90 分钟的一套“刘畊宏”下来，闺蜜 A，面色红润精神矍铄，手表展现消耗 500 大卡；闺蜜 B，气喘吁吁故做淡定，手环展现消耗 800 大卡；我，四脚朝天形似瘫痪，左手手表展现 20 大卡，右手手环展现接触不良。
（省略骂骂咧咧两个天然段）都是青春美少女，为啥我的数据比她们差了那么多？！
智妙手表早就成为一种“运动配备”似的存在，实运动党将其视为运动时重要的量化参考，实配备党将其当做标识表记标帜身份的象征。
2014 年，苹果发布了第一代 Apple Watch——良多人把那做为智妙手表（手环）进进消费电子市场的标记之一。产物迭代了八年，就用户体征监测功用来说，小到测个心率，算出你今日消耗卡路里；大到测绘心电图，“需要时”还能帮你报警、喊救护车。手表一戴，手指一按，恨不得能把你整小我都建模了。
智妙手表早就成为一种“运动配备”似的存在丨图片来源 Samsung HK
天天消耗的热量，是咋算的？
市道上大大都智妙手表第一次和手机配对后，城市要求我们要把性别、身高、体重、年龄照实报告请示，以唤醒相关安康利用。那些信息录进后，躺着不动光唤吸消耗的热量，也就是根底代谢率（BMR）就计算出来了。
一种相对时髦的计算公式来自美国运动医学会（American College of Sports Medicine）：
男性 BMR = 66+(13.7*体重 (kg))+(5*身高 (cm))–(6.8*年龄 (岁))；
女性 BMR=655+(9.6*体重 (kg))+(1.8 身高 (cm))–(4.7*年龄 (岁))。
有一点健身常识或主看体味的人应该已经能察觉到“误差”。那个公式里没有考虑肌肉和脂肪的含量，理论上， 肌肉含量越高，根底代谢率越高，在静息形态下消耗的热量越高。一磅肌肉和一磅脂肪的每日消耗热量能够差 4 卡路里。
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以及美国营养与饮食学会发言人罗宾·福尔顿就曾表达，甲状腺、线粒体安康、营养形态和代谢乖巧性（机体从碳水化合物代谢改变为脂肪/生酮代谢的水平）等因素，也影响 BMR 凹凸。
当运动起头，主动代谢热量随之增加。计算那部门数据时，此中一个重要因素是时间，运动时间越长，消耗越多，那一点很好量化；另一个重要因素是活动强度。在专业的医疗机构，计算一段时间内运动强度会利用唤吸面罩（又称代谢检测仪）来计算氧气代谢。因为当我们运动时，身体需要造造更多能量，就会进步氧气消耗量。
摄氧量（VO2）是丈量运动强度的关键（摄氧量是吸进的氧气与唤出氧气量的差值，也就是身体实正利用的氧气量）。理论上，消耗 1L 氧气大约燃烧 5 Kcal（千卡、大卡）热量。
VO2 不克不及通过智妙手表间接丈量。但我们晓得另一组关系。当我们在运动时，需要氧气赐与，因而心跳加速，心率上升，如许得以将更多的氧送进运动的肌肉。
人们总结出了更大摄氧量（VO2 Max，人体停止运动时机体所能摄进的更大氧气量。它能反映出心肺安康程度，是权衡小我运动才能的重要目标。）与更大心率和静息心率的关系：VO2Max =（HR max / HR rest）x 15.3 ml/（kg·minute）
VO2 Max 是权衡小我运动才能的重要目标丨图片来源 Giphy
和计算根底代谢率的问题一样，固定公式有局限性。因而市道上的智妙手表数据准确度的高低之分更多的在于其利用的算法手艺，好比目前支流的 Firstbeat（佳明、颂拓，小米，华米，华为，都内置那家运动及安康心理数据阐发供给商的算法），就是通过综合整合心率、心率改变和跑步速度，预算出跑步者的更大摄氧量。
FirstBeat 官网写到， 更大摄氧量也是用来预算热量消耗时需要参考的数据。但那是一个复杂的算法。以 FirstBeat 为例，热量消耗的计算算法合成包罗心率，根据心率变异性（HRV）算出的唤吸速度（唤吸频次与心率变异的频次一致），以及一个动态监测当前耗氧量，跟身体活动强度相对应的变量模子。
在那部门的计算傍边，心率的改变经常成为阿谁招致“误差”的变量， 因为除了运动，心绪、压力等精神因素也会改动我们的心率。
除此之外，以至还有一些意想不到的因素会招致数据失准——好比肤色差别和外部气温。
无论是 2014 年的小米手环第一代，仍是 2022 秋季新推出的 Apple Watch 8， 它们的心率监测原理都是一样的——光电容积脉搏波描记法（Photoplethysmographic，简称 PPG）。
光电容积脉搏波描记法丨图片来源 Apple
脉搏跳动招致血液透光率发作改变，当 LED 光射向皮肤，透过皮肤组织反射回的光被光敏传感器领受，再转换成电信号，成了我们看到的心率数值。我们时不时看到手表绿光闪烁，血液是红色的，对绿光的吸收率更大。把稳脏跳意向外迸发血液，流经手腕的血液量增大，对绿光的吸收也响应增大。
测心率原理丨图片来源 CSDN
皮肤中的黑色素含量会影响光的吸收。绿光波长短于红光，深色皮肤利用绿光监测，准确率就没有淡色皮肤的用户高（绿光被收得过于清洁）。纹身也会有影响。
在寒天里磨练，流经手腕的血流可能削减，那会影响传感器读取。所以有些高价的智妙手表会同时装备绿光和红外光两种 LED。
要先算得准，先要测得精
关于我们通俗运动喜好者，手表光给我看一串数字，末回是半懂不懂。因而大大都手表城市给你的运动表示来一个定性评判，好中差、轻松合适困难、充沛怠倦需要歇息，等等……
在背后又有良多数据维度，好比（间隔前次运动完毕）恢复时间，预估短了，你鄙人次运动时就爱莫能助；预估长了，你达不到更好的运动效果；
昨晚睡眠量量，睡得欠好，压力会变大，HRV 响应降低；
以及短期运动负荷，算法是通过将心率数据转换为运动后过量氧耗（EPOC，运动后机体要消耗几氧量才气恢复到一般），计算出过往一周的运动负荷。
智妙手表的一个运动评估背后包罗良多数据维度丨图片来源 Giphy
别说两小我的运动消耗区别很大，即使一小我佩带一款智妙手表，持续两天的运动消耗城市差别。
FirstBeat Analytics 算法下涵盖睡眠侦测，有氧/无氧操练效果，热量消耗，操练负荷，热适应与高海拔适应等 26 项参数。硬件厂商会根据自家产物的定位拔取所需要的功用。
假设手表设置了“间歇跑”运动形式，但是没有内置无氧运动算法，那么给出的运动数据就会呈现误差。同理，假设你选错了运动形式，手表给出的数据成果也有误差。
那算法一致，功用一致的两只手表，成果就包管不异么？当然不，算法有效的前提是基于硬件自己的撑持。
像三星就在 2021 年推出了首款可丈量身体成分的智妙手表（Galaxy Watch 4），内置生物电阻抗阐发（BIA）传感器，来丈量脂肪、肌肉百分比。该传感器读取“通过人体的低电压电流的阻抗或中断情状”。因为骨骼，肌肉，脂肪和其他组织具有差别的电阻量量。
体脂秤也是摘用那种体例。手艺自己其实不复杂，丈量准确性的“门槛”在于，摘集到的数据量。好比装备手柄的八电极体脂秤，能得到全身数据；四电极体脂秤丈量的是下半身数据，再推导出上半身数据。理论上，当电极与皮肤的接触面越大，得到数据越准确。毗连通的“电路”越多，得到数据越丰富。
智妙手表通过毗连手腕和另一只手的指尖，构成上半身的“电路”，再依靠算法批改，换取做为可穿戴产物的便携性。DXA（双能 X 线吸收法测定）是能丈量身体成分的准确，但复杂、成本高的办法。来自路易斯安那州立大学等构成的研究团队，将 Galaxy Watch4 与 DXA 丈量成果比力，具有 97% 的相关性。
硬件厂商为了表现本身的“专业性”，以致于将传感器功用做得越来越精巧。
最新一代的 Apple Watch 里塞下了，血氧传感器、电极式心率传感器、第三代光学心率传感器、高 g 值加速感应器、高动态范畴陀螺仪、情况光传感器。那些传感器已经成为综合性智妙手表的标配。
智妙手表的“智能”，起首在于形形色色的传感器丨图片来源 Apple
想要获得更细分的安康市场，HUAWEI WATCH D 装备了温度传感器、ALS 传感器、差压传感器、霍尔传感器、心电摘集传感器。Galaxy Watch 5 内置气压计，地磁传感器，生物电阻抗阐发传感器……
那些城市招致佩带体验上的区别，有人佩带着智妙手表会量疑，明明已经很累了，怎么消耗才那点儿？而有人能晓得，此次操练表示欠好，是因为前段时间的强渡过大，招致此次运动心率比以往更高，配速却慢了 10 秒，后面得要更长的恢复时间。
也该反省一下本身了
当然通俗消费者，很难分清差别传感器的详细功用，也不会深究此中搭载了什么算法。他们只会根据运动陈述，给出本身的主看设法，“那个欠好，测得禁绝。”
有人帮我们做过更为专业的测评。2021 岁尾，香港消费者委员会曾挑出三位试用者，佩带 35 款智妙手表（手环）做静态、低强度步行、高强度跑步及踩单车，得到的运动数据与利用精巧仪器获得的数据做比力。
硬件厂商为了调整算法，验证数据准确性也会做类似尝试。好比在苹果安康尝试室里，大量意愿者佩带唤吸面罩，做着“室内跑步”，“荡舟”，“室内单车”、“椭圆仪”等 Apple Watch 供给的运动形式。香港消费者委员会把两组数据比力，得出良多有意思的结论：
数据差距客看存在，但也没有离谱到“瞎算”的水平丨图片来源香港消费者委员会
大部门样本于差别的活动量得的心率数据都颇准确，误差少于 8%，只要少数几款手表表示较差，Polar Ignite 2、荣耀 Honor Watch ES 及小米 Mi Watch 超值版于个别活动情状下量度心率的误差超越 15%；
装备了 GPS 的智妙手表，样本预算间隔误差均不超越 10%，只要一款没有装备 GPS 的小米手环 6，步行及跑步间隔误差高达 40%；
别离于步行、跑步、模仿日常生活情状下数算步数，再与放在脚上的计步器数据比力。全数样本预算步行及跑步步数的准确度都不错，误差不超越 10%。尝试成果展现，数据差距客看存在，但也没有离谱到“瞎算”的水平。
智妙手表关于大部门通俗消费者来说，无非是图个便利。 它通过数据摘集，连系算法，展现成一条条身体数据目标。将安康形态那件不太随便阐明清的工作，尽可能科学地量化出来。
不外仍是那句纯朴的事理：睡眠欠好的人，盯着 Apple Watch 的睡眠数据，只会失眠，不克不及助眠。
事实更多的人像我一样，几千块的智妙手表把玩个把月后，乐趣就只剩下花式换表盘了。
参考文献
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做者：糕级冻雾
编纂：沈知涵
审核：代天医
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