Прості годинники почали лише з того, що повідомляли нам, як дізнатися, котра година. Однак сьогодні доступні розумні годинники здатні на набагато більше. Від відстеження рівня нашого артеріального тиску до дозволу надсилати текстові повідомлення або навіть грати в ігри; ці годинники революціонізували наш спосіб життя.
У сучасну епоху відбувся величезний крок до зосередження уваги на здоров’ї та фізичній формі. І розумні годинники значною мірою відповідальні за це. Зрештою, це полегшує життя кожному!
Коли ви бачите людей, які йдуть на пробіжку чи в тренажерний зал, у них завжди буде ввімкнений розумний годинник. Завдяки цьому вони знатимуть, наскільки добре вони працюють, і зможуть стежити за своїми фітнес-цілі.
Одним із основних аспектів фізичної форми, який відстежують розумні годинники, є кількість кроків, які ви робите щодня. Використовуючи кілька датчиків і алгоритмів, вони вимірюють це та передають ці деталі вам. Однак чи знаєте ви, як працюють ці датчики та системи??
Давайте перейдемо далі, щоб дізнатися більше про те, як насправді працюють ці розумні годинники.
Інструменти, що стоять за етапами відстеження
Тепер не дивно, що розумні годинники оснащені багатьма різними датчиками та алгоритмами. Щоб зрозуміти, як ваш годинник визначає, скільки кроків ви зробили, вам просто потрібно знати про два датчики: акселерометр і гіроскоп.
Акселерометр
Як сказано в назві, цей датчик більше зосереджений на відстеженні вашого прискорення. Простіше кажучи, якщо ви починаєте рухатися швидше або повільніше, датчик може вловити цю зміну, щоб допомогти розрахувати кількість зроблених кроків.
Відстежуючи ваше прискорення, цей датчик може розрізняти різні дії, бігаєте ви чи піднімаєтесь сходами. У розумних годинниках ви часто знайдете 3-осьовий акселерометр. Ця версія акселерометра набагато точніша, оскільки вона оцінює зміни вашої швидкості за трьома різними осями.
Гіроскоп
Якщо ви коли-небудь грали в будь-яку гру від першої особи, ви, мабуть, бачили опцію налаштування під назвою датчик гіроскопа. Коли цю опцію ввімкнено, ви можете оглядатися в грі, просто пересуваючи екран. Коли ви повертаєте ліворуч у реальному часі, ваш персонаж також повертатиме ліворуч у грі.
Гіроскоп використовується для відстеження кутової швидкості людини. Отже, коли ви йдете або бігаєте та змінюєте напрямок руху, цей датчик дізнається про це та відстежує це.
Цей датчик також корисний, коли ви збираєтесь у тривалі подорожі, наприклад у походи. Коли ви піднімаєтеся на вищі ділянки, ви будете виконувати складніші рухи. Зазвичай вашому годиннику буде важко вловити різницю між раптовим рухом руки та фактичним кроком.
Завдяки гіроскопу ваші розумні годинники можуть точно відстежувати, куди ви йдете.
Системи, які обчислюють ваші кроки
Тепер, коли ми розглянули основи того, які датчики відповідають за визначення кількості кроків, які ви виконуєте, наступною темою є алгоритми, які об’єднують дані. Зрештою, ніщо не є повним без ШІ.
Коли справа доходить до етапів, головним алгоритмом, на який слід зосередитися, є MEMS або мікроелектромеханічні системи. MEMS працює разом з акселерометром для вимірювання змін прискорення по трьох осях.
Коли ви робите великий крок вперед, це зараховується як прискорення вздовж осі вперед. Так само, якщо ви починаєте марш з високо піднятими колінами, це зараховується як ваше прискорення у вертикальному напрямку.
Ці рухи точніші за допомогою гіроскопа. Це тому, що гіроскоп може відстежувати напрямок і кут руху.
Після вимірювання цих факторів починають працювати фонові алгоритми. Вони вимірюють найбільшу та найменшу кількість прискорень по всіх трьох осях. Ми припустимо, що існує заданий набір зразків або кроків, а це 50.
Це число постійно змінюватиметься залежно від того, наскільки швидко ви зазвичай рухаєтесь. Коли ви робите крок і він перетинає найменше необхідне прискорення, це зараховується як крок.
Однак у цьому є проблема. Якщо ви рухаєте руками досить швидко, це також буде зараховано як крок. Щоб уникнути цієї проблеми, ці алгоритми почнуть використовувати періоди часу.
Подумайте про це як про кількість кроків, які ви робите за певний час. Тепер, якщо ви повільно ходите, система відстежить це. І якщо ви почнете швидко рухати руками, це буде проти вашої середньої швидкості ходьби. Потім цей швидкий рух ігнорується, щоб точніше виміряти зроблені кроки.
Забезпечення точного розрахунку ваших кроків
Коли ви зрозумієте, як працюють фонові системи, вам також потрібно навчитися забезпечувати точність. Це робиться за допомогою калібрування. Залежно від смарт-годинника, який використовується, калібрування можна виконати один або кілька разів.
Щоб переконатися, що ваш годинник дуже точний, вам потрібно буде провести пробний запуск. Тут вимірюється кількість кроків, які ви робите під час ходьби або бігу. Те, як ваша рука рухається, також вимірюється, щоб переконатися, що вона не спотворює показання кроків.
Інші годинники також дозволяють користувачам налаштовувати свої програми для фітнесу. Тут ви можете ввести свою особисту інформацію, наприклад вагу та зріст. У свою чергу це можна використовувати для точного розрахунку ваших кроків.
Під час налаштування користувачі також можуть вибирати режими, які дозволяють точніше зчитувати. Вирушаємо на пробіжку? Нехай ваш годинник знає! Таким чином він може розрізняти повільніші та швидші кроки.
Щоб отримати дуже точні показники, рекомендується дотримуватися автоматичного калібрування. Таким чином ваші розумні годинники продовжуватимуть збирати дані. Це найкращий спосіб, оскільки ваш годинник автоматично оновлюється залежно від ситуації, у якій ви перебуваєте.
На бігу? Ваш годинник уже знає, оскільки ви рухаєтеся досить швидко. Коли ви закінчите, буде виміряно зміну швидкості, щоб обчислити кількість кроків під час ходьби.
