شبکه های اجتماعی ما را فراموش نکنید:
ساعتهای هوشمند چطور کالری رو اندازهگیری میکنن؟
یکی از کاربردهای خیلی رایج ساعتهای هوشمند و دستبندهای سلامتی، پایش تناسب اندام و سلامتیه. سازندههای گوشی از روشهای مختلفی با ترکیب سنسورهای متفاوت استفاده میکنن. ولی مهمترین کارشون، اندازهگیری قدمها و کالری سوزونده شده حین ورزشهای مختلفه. اما سوال بزرگ اینه که این سنسورها چطور کار میکنن و چطور این اطلاعات رو محاسبه میکنن تا دادههای واقعی رو نشون بدن.
کالری چیه؟
کالری یه واحد انرژیه. مقدار انرژی موجود در غذا یا نوشیدنی با کالری اندازهگیری میشه. بدن ما برای زنده موندن و عملکرد درست اندامهامون به انرژی نیاز داره. وقتی میخوریم و مینوشیم، داریم انرژی وارد بدنمون میکنیم. بدن ما این انرژی رو از طریق حرکات روزانه مصرف میکنه که شامل همه چیز از نفس کشیدن تا دویدن میشه.
محتوای کالری معمولاً با kcal نشون داده میشه که مخفف کیلوکالریه، و همینطور با kJ که مخفف کیلوژوله. کیلوکالری یه اصطلاح دیگه برای چیزیه که معمولاً بهش کالری میگیم، پس ۱۰۰۰ کالری به صورت ۱۰۰۰kcal نوشته میشه. کیلوژول واحد متریک اندازهگیری کالریه. برای پیدا کردن مقدار انرژی به کیلوژول، عدد کالری رو باید در ۴.۲ ضرب کنی.
چرا کالری مهمه؟
کالری مستقیماً به سلامتی، و بیشتر به وزن بدن مربوط میشه. وقتی کالری بیشتری نسبت به مصرفمون میخوریم و مینوشیم، بدن ما مازادش رو به صورت چربی ذخیره میکنه. اگه این روند ادامه پیدا کنه، با گذشت زمان ممکنه وزن اضافه کنیم. برای حفظ وزن ثابت، انرژی که وارد بدنمون میکنیم باید با انرژی که از طریق عملکردهای طبیعی بدن و فعالیت فیزیکی مصرف میکنیم، برابر باشه.
به عنوان یه راهنمای کلی، یه مرد معمولی روزانه به حدود ۲۵۰۰ کیلوکالری (۱۰۵۰۰ کیلوژول) نیاز داره تا وزن سالم بدنش رو حفظ کنه. برای یه خانم معمولی، این عدد حدود ۲۰۰۰ کیلوکالری (۸۴۰۰ کیلوژول) در روزه. البته این مقادیر بسته به سن، اندازه بدن و میزان فعالیت فیزیکی و عوامل دیگه میتونه متفاوت باشه.
محاسبهگرهای کالری آنلاین زیادی برای کامپیوتر و گوشیهای موبایل وجود داره. خیلی از اینها رو میشه رایگان دانلود و استفاده کرد. اما ساعت هوشمند یا دستبند سلامتی میتونه کمکت کنه بفهمی در طول یه روز کامل یا بعد از هر فعالیت فیزیکی چقدر انرژی مصرف کردی.
ساعتهای هوشمند چطور کالری رو اندازهگیری میکنن؟
حالا بریم سراغ موضوع اصلی این مقاله، “ساعتهای هوشمند چطور کالری رو اندازهگیری میکنن”؟
بیاین ببینیم این گجت دیجیتال و هوشمند چطور این کار رو انجام میده. به طور کلی، یه ساعت هوشمند یا دستبند سلامتی نمیتونه دادهها رو برای مدت طولانی نگه داره (معمولاً دادهها رو حداکثر از ۱ روز تا ۱ هفته نگه میداره). بیشتر دادههای تاریخی توی اپلیکیشن موبایل (اپ) ذخیره میشه که ساعت هوشمند یا دستبند سلامتی باهاش لینک شده. معمولاً اپلیکیشن گوشی به کلاود وصله که دادهها رو برای کل عمر ذخیره میکنه. البته این روزها ساعتهای هوشمند با eSIM میان که میتونن دادهها رو مستقیم توی کلاود ذخیره کنن، ولی در نهایت کاربر میخواد مقادیر تاریخی رو یا توی اپ گوشی یا اپلیکیشن کامپیوتر چک کنه. وقتی وارد اپلیکیشن تناسب اندام گوشی موبایل میشی، ازت چند تا اطلاعات ضروری میخواد مثل قد، وزن و سن (معمولاً اپ از تاریخ تولد محاسبه میکنه)، جنسیت، سطح فعالیت (فعالیت فیزیکی هر چیزیه که باعث میشه سریعتر نفس بکشی و گرمتر احساس کنی) و غیره. این اطلاعات برای اندازهگیری BMI (شاخص توده بدنی) یا BMR (نرخ متابولیک پایه) خیلی مهمه.
البته، یادت باشه که همه کارهایی که بدنت انجام میده از انرژی استفاده میکنه، از جمله نفس کشیدن یا پلک زدن. ولی مشکل اینه که اینها رو نمیشه بدون تجهیزات متصل به بدنمون شمرد. پس اون محاسبهگرهای پایه فقط فعالیتهای فیزیکی مثل پیادهروی، دویدن، دوچرخهسواری، شنا، رقصیدن، کار فعال، بازیهای بیرون از خونه و غیره رو میپرسن. ولی این برای ساعت هوشمند صدق نمیکنه، چون میتونه ضربان قلب رو تشخیص بده. ساعتهای هوشمند از شتابسنج داخلیشون برای اندازهگیری حرکات استفاده میکنن. اونها همچنین از مانیتور ضربان قلبشون استفاده میکنن تا ببینن قلبت چقدر سریع میزنه. مفهوم اینه که هر چه ضربان قلبت سریعتر باشه، کالری بیشتری میسوزونی.
موقع ورزش، عضلههات باید کالری بسوزونن تا انقباضهاشون رو تامین کنن. تبدیل کالری از حالت مغذی ذخیره شده به شکلی که میتونه توسط سلولهای عضلهات سوزونده بشه، در طول ورزش هوازی، از طریق فرآیند تنفس سلولی انجام میشه که به اکسیژن نیاز داره. رسوندن اکسیژن از طریق جریان خون به سلولهای فعال عضلهات مستقیماً به ضربان قلبت مربوطه. همین رابطه به تو اجازه میده که مصرف انرژیت (یعنی سوزوندن کالری) رو از روی ضربان قلبت پیشبینی کنی. اساساً، با افزایش شدت ورزش، عضلههات باید کالری بیشتری بسوزونن، و در نتیجه قلبت باید سریعتر بزنه تا اکسیژن لازم برای تبدیل اون کالریها به شکلی از انرژی که میتونه توسط عضلههات سوزونده بشه رو فراهم کنه.
طبق گفته Shapesense، فرمول زیر برای محاسبه انرژی استفاده میشه. علاوه بر این، اگه VO2max خودت رو میدونی، میتونی محاسبهگر پایین رو امتحان کنی، چون یه کم دقیقتره. این فرمول فقط وقتی میتونه استفاده بشه که ضربان قلب بین ۹۰ تا ۱۵۰ ضربه در دقیقه باشه. اگه با ضربان قلب خارج از این محدوده محاسبه کنی، محاسبه درست نخواهد بود.
برای مردها:
کالری در دقیقه = (-55.0969 + (0.6309 × ضربان قلب) + (0.1988 × وزن) + (0.2017 × سن)) / 4.184
کالری در دقیقه (با در نظر گرفتن VO2max) = (-95.7735 + (0.634 × ضربان قلب) + (0.404 × VO2max) + (0.394 × وزن) + (0.271 × سن))/4.184
برای زنها:
کالری در دقیقه = (-20.4022 + (0.4472 × ضربان قلب) – (0.1263 × وزن) + (0.074 × سن)) / 4.184
کالری در دقیقه (با در نظر گرفتن VO2max) = (-59.3954 + (0.45 × ضربان قلب) + (0.380 × VO2max) + (0.103 × وزن) + (0.274 × سن))/4.184
ضربان قلب = تعداد ضربان در دقیقه
وزن = به کیلوگرم
سن = به سال
VO2max = حداکثر مصرف اکسیژن (به میلیلیتر/کیلوگرم/دقیقه)
جدول زیر رو نگاه کن تا ایدهای به دست بیاری که چطور با افزایش ضربان قلب، کالری سوزونده میشه. این برای یه فرد ۳۰ ساله و برای ۶۰ دقیقه فعالیت فیزیکی محاسبه شده:
| ضربان قلب | کالری سوخته شده برای خانم ۶۵ کیلویی | کالری سوخته شده برای آقای ۷۵ کیلویی |
|---|---|---|
| ۹۰ bpm | ۱۹۹ | ۳۲۵ |
| ۱۰۰ bpm | ۲۶۳ | ۴۱۵ |
| ۱۱۰ bpm | ۳۲۷ | ۵۰۶ |
| ۱۲۰ bpm | ۳۹۱ | ۵۹۶ |
| ۱۳۰ bpm | ۴۵۵ | ۶۸۷ |
| ۱۴۰ bpm | ۵۱۹ | ۷۷۷ |
| ۱۵۰ bpm | ۵۸۳ | ۸۶۸ |
فرمول دقیقی که استفاده میشه بسته به شرکت سازنده متفاوته و معمولاً خیلی محرمانه نگه داشته میشه چون USP (نقطه فروش منحصر به فرد) اونهاست. سازندگان ساعتهای هوشمند آزمایشهای زیادی انجام دادن و بر اساس دادههای فراوون، کالریها رو تخمین و محاسبه کردن.
اپل واچ سری ۳ یا بالاتر میتونه با استفاده از سنسورهای قلب و حرکت در طول پیادهروی، دویدن یا کوهنوردی در فضای باز، تخمینی از VO2max شما رو ثبت کنه. اپل واچ از محدوده VO2max بین ۱۴ تا ۶۰ میلیلیتر/کیلوگرم/دقیقه پشتیبانی میکنه که برای کاربران ۲۰ سال به بالا معتبره.
دادههای کالری که توسط ساعتهای هوشمند اندازهگیری میشه چقدر دقیقه؟
دادههایی که توسط ساعتهای هوشمند اندازهگیری میشه در اصل تخمینه، ۱۰۰٪ دقیق نیست چون مستقیماً کالری سوزونده شده رو اندازهگیری نمیکنه. فقط میتونه بر اساس دادههای شتابسنج و ضربان قلب و الگوریتمهای خودش تخمین بزنه. این یعنی اساس کار، شتابسنج و سنسور ضربان قلبه. اگه این اندازهگیریها دقیق نباشن، مقادیر کالری هم اصلاً دقیق نخواهند بود. با این حال، سازندگان بزرگ (اپل، فیتبیت، سامسونگ و غیره) از هوش مصنوعی (AI) برای مقایسه دادههای زیاد استفاده میکنن تا درصد خطا رو کاهش بدن. و از اون مهمتر، روشهای یادگیری ماشین (ML) با مقایسه دادههای روزانه کمک میکنه منطق محاسبات برای افراد مختلف بهبود پیدا کنه.
و یه نکته دیگه که احتمالاً متوجه شدی اینه که تنظیمات مختلفی برای هر نوع ورزش وجود داره. این عمدیه چون نرخهای متفاوتی برای خوندن نبض و بعضی فاکتورهای دیگه نیاز هست. ولی همونطور که گفتم، این یه ویژگی سازندست که روز به روز با کلی داده توسعهاش دادن.
علاوه بر این، این واقعاً یه انگیزه برای افراده تا با کم کردن یا متعادل کردن وزن بدنشون، تناسب اندامشون رو بهبود بدن. مسلماً باید این رو به یاد داشته باشیم که سلامتی ثروته. یه ساعت هوشمند یا دستبند سلامتی تهیه کن و شروع کن به پایش سلامتیت.