю. И, разумеется, обидно, когда привыкаешь к фитнес-браслету, а он начинает давать сбои - например, неправильно подсчитывать шаги.
Что же умеют теперь умные часы и фитнес-браслеты? Начинка фитнес-браслета зависит от конкретной модели. Наиболее распространенными функциями являются:
- подсчет шагов, калорий
- измерение пульса
- учет пройденного расстояния
- ·будильник
Также часы могут быть оснащены термометром, альтиметром, секундомером и рядом других «примочек», которые позволят измерить температуру тела, артериальное давление или засечь время на соревнованиях по плаванию и многое другое.
Экскурс в историю
Прообразом шагомеров ранее служил одометр. С его помощью отмеряли число оборотов, которое совершало колесо. Он был изобретен около 2000 лет тому назад талантливым физиком, математиком Героном Александрийским. Область применения – картография, военное дело. Сегодня его используют в любых транспортных средствах, для отсчета пройденного расстояния.
Изобретатель именно шагомера - Леонардо да Винчи. Придуманное им устройство напоминало маятниковый механизм и носилось на поясе. Годы шли, и прибор совершенствовался разными талантливыми изобретателями. Принцип работы шагомеров переняли часовщики, с целью автоматического подзавода часов в момент движения рукой. Если рука была неподвижна, то часы останавливались. Популярность такое чудо техники получило в конце 60-х годов прошлого столетия. На всеобщее пользование механический шагомер был представлен японским бизнесменом Есиро Хитано. Именно он предложил и популярную сейчас ежедневную норму хождения: 10 000 шагов в день. Разработанный им механизм, который регистрировал движение внутри прибора, назвали акселерометр.
Как фитнес-браслет считает шаги?
А теперь давайте разберемся, как работает современный шагомер в фитнес-браслете. Обработка получаемой информации (пройденное расстояние, статистика по сну и т.д.), как правило, осуществляется на телефоне, к которому привязан браслет, через приложение. Анализируя получаемые данные приложение в состоянии отличить, идете ли вы спокойным или быстрым шагом, плаваете или совершаете прыжки – а также сохранить эти данные для просмотра в динамике. Особенно это эффективно, если вы ходите на тренировки. Во время занятий спортом держать в руках телефон неудобно, а вот фитнес-браслет всегда при вас.
Какие же датчики позволяют видеть нашу активность?
Акселерометр
- Определяет вашу скорость и ускорение в пространстве.
- Считывает пройденное расстояние, число шагов.
- Автоматически распознает положение вашей руки.
- Анализирует ваш сон. Улавливает любые движения, даже самые незначительные, позволяя воспроизводить более точную картину сна.
Гироскоп
- Отмечает изменение вашего положения в пространстве.
- В состоянии определить, чем вы занимаетесь в данный момент – бегаете, плаваете или просто идете.
- Распознает любой вид активности – отжимание, прыжки и т.д.
Также в подавляющем большинстве моделей есть еще и пульсометр. Некоторые модели фитнес браслетов имеют надежную степень влагозащиты, поэтому их можно не снимать даже во время погружения под воду. Например, умные часы Smartlife THOR имеют степень влагозащиты IP68. Таким образом вы можете свободно заниматься плаванием, не снимая часов во время тренировок в воде. Если ваши часы оснащены модулем GPS/ГЛОНАСС, то подсчет шагов будет осуществляться с большей точностью. (Только имейте в виду, что в таком случае быстрое расходование заряда гаджета вам обеспечено).
В чем разница между акселерометром и гироскопом?
На самом деле это два разных прибора. Акселерометр – устройство, которое позволяет выявлять ваше ускорение. Гироскоп же определяет смещение объекта в пространстве, то есть изменение направления движения. Установленный в фитнес-браслете акселерометр дает понять, что происходит с вашей рукой – двигается или она неподвижна. Этот прибор занимается тем что постоянно замеряет ускорение движения и переносит его на микрочип, который в свою очередь производит обработку входящих данных. Далее через особый алгоритм он пытается понять есть ли связь между совершившемся движении и перемещением в пространстве. Обычно, когда вы идете, ваши руки двигаются. Вот датчик и распознает – двигаются ли ваши руки при ходьбе или был совершен другой жест рукой.
Трекеры, оснащенные гироскопом, дают более полное представление о перемещении руки. Проще говоря, микрочип получает трехмерную картинку о том, как и куда движется ваша рука, идете вы или стоите на месте и просто общаетесь при помощи жестов рук.
Модели, в которых нет гироскопа, тоже в состоянии стабильно и точно работать. Тут многое зависит от надежности программного обеспечения.
Почему шагомер может ошибаться
При желании, обмануть шагомер не составит труда. В момент подсчета шагов устройство распознает ваши движения с определенным колебанием и скоростью. Шаги можно заменить на те же, например, аплодисменты, проезд на машине. Получается, что для накрутки шагов достаточно прокатиться на машине или просто похлопать в ладоши. Но закономерный вопрос: для чего вам обманывать своего помощника? Хитрость сработает - но ваши калории останутся при вас. К чему нелепый самообман? Знать механизм подсчета шагов нужно лишь для понимания, откуда могут возникнуть лишние шаги на вашем гаджете.
Если знать механизм работы браслета, то что бы вы ни делали – лежали, шли, сидели в театре или на работе, ехали на автобусе - вы сможете уточнить пройденное количество шагов. В приложении на вашем телефоне отображается, в какой период времени вы совершали шаги, а в какой нет. И не сложно отнять лишние шаги и получить наиболее достоверную картину.
Бывают обратные ситуации. Вы вышли гулять с ребенком, малыш лежит в коляске. Соответственно, ваши руки установлены на ручке коляски и неподвижны. В таком случае акселерометр и гироскоп не могут адекватно оценивать ситуацию. Для получения точных результатов рекомендуется даже надевать фитнес-браслет на ногу или фиксировать его на теле. Только необходимо не забыть в этом случае выбирать необходимую настройку в приложении.
Есть ли точные устройства, считающие шаги совершенно безошибочно?
Пожалуй, сегодня вы не найдете гаджет, который способен с абсолютной точностью подсчитывать ваши шаги. Как бы вы ни фиксировали свой девайс, на протяжении дня вы неизбежно будете совершать какие-то неконтролируемые движения. Возможно, фитнес-браслет будет засчитывать их как за шаги. Даже во время вождения транспортного средства, работы за ноутбуком, приготовления еды, уборки квартиры вы будете совершать движения, которые браслет может воспринять как ходьбу. Кроме этого, необходимо понимать, что у каждого человека есть индивидуальные особенности походки. Алгоритм считывания шагов все-таки единый, и эти особенности может не учесть.
Не забываем о том, что возможны погрешности. Разбег составляет 15% в обе стороны. Но поскольку речь идет именно о подсчете шагов, то погрешность в диапазоне 6-11% вполне допустима. Нам же нужны не точные данные, а движение, борьба с гиподинамией. Например, за сегодня вы прошли 10 000 шагов, а на следующий день – около 3000. Следовательно, можно сделать вывод, что второй день прошел непродуктивно. Нет никакого смысла с точностью ежедневно высчитывать каждый шаг - главное не выпадать из рекомендованной или установленной вами нормы.
Какие факторы влияют на точность измерения шагов девайсом?
Значительное влияние на правильность измерения шагов фитнес браслетом оказывает его грамотная эксплуатация. Какие же ваши действия могут негативно сказаться на точном подсчете шагов?
Как телефон узнает, сколько шагов вы сделали за день? Разбираемся, как работает приложение шагомер в смартфоне и других умных гаджетах.
Что такое шагомер и как он считает шаги
Для начала давайте разберемся, что это вообще такое — шагомер в смартфоне или часах. Всем известно, что он служит для подсчета шагов, чтобы пользователь мог следить за своей активностью в течении дня. Но откуда он берет все данные?
Главное условие, при котором смартфон будет работать как шагомер — наличие акселерометра. Это датчик положения, который определяет ускорение объекта в пространстве. Самый простой способ узнать о наличии акселерометра — проверить, есть ли у смартфона функция поворота дисплея. Если гаджет может определить, что вы повернули его, значит, у него есть акселерометр. Еще проще будет заглянуть в характеристики конкретного устройства и проверить, какими сенсорами оно оснащено.
Но откуда берутся шаги? Если объяснять простыми словами, то акселерометр постоянно «следит», неподвижен смартфон или нет. Во время ходьбы он улавливает изменение ускорения и передает данные об этом на процессор, который, в свою очередь, помогает отобразить информацию о шагах в понятном человеку виде.
Многие современные устройства оснащены не только акселерометром, но и гироскопом. И если акселерометр определяет, двигается устройство или нет, то гироскоп отслеживает положение объекта в пространстве — то есть угол, на который изменилось направление движения вашего смартфона или фитнес-браслета. Гироскоп помогает процессору лучше «понять» смысл вашего перемещения — был ли это шаг или вы просто положили телефон в карман.
Как работает шагомер в телефоне на Андроид и в айфонах
Принцип работы шагомера на андроиде не отличается от той же технологии на iOS-гаджетах. Как мы уже разобрались, для подсчета шагов устройство должно быть оснащено как минимум акселерометром и как максимум — гироскопом. Они есть во всех современных смартфонах, да и во многих старых моделях.
Для работы шагомера также требуется отдельное приложение — на многих смартфонах эта функция включена в программу для мониторинга показателей организма, которая установлена по умолчанию. Например, у HUAWEI и Apple оно называется «Здоровье», а у Samsung — Samsung Health. Можно скачать и отдельное приложение для подсчета шагов — Pedometer или Google Fit. Если в настройках такой программы указать свой рост и вес, то можно узнать не только количество пройденных шагов, но и примерный объем сожженных калорий.
Как работает шагомер в фитнес браслете и часах
В отличие от смартфона, который во время ходьбы обычно находится в кармане или сумке, фитнес-браслет или умные часы расположены на запястье, которое перемещается в пространстве во время движения пользователя. Чтобы устройство могло отличить обычные взмахи руками от бега, носимым гаджетам важно наличие гироскопа. С ним они не только смогут определить, что вы начали двигаться, но и будут понимать — каким образом.
За последние годы резко выросла популярность фитнес-браслетов и умных часов. В период пандемии носимые девайсы стали особенно актуальны. Проводя большую часть времени дома, люди хотят следить за своим здоровьем. Давайте разберемся, как работают основные функции этих устройств. Выясним, стоит ли переплачивать за «новомодные» опции, которые удорожают девайс.
Бесконтактная оплата
Полезная функция, ставшая особенно востребованной во время эпидемии коронавируса. NFC (Near Field Communication) позволяет оплачивать покупки бесконтактно, приложив часы к терминалу.
Для этого в них установлен специальный NFC-чип. Доставать телефон из кармана нет необходимости — главное, чтобы с ним была связь. Каждый производитель продвигает свою платежную систему. Самые популярные: Samsung Pay, Apple Pay и Google Pay. Выбирайте в зависимости от того, что поддерживает ваш смартфон.
NFC является подвидом технологии радиочастотной идентификации RFID (Radio Frequency Identification). Оба метода осуществляют бесконтактный обмен данными при помощи радиочастотного электромагнитного излучения. NFC использует определенную частоту RFID (13,56 МГц) и действует на значительно меньшем расстоянии. Обычно оно не превышает десятка сантиметров.
Когда покупатель приближает мобильное устройство к платежному терминалу, технология NFC начинает работать. Используя частоту 13,56 МГц, терминал и смартфон передают друг другу зашифрованную информацию для завершения платежа. Все это занимает считанные секунды. Скорость — одно из главных преимуществ платежей NFC. Технология пересылает до 424 Кбит в секунду. На передачу информации уходит меньше времени, чем на транзакции с магнитной полосой, чипами в картах или операции с наличными.
Второе преимущество — безопасность платежей. NFC намного безопаснее, чем карта с магнитной полосой. В отличие от статичных данных, размещенных прямо на банковской карте, данные, участвующие в транзакции NFC, зашифрованы и постоянно меняются.
Например, Samsung Pay, Apple Pay и Google Pay используют технологию токенизации для защиты банковских реквизитов. Вот как это работает: ваши реквизиты заменяют серией случайно сгенерированных чисел (токен). Токен выглядит как обычный номер карты, заменяя его во время транзакций. Алгоритм для получения номера основного счета отсутствует. В результате нет смысла красть токен, т. к. создать на его основе платежный инструмент не получится.
Проигрывание музыки
В некоторых моделях есть встроенная память, которая позволяет загружать музыку прямо на часы. На тренировку не нужно брать телефон — достаточно подключить беспроводные Bluetooth-наушники напрямую к умному устройству. В основном, этой фишкой могут похвастать часы с операционной системой Android Wear.
Шагомер и GPS
Вычисление пройденного расстояния и подсчет количества шагов осуществляется при помощи комбинации двух датчиков. Первый называется акселерометром. Он определяет ускорение объекта. Второй датчик — гироскоп. Он отслеживает положение в пространстве.
Таким образом, датчики определяют, находится ли рука с браслетом в покое, или же движется с ускорением, при котором меняется ее ориентация в пространстве. Информация передается в процессор, который обрабатывает ее при помощи специального алгоритма. По итогу вы видите на экране количество пройденных шагов.
Чтобы посчитать расстояние, учитываются вес и рост владельца. Их предложат указать при первой настройке приложения-компаньона для смартфона. По этим данным вычисляется примерная длина шага.
Алгоритм не идеален, поэтому в моделях среднего и высшего ценового сегмента дополнительно устанавливают датчик GPS. Подключаясь к спутникам, он определяет местоположение в каждый момент времени. Благодаря этим данным, происходит более точный расчет расстояния. Это помогает как при обычном расчете шагов, так и при построении маршрута тренировки.
Также GPS будет полезен тем, кто хочет знать, где находится ребенок. На смартфон одного из родителей устанавливается специальное приложение. С помощью него можно в реальном времени наблюдать местоположение сына или дочери, если они носят детские часы, снабженные датчиком GPS. Более того, некоторые «умные» часы уведомят родителей, если ребенок покинул «безопасную» зону: школу, дом и т. д.
Кнопка SOS и микрофон
Следует отметить, что многие детские часы позволяют родителям включать функцию прослушивания, чтобы узнать, что происходит рядом с ребенком.
Для этих целей в устройство встроен небольшой микрофон: обычно его размеры не превышают пары миллиметров. Функцией можно пользоваться в любое время, но особенно она полезна именно в экстренных ситуациях.
Датчик снятия
Такого рода датчиками часто оснащают детские часы. Благодаря этому родители могут узнать, если ребенок вдруг решит снять гаджет или кто-то сделает это за него. Требуется включить уведомления в настройках.
Оптический датчик находится на стороне, соприкасающейся с рукой. Он спрятан под прозрачным стеклом. Датчик сможет распознать, что часы были сняты, если перед этим их носили на руке хотя бы несколько минут подряд. Для этого он излучает свет, а затем ловит отраженный оптический сигнал, определяя наличие руки в непосредственной близости к датчику.
Функция поиска смартфона
«Умные» часы могут отслеживать, не потерян ли смартфон, причем делают это двумя способами. Так, если владелец часов удалится на некоторое расстояние от смартфона, часы подадут сигнал, предупреждающий о возможной потере. Кроме того, если смартфон все же был потерян, можно вызвать его с помощью часов. Телефон подаст звуковой сигнал, даже если перед этим он был переключен в режим вибрации.
Функция работает, если соблюдены несколько условий. Во-первых, оба гаджета должны быть включены. Во-вторых, часы должны быть подсоединены к смартфону через Bluetooth. И, наконец, телефон и часы должны находиться на небольшом расстоянии друг от друга.
Пульсометр
Наверняка вы замечали, что при измерении пульса два светодиода на задней крышке часов излучают зеленый свет.
Эта технология называется фотоплетизмографией. Когда сердце сокращается, то есть происходит удар, кровяное давление увеличивается. Из-за усиления кровотока поглощается больше света, испускаемого диодом. Зарегистрировав количество таких сокращений за временной промежуток (обычно около 10 секунд), девайс выдает конечный результат в виде пульса. Он измеряется в ударах в минуту.
Недостатком метода является повышение погрешности вместе с учащением пульса. Это происходит, если частота сердечных сокращений превысит 100 уд/мин. В любом случае, фитнес-браслет или часы — это не медицинский прибор, поэтому производители зачастую даже не указывают процент неточности измерений.
Счетчик калорий
За подсчет калорий ответственна математическая модель. У каждого производителя она своя.
Обычно такие модели используют показатели активности, о которых речь шла выше, накладывая их на данные о владельце. Некоторые девайсы также умеют распознавать вид активности (ходьба, шаг, плавание, велосипед). Такие модели более точны: ведь при разной нагрузке количество затрачиваемых калорий отличается.
Распознавание фаз сна и умный будильник
Сон человека состоит из двух фаз. Медленная длится примерно три четверти всего отдыха, остальное время занимает быстрая. Эти фазы чередуются: быстрый сон наступает примерно каждые час-полтора и длится около десяти минут.
Во время глубокой фазы человек не двигается, его пульс замедлен и стабилен. А при быстром цикле учащается сердцебиение, глазные яблоки начитают быстро двигаться. Используя акселерометр и пульсометр, часы и браслеты способны мониторить эти изменения.
Наиболее подходящей для пробуждения считается быстрая фаза. Поэтому в некоторых моделях доступна опция «умный будильник». Для нее указывается не конкретное время срабатывания, а временной промежуток. Например, с 6:30 до 7:00 утра. Браслет выжидает наступления быстрой фазы в этот период. Как только это случается, срабатывает будильник. Человек, проснувшийся таким образом, не будет испытывать слабость и разбитость.
Датчик кислорода
Эта фича актуальна в период пандемии. Принцип измерений не отличается от медицинского прибора пульсоксиметра. Инфракрасный светодиод производит излучение, которое идет через ткани, отражается и возвращается назад, попадая на детектор.
По количеству света, поглощенного кровью, определяется так называемая сатурация. Это степень насыщения кислородом. В норме, она должна быть не менее 94%.
В часах и фитнес-браслетах кардиограмма измеряется методом Марея. Имеются два датчика. С первым мы уже знакомы — он определяет уровень давления крови (фотоплетизмография). Второй фиксирует объем крови и интенсивность ее передвижения. Таким образом, можно определить уровень расширения сосудов, что и является признаком повышения давления.
Используя эти данные, микропроцессор производит вычисления и строит ЭКГ. Сильно доверять часам не стоит. Сам метод Марея подразумевает определенную неточность, а расположение датчиков вносит дополнительную погрешность. Информацию нужно использовать лишь как повод для обращения к специалисту — кардиологу.
Напоминание о разминке
Практически во всех фитнес-браслетах есть функция, которая распознает, что пользователь долго сидит на одном месте. Ее можно настроить, выбрав определенный временной интервал. Например, если вы трудитесь в офисе, можно установить его в рамках рабочего времени.
Настройки разминки в приложении Zepp для часов Amazfit
Если в течение часа датчики не показывают активности, а уровень пульса стабилен, устройство понимает, что владельцу необходимы физические упражнения. Браслет вибрирует, напоминая, что нужно встать со стула и разогнать кровь по организму.
Барометр и термометр
Обычные фитнес-браслеты и смарт-часы берут информацию о погоде из интернета. Но существуют также продвинутые спортивные варианты. Благодаря встроенным датчикам, они умеют измерять температуру и атмосферное давление. Это может быть полезно в походах, на рыбалке и при других видах активности.
Барометр в часах представляет собой небольшую металлическую емкость с вакуумом внутри, вибрация которой позволяет измерить колебания давления. Эти колебания переводятся в электронный сигнал, который обрабатывает процессор, а конечные результаты выводятся на экран часов. За измерения температуры отвечает компактный термометр.
Выводы
Популярность фитнес-браслетов и умных часов в последние годы сильно выросла — производители стали уделять больше внимания маркетингу. Порой они добавляют новые функции просто для того, чтобы получить преимущество над конкурентами.
Например, новомодная фича снятия ЭКГ работает неточно, позволяя выявить лишь сильные патологии сердца. При этом компания делает упор именно на нее в рекламе Apple Watch и других девайсов.
Датчик кислорода актуален лишь во время пандемии. Производители пытаются максимально «хайпануть», по максимуму укомплектовав им новые устройства. Когда эта ситуация разрешится, обычному человеку он вряд ли понадобится — до 2020 года вы скорее всего не слышали о существовании такого прибора, как пульсоксиметр.
Есть и узконаправленные опции: измерение атмосферного давления и температуры, проигрывание музыки с часов, функции слежения за ребенком. За них стоит переплачивать, только если вы точно знаете, зачем они вам нужны.
Наметилась приятная тенденция — даже недорогие модели стали оснащать GPS. Он повышает точность измерений и будет максимально полезен в любом устройстве.
Бесконтактная оплата появляется даже в бюджетных фитнес-браслетах, что говорит о ее популярности. Более половины россиян пользуются NFC, за наличие этого чипа явно стоит доплатить.
Читайте также: