热像仪感应呼吸以改善运动卡路里估算

发布时间：2024-05-09 17:04:16 栏目：精选百科

导读 任何健身爱好者都会告诉您，智能手机、智能手表和其他可穿戴设备消耗的卡路里的估计值差异很大。这是因为这些设备缺乏收集做出准确估计所需...

任何健身爱好者都会告诉您，智能手机、智能手表和其他可穿戴设备消耗的卡路里的估计值差异很大。这是因为这些设备缺乏收集做出准确估计所需的所有信息所需的传感器。



但卡内基梅隆大学和印度理工学院 (IIT) 甘地讷格尔研究人员的新研究表明，在这些设备中添加廉价的热像仪可以大大提高准确性。

计算机科学学院软件与社会学院副教授 Mayank Goel表示，使用热像仪监测人的呼吸频率和体温，可以将能量消耗估算的误差从当前智能手​​表的近 40% 降低到不到 6%。 系统部 (S3D)和 人机交互研究所 (HCII)。

但呼吸和心率还不够，因为它们没有考虑到个体的身体和环境差异，戈埃尔说。

临床测量能量消耗的黄金标准是热量计，它利用心率、呼吸和呼出气体中的二氧化碳浓度来确定燃烧的卡路里。可穿戴设备在测量心率方面已经做得相当不错，添加热像仪将提供一种测量呼吸频率的方法。目前还没有使用可穿戴设备测量二氧化碳浓度的解决方案，但热像仪可以测量体温。

“我们失去了测量氧气和二氧化碳浓度的能力，但我们获得了温度测量，”戈埃尔说。

在机器学习的帮助下，这三个数据点的结合使研究人员能够开发出一个 名为 JoulesEye 的系统，用于估算能量消耗。他们招募了 54 名参与者，他们骑自行车或跑步 15 分钟。他们的测试表明，与临床热量计相比，JoulesEye 可以估算燃烧的卡路里，错误率仅为 5.8%。

除了帮助健身爱好者之外，JoulesEye 还可用于运动训练，以及监测慢性糖尿病或心血管疾病患者。

由 Goel、Adhikary、Sadeh 和 IIT Gandhinagar 计算机科学助理教授 Nipun Batra 共同撰写的JoulesEye 报告已发表在 ACM 移动、可穿戴和普适技术会议录中，并将于 10 月在 在澳大利亚墨尔本举行的UbiComp 2024会议。

将低分辨率热感相机集成到可穿戴设备中的成本应该是可行的，因为这些相机的售价已经达到 45 美元或更低。但戈埃尔表示，该团队正在努力将分辨率更低的热感相机整合到系统中，这可能会降低传感器的价格。它还将减少因摄像头经常对准用户脸部而引起的隐私担忧。

该团队还希望减少热像仪必须瞄准用户脸部的时间。现在完成必要的测量大约需要 40 秒。

“我们的目标是，检查手表所需的时间应该足以获取我们需要的信息，”戈埃尔说。

“当人们看到这些数字时，他们会改变自己的行为，如果数字错误，那可能会很麻烦，”戈埃尔说。例如，那些认为自己在跑步机上燃烧了 400 卡路里的人可能会在一天中摄入更多卡路里，尽管他们的实际消耗量接近 200 卡路里。

“这是一个大问题，”他补充道。