ابزارهای پوشیدنی چگونه رفتار شما را تحلیل می کنند؟

در عصر حاضر، گجت‌های پوشیدنی و تلفن‌های هوشمند به بخشی جدایی‌ناپذیر از سبک زندگی مدرن تبدیل شده‌اند که نه تنها ابزاری برای ارتباطات، بلکه نگهبانان هوشمند سلامت و تندرستی محسوب می‌شوند. با این حال، پشت پرده این دستگاه‌های کوچک، فرآیندی پیچیده از پردازش داده‌های فیزیکی و بیومکانیکی جریان دارد که بسیاری از کاربران از عمق علمی آن آگاه نیستند.

به گزارش سیناپرس، بسیاری از ما در طول روز از گجت ها و ابزارهای پوشیدنی هوشمندی مانند ساعت های هوشمند استفاده کرده و این سیستم ها با دقتی بالا رفتارهای زیستی ما از جمله ضربان قلب، فعالیت فیزیکی، دما و …. را بررسی می کنند.

سوال اصلی اینجاست که این فناوری‌ها چگونه با دقتی شگفت‌انگیز، گام‌های ما را می‌شمارند و آیا واقعاً برای این کار نیازمند موقعیت‌یاب ماهواره‌ای هستند؟ پاسخ به این پرسش، دریچه‌ای تازه به سوی درک تعامل میان انسان و ماشین باز می‌کند و نشان می‌دهد که راز دقت این ابزارها در اعماق قطعات الکترونیکی آن‌ها و نه در آسمان‌ها نهفته است.

بسیاری از افراد تصور می‌کنند که شمارش قدم‌ها و کالری‌سوزی، وابستگی مستقیمی به سیستم موقعیت‌یاب جهانی یا همان جی پی اس داشته و بدون دریافت سیگنال از ماهواره‌ها، امکان ثبت دقیق فعالیت‌های بدنی وجود ندارد. اما این یک باور نادرست رایج است؛ چرا که هسته اصلی محاسبه فعالیت بدنی در ساعت‌های هوشمند و گوشی‌های همراه، بر پایه حسگرهای داخلی به نام «شتاب‌سنج» (Accelerometer) و «ژیروسکوپ» (Gyroscope) استوار است.

شتاب‌سنج‌ها با اندازه‌گیری تغییرات سرعت و جهت حرکت در سه محور فضایی (عرضی، طولی و ارتفاعی)، لرزش‌ها و حرکات ناگهانی بدن را ثبت می‌کنند. در مقابل، ژیروسکوپ‌ها با تشخیص زاویه چرخش و جهت‌گیری دستگاه در فضا، به سیستم کمک می‌کنند تا تفاوت بین راه رفتن معمولی، دویدن یا حتی بالا و پایین رفتن از پله‌ها را تشخیص دهد.

ترکیب داده‌های این دو حسگر توسط الگوریتم‌های پیشرفته پردازش سیگنال، الگوی خاصی از حرکت را شناسایی کرده و آن را به عنوان یک «گام» معتبر ثبت می‌کند. بنابراین، حتی اگر  جی پی اس دستگاه کاملاً خاموش باشد، این حسگرهای میکروالکترومکانیکی  همچنان با دقت بالایی فعالیت‌های روزمره را رصد می‌کنند.

نکته حائز اهمیت در بحث دقت این فناوری، مکان قرارگیری دستگاه بر روی بدن است. از منظر بیومکانیک و فیزیک حرکت، دقیق‌ترین نقطه برای نصب شتاب‌سنج، ناحیه لگن یا مرکز ثقل بدن است.

دلیل علمی این موضوع آن است که وقتی فرد راه می‌رود، لگن کمترین نوسان جانبی و غیرمرتبط را نسبت به سایر اندام‌ها تجربه می‌کند و حرکت آن همسو با مسیر کلی پیشروی بدن است. به همین دلیل، قرار دادن گوشی در جیب شلوار یا استفاده از ساعت مچی که در حالت ایستاده موازی با محور بدن قرار می‌گیرد، داده‌های خالص‌تری نسبت به قرار دادن گوشی در کیف دستی یا کیسه‌ای که در دست حمل می‌شود، ارائه می‌دهد.

در حالت دوم، حرکات اضافی دست و اصطکاک با لباس، نویزهای مصنوعی ایجاد کرده و ممکن است باعث شمارش اشتباه گام‌ها شود. این اصل ساده اما حیاتی، نشان می‌دهد که نحوه استفاده کاربر از تکنولوژی، تأثیر مستقیمی بر صحت داده‌های دریافتی دارد.

صحت‌سنجی علمی این ادعاها در پژوهشی جامع و دقیق مورد تأیید قرار گرفت که نشان داد اپلیکیشن‌های پیشرفته شمارنده قدم، با خطایی بسیار ناچیز عمل می‌کنند. در مطالعه‌ای که بر روی بیش از صد نفر انجام شد، نتایج ثبت شده توسط برنامه‌های هوشمند با ابزارهای پزشکی استاندارد مقایسه گردید و مشخص شد که میانگین تعداد قدم‌های گزارش شده تنها حدود ۵۰۰ قدم با میزان واقعی تفاوت داشته است.

این میزان خطا در مقیاس روزانه و سالانه، کاملاً قابل چشم‌پوشی است و اعتبار بالای سنسورهای داخلی را اثبات می‌کند.

علاوه بر این، تکیه بر شتاب‌سنج به جای جی پی اس، مزایای امنیتی و اقتصادی مهمی نیز به همراه دارد. روشن بودن دائمی GPS نه تنها مصرف باتری را به شدت افزایش می‌دهد، بلکه نگرانی‌هایی را درباره حریم خصوصی و امکان ردیابی مکان توسط اشخاص ثالث یا عوامل مخرب سایبری ایجاد می‌کند.

خوشبختانه، سازندگان فناوری با درک این موضوع، تمرکز خود را بر بهینه‌سازی الگوریتم‌های مبتنی بر شتاب‌سنج معطوف کرده‌اند. بنابراین، با استفاده از این روش جایگزین و امن‌تر، کاربران می‌توانند بدون نگرانی از افشای موقعیت مکانی خود، از مزایای پایش سلامت بهره‌مند شوند.

مترجم: امیرحسین فتائی