Умные часы давно превратились из простого аксессуара в персонального тренера на запястье. Они считают шаги, отслеживают пульс, анализируют сон и во время тренировки сообщают, сколько энергии потратил организм.
Но насколько можно доверять последней цифре?
Новое исследование, проведённое учёными из Международного университета Флориды (Florida International University), показывает: если речь идёт именно о расходе энергии, популярные фитнес-трекеры могут заметно ошибаться. Причём ошибка чаще оказывается не случайной — устройства имеют тенденцию завышать количество сожжённых калорий.
Для человека, который просто хочет оценить свою физическую активность, это может быть не более чем небольшая погрешность. Однако если данные часов используются для точного контроля энергетического баланса, спортивных тренировок или научных исследований, ситуация становится гораздо серьёзнее.
Как работает подсчёт калорий в умных часах
Современные носимые устройства не измеряют расход энергии напрямую. Часы не могут буквально определить, сколько калорий организм потратил во время пробежки или поездки на велосипеде.
Вместо этого они собирают различные физиологические показатели, а затем специальные алгоритмы оценивают по ним энергетические затраты.
Один из ключевых элементов такой системы — фотоплетизмография (PPG). Это оптический метод, при котором светодиод направляет свет на кожу, а сенсор анализирует его отражение. Поскольку количество крови в тканях немного меняется вместе с сердцебиением, устройство может оценивать частоту пульса и другие параметры кровотока.
Затем программное обеспечение объединяет эти данные с информацией о движении и характеристиками пользователя. На выходе получается оценка расхода энергии.
Именно здесь и возникает проблема: между физиологическим сигналом и цифрой вроде «725 ккал» находится целая цепочка математических моделей и предположений. Если алгоритм ошибается, итоговое значение тоже будет ошибочным.
Что показал эксперимент
Исследователи под руководством специалиста по физическим упражнениям Джейсона Кострны (Jason Kostrna) протестировали четыре популярных фитнес-трекера. В эксперименте приняли участие 58 человек, различавшихся по росту, оттенку кожи и процентному содержанию жировой ткани.
Добровольцам предложили интенсивную тренировку на велоэргометре с горизонтальной посадкой. Показания часов затем сравнивали с результатами лабораторного оборудования, которое использовалось в качестве эталона для оценки энергетических затрат.
Результат оказался довольно показательным: средняя ошибка различных устройств составляла примерно 80–110 килокалорий, что соответствует приблизительно 15–25%.
Причём проблема заключалась преимущественно в завышении результата. Иными словами, если часы показывали, что тренировка потребовала от организма определённого количества энергии, реальный расход зачастую оказывался ниже.
Какие часы ошибались сильнее
Все четыре протестированных устройства показали разные результаты.
Наибольшую систематическую склонность завышать расход энергии продемонстрировали Samsung Galaxy Watch 5 и Garmin Forerunner 955.
У Apple Watch Series 8 завышение оказалось значительно меньше.
С Fitbit Sense 2 ситуация оказалась интереснее. В среднем устройство не продемонстрировало статистически значимого систематического смещения в принятых для анализа результатах. Однако примерно 13% его оценок оказались неправдоподобными. Если учитывать и эти случаи, Fitbit Sense 2 показал худший результат среди четырёх протестированных устройств.
Это важная деталь: среднее значение само по себе способно скрыть отдельные очень серьёзные ошибки.
Влияет ли состав тела на точность?
Исследователи также хотели выяснить, насколько точность оптических датчиков зависит от индивидуальных особенностей человека.
По одному из параметров результаты оказались обнадёживающими: заметной связи между оттенком кожи участников и точностью измерений обнаружить не удалось.
А вот процент жировой ткани оказался гораздо более существенным фактором. По мере его увеличения точность оценки расхода энергии снижалась.
Почему именно это происходит, пока неясно. Возможны как ограничения самой технологии измерения кровотока, так и особенности алгоритмов, которые преобразуют полученные физиологические сигналы в оценку количества потраченной энергии. Авторы исследования пока не могут однозначно определить, где именно возникает основная ошибка.
Почему ошибка в несколько сотен калорий всё-таки имеет значение
Допустим, часы регулярно завышают расход энергии всего на несколько десятков калорий за тренировку. Один раз это практически ничего не меняет.
Но за неделю небольшая систематическая ошибка способна накопиться до нескольких сотен килокалорий. И человек, ориентирующийся исключительно на показатели устройства, может получить совершенно неверное представление о своём энергетическом балансе.
Именно поэтому Джейсон Кострна подчёркивает, что цифру «сожжено калорий» не следует воспринимать как точное измерение.
При этом исследователи вовсе не предлагают отказаться от фитнес-трекеров. Их данные могут быть весьма полезны для отслеживания динамики: например, чтобы сравнить активность сегодня с собственной активностью месяц назад.
И здесь возникает принципиальная разница между вопросами «сколько именно?» и «становится ли больше или меньше?». Для второго задачи умные часы могут оказаться гораздо полезнее, чем для первого.
Для чего фитнес-трекеры всё-таки годятся
Нельзя сказать, что современные смарт-часы бесполезны во время тренировок. Напротив, они позволяют получать большое количество данных и помогают пользователю замечать изменения собственной физической активности.
Проблема начинается тогда, когда приблизительную оценку принимают за лабораторное измерение.
Для повседневных тренировок условные «500 или 600 калорий» могут быть вполне достаточным ориентиром. Но в ситуациях, где важна высокая точность — например, в научных исследованиях, клинической практике или профессиональном спорте, — подобная погрешность уже может иметь существенное значение.
По словам Кострны, разумнее следить за собственными показателями в динамике и использовать данные часов как один из инструментов, а не как абсолютный источник истины.
Иными словами, умные часы действительно могут многое рассказать о тренировке. Просто не стоит ожидать, что маленький оптический сенсор на запястье способен с лабораторной точностью подсчитать каждую потраченную организмом калорию.
Исследование опубликовано в научном журнале PLOS One.
