你的商业健身追踪器有多精确

　　在一项研究中，18名老年人全副武装，在跑步机上散步。他们把设备绑在手腕和脚踝上，系在腰带上，包裹在胸前。但即使有了这些追踪器，老年人也无法获得准确的步数，因为他们的动作太慢，无法触发设备中的传感器。
　　商业健身追踪器除了用于追踪步数之外，还被用于各种各样的事情。他们测量心率，跟踪睡眠模式，并计算基础代谢率和燃烧的卡路里。它们被用于临床试验、研究实验室、保险公司和企业健康计划。
　　你的健身追踪器可能会有很多地方出问题，尤其是如果你不适合一个相当狭窄的人群:20多岁或30多岁的浅色肤色，平均健康水平和＂有目的＂的步态。(我们马上就会讲到这一点。)
　　设备没有明确地计算每一步;他们使用所谓的＂加速计＂进行近似。加速度计使用电磁传感器来捕捉运动，健康追踪器使用一种算法来解释这些信息，这种算法会训练设备识别出什么才是重要的一步。用户可以根据自己的身高、体重和年龄对设备进行编程，从而进一步个性化这些计算。
　　不过，英属哥伦比亚大学(University of British Columbia)理疗系副教授琳恩·菲汉(Lynne Feehan)说，使用的算法通常是基于招收大学生男性的研究数据。菲汉是一项有关Fitbit准确度的研究的作者之一。＂如果是正常的有节奏的步伐，正常的抑扬顿挫，他们确实能很好地检测出步伐，＂菲汉说。他们被设计用来测量有目的的行走。但是，她说，如果你在厨房里慢吞吞吐地走着小步，或者推着婴儿车或助行器，加速度计就不那么可靠了。
　　＂这里面肯定有偏见，＂她说。＂一个孩子的动作和一个90岁的人的动作是非常不同的。＂
　　Fitbit负责研究的副总裁阮玲玉(Shelten Yuen)在一份通过电子邮件发送的声明中说，公司一直在努力改进算法。他写道:＂Fitbit利用人工智能和机器学习，结合其庞大的生物特征信息数据库，开发并不断改进其产品。＂
　　举个例子，如果你向前走了一步，你的手臂向前伸，加速计就会感应到你移动的力量并记录下这一步。但如果你拖着脚走路，一瘸一拐，走路时不要摆动手臂，或者只是简单地缓慢移动，这一步可能不会记录在你的健身追踪器上。
　　对于行动较慢的老年人、跛行者或患有帕金森病的人来说，情况也是如此。帕金森病的症状是走路时手臂运动减少。菲汉和她的合著者发现，与其他研究级别的设备相比，fitbit将老年人的步数低估了25%。
　　菲汗的研究还发现，这些设备计算步数的总体准确度仅为可接受水平的三分之一至一半。在实验室中，当受试者慢跑或正常行走时，与观察到的步数相比，这些设备在50%的情况下会少计步数。然而，在实验室之外，fitbit会比研究级别的计步器和加速计高估多达35%的步数。
　　Fitbit拒绝就个别研究发表评论。
　　如果你想在工作场所赞助的健身活动中增加步数，这些设备也很容易被骗。在加入这个行列之前，调查记者苏亚·马图(Surya Mattu)与工程师兼艺术家特加·布雷恩(Tega Brain)合作，设计了一系列欺骗追踪器的策略，从把追踪器绑在节拍器上，到用钻头或自行车轮子转动追踪器。
　　因此，如果你想每天比较你的活动水平，计步器是一个很好的工具。如果你的目标是每天走1万步，那你的目标可能就错了。如果你是一个想把算步数作为健康标准的雇主，那么你要知道，个人之间的比较可能并不公平，因为所有人的步数并不是平均计算的。
　　为了测量心率，大多数追踪器使用一种叫做＂光体积描记术＂的技术，这种技术通过向手腕发射一束绿色LED光来测量血容量。当心脏跳动时，更多的血液流向血管，更多的绿光被血液吸收。在两次心跳之间，血液会衰减，吸收更少的光。通过这些测量数据，该设备可以计算出心率。
　　但是跟踪心率的绿色LED传感器可能不可靠。为了测量血容量，绿光必须穿透皮肤，但几项研究表明，更多的黑色素皮肤更容易吸收绿光。
　　关于这方面的科学仍在争论中。一项研究没有发现肤色和准确度之间的相关性，但它确实报告了活动时的错误率比休息时高30%。另一项研究发现，戴在手腕上的健身追踪器上的心率监测器，尤其是苹果手表，在受控环境下的研究中表现相当不错。
　　Fitbit表示，该公司一直在努力校准他们设备中的传感器，以满足所有人的需求。袁在一份电子邮件声明中说:＂为了达到最佳、最一致的性能，所有肤色的用户，我们设计了我们的光学系统，以发射足够强度的绿光来感知深色皮肤，我们的探测器也足够灵敏来准确检测心率信号。＂
　　但尝试过fitbit和其他追踪设备的黑皮肤用户抱怨说，这些设备的读数很奇怪，或者根本不起作用。智能手表制造商Polar甚至将深色皮肤和纹身列为限制腕表准确性的因素。
　　瑞典医科大学卡罗林斯卡学院(Karolinska Institutet)的高级研究员迈克尔·马特森(Mikael Mattsson)说，在研究环境中，科学家通常会校准七个不同波长的光，以得出最准确的读数，＂但你不可能把所有东西都放在一块小手表里，＂他解释说。
　　除了绿色led灯，苹果手表还使用红外传感器来测量静息心率。Mattsson说，红光比绿光更准确、更可靠，但它也很容易被运动所抛弃，所以许多设备在运动时仍依赖绿光来测量心率。苹果手表系列4还配备了电极，可以直接测量来自心脏的电流，而不依赖于血液水平等替代测量。
　　即便如此，戴在手腕上的传感器的准确性也因活动类型的不同而有很大差异。虽然这些设备在重复、稳定、中等强度的活动(比如骑固定自行车)中表现很好，但研究表明，即使在其他相对可控的活动中，比如使用带有手臂杠杆的椭圆机，它们也会出现心率出错的情况，而且戴在手腕上的传感器也不如肩带式监测仪准确。
　　Mattsson说:＂在我们的实验中，变异越多，差异就越大。＂他甚至还没有尝试过在户外测试这些设备，因为在他看来，＂如果它们在室内不够好，在户外也不够好。＂
　　总而言之，一些心率监测器在特定条件下可以很好地工作，如果你只是为了好玩而跟踪心率，或者随便比较一下你的锻炼强度，这些监测器都很好，只是要知道它们并不完美。如果你是一名竞技运动员，或者出于健康原因需要监测心率，你最好使用一种更复杂的设备，比如胸带。
　　这就是事情变得非常模糊的地方。从那些关于运动和心率的可能不准确的测量中，大多数设备使用专有的算法来计算能量消耗。一些追踪器允许你添加关于你的身高、体重、年龄和性别的信息，该设备使用这些信息来计算基础代谢率——基本上就是你的身体在正常功能下每天消耗的热量。
　　但是在运动过程中消耗的卡路里是健康追踪器计算出的最不可靠的指标。
　　Mattsson是为数不多的几项研究之一的合著者，这些研究关注的是健身追踪器在不同年龄、体重、身高、肤色和健康水平的人群中效果如何。他的研究发现，在计算消耗的卡路里时，所有设备的错误率都不低于20%。＂工程师们为机器设计算法。但人类不是机器，＂他说。
　　另一个最近的研究测试了四个trackers-the苹果看系列4极有利的V, Garmin菲尼克斯5和Fitbit Versa-and得出结论,而苹果的手表和极地有利V在测量心率表现很好,没有四个应该用于监测能源消耗水平测试,范围从坐在短跑。
　　与步长计数一样，Mattsson说问题出在算法上。＂因为他们使用的是算法和代理度量，所以它永远不会是完美的，＂他说。＂最大的问题是，他们只为一小部分人设计了算法。在大多数研究中，你谈论的是平均健康水平的30多岁的白人男性。你离得越远，出现问题的风险就越大。＂
　　Mattsson说，这种情况让健康追踪器陷入了尴尬的两难境地。为了改进，公司需要更多样化的人群来购买和使用他们的产品。通过这种方式，公司将拥有更多样化的数据集来训练算法，并使算法充分考虑到身体、健康水平和年龄的多样性。＂但你需要很多人来使用它们，即使它们并不完美，＂他说。
　　底线?如果你想计算卡路里，不要依赖你的健身追踪器。总的来说，跟踪器很有趣，也很有用，但是它们提供的数据必须在上下文中使用。＂更重要的是，每个人都要认识到，每项技术都有可能出错，在使用这项技术时也要考虑到这一点，＂巴尔的摩马里兰大学(University of Maryland, Baltimore County)运动身体实验室(Bodies in Motion Lab)的主任海伦娜·门蒂斯(Helena Mentis)说。
　　健康追踪器可以帮助用户了解自己，识别模式，并反思自己的行为，但这些设备提供的数据不应该被当作真理。考虑到这些设备在人口统计数据上的不确定性准确性，任何考虑使用商业健身追踪器来监测健康状况或比较个人表现的人都应该三思。