智能手表是跟踪你活动的好工具。它们可以监测你在锻炼期间的心率，跟踪你的睡眠，有些甚至可以帮助管理锻炼的恢复。但几项研究表明，智能手表和健身追踪器在计算运动时的热量消耗方面做得不太好，它可以减少你实际能量消耗的40%至80%。
斯坦福大学(Stanford University)研发的一种新型可穿戴设备声称要精确得多。天辰注册它不是戴在手腕上，而是戴在腿上。
这是因为它能测量腿部运动，而你的大部分能量都是在下肢运动中消耗的，比如走路、跑步、爬楼梯和骑自行车。它使用了两个惯性测量单元(imu)，外加一个电池单元和佩戴在臀部的微控制器。这肯定没有戴上智能手表或追踪器那么方便，但这是斯坦福大学研究生帕特里克·斯莱德(Patrick Slade)首次提出的概念。
准确测量热量消耗是很重要的，原因有很多，但主要是因为它可以帮助人们控制体重。斯坦福大学机械工程副教授史蒂夫·柯林斯(Steve Collins)说:“我们想了解体育活动和肥胖之间的联系，这样我们就可以开发新的干预措施，帮助人们活得更久、更健康、更有成就感。”柯林斯与斯莱德共同撰写了这项研究报告。
当然，我想测试一下这个系统，看看戴在腿上的追踪器是否真的能比戴在手腕上的追踪器更准确地估计卡路里的消耗。
测量热量燃烧是复杂的
大多数消费者可穿戴设备使用心率和基于手腕的运动来计算活动期间的热量消耗。但Slade说，心率与你消耗的能量没有直接关系。他说:“你的心脏只是在向全身输送血液，有很多不同的因素会影响它。”“你有多累，如果你喝了咖啡，锻炼了，这段时间的历史会让你非常不稳定。”
相反，他的系统将运动分解成每一步，天辰注册然后使用机器学习模型来计算能量消耗。它对十多位不同年龄和体重的参与者进行了测试，平均误差为13%，而消费者可穿戴设备的误差为40%至80%。
为了亲自测试它的准确性，我来到了斯坦福大学(Stanford University)的人类行为实验室，那里摆满了各种精密的健身设备，包括一台反重力跑步机。但为了测试这种新型可穿戴设备，只需要常规的健身器械，比如爬楼梯和健身自行车。我将做四种锻炼，每次5分钟:走路、跑步、骑自行车和走楼梯。
使用斯莱德的系统很简单。你可以在大腿和小腿上绑上两个带有imu的弹性带，然后在腰部绑上一个控制器和电池。感觉就像把一个小智能手机绑在我的肚子上，我甚至没有注意到我腿上的电线。
我还戴上了一个实验室级别的呼吸计来测量我的实际能量消耗。它监测我呼出的二氧化碳和吸入的氧气，给我斯莱德所谓的“地面真相”读数，或我实际的卡路里燃烧量。它花费数万美元，重约5磅，加上面具和背包，所以它不是人们在实验室之外使用的最佳工具。
最后，我在手腕上绑了一块智能手表，以获得它的热量估算值。在我锻炼之后，我们会比较这三种设备的结果。
一旦我们从呼吸计上得到一个基线读数，我就开始锻炼。我知道把这些工具绑在身上，我不会创造任何速度记录，但幸运的是，这无关紧要——我们只跟踪能量消耗。
结果出来了，而且令人惊讶
在收集了每个设备的所有数据点后，斯莱德向我介绍了结果。跑步时，呼吸测量设备显示我燃烧了87卡路里，可穿戴腿部设备显示我燃烧了66卡路里，智能手表显示我燃烧了52卡路里。你可以在这个页面的视频中看到每次锻炼剩下的卡路里计数，但在所有四种锻炼中，腿部可穿戴设备的错误率为14%，而我手腕上的手表的错误率为58%。事实证明，手表低估了我每次锻炼时的总体卡路里消耗量，但斯莱德告诉我，它可能高估了其他人的卡路里消耗量。他说:“人们不可能只对智能手表的估值进行固定的缩放，从而使其对每个人都准确。”
目前，这种以腿部为基础的系统只适用于下半身的锻炼，但他已经在想办法制造出一种能同时考虑举重等上半身运动的版本。他说:“也许在你的智能手表上使用IMU来获得手臂的运动，如果你正在做一个销售代表，你也许可以使用相同的建模方法。”该研究论文还鼓励智能手表工程师使用它的方法来提高热量跟踪的有效性。
你不能买到这种新的可穿戴设备，但你可以自己做。所有的说明和代码都提供了，希望这将有助于加快开发。斯莱德还在研究一种更小更轻的版本，它可以集成到衣服上，甚至可以用智能手机作为控制器。
要想让这类追踪器可行，它们必须价格合理，体积小，可以整天佩戴，这样我们就可以实时跟踪我们的能量消耗。柯林斯告诉我:“这样你就能真正了解哪些活动导致了能量消耗，以及它的强度有多大。”最终目标?通过更准确地跟踪我们的活动，可穿戴设备将能够为我们提供如何锻炼或控制体重的个性化见解。
