Шагомер , или счетчик шагов , представляет собой устройство, обычно портативное и электронное или электромеханическое , которое подсчитывает каждый шаг человека, определяя движение его рук или бедер . Поскольку расстояние каждого шага человека варьируется, требуется неформальная калибровка , выполняемая пользователем, если требуется представление пройденного расстояния в единицах длины (например, в километрах или милях), хотя в настоящее время существуют шагомеры, которые используют электронику и программное обеспечение для автоматического определения того, как изменяется шаг человека. Пройденное расстояние (пешком или любым другим способом) может быть измерено непосредственно с помощью приемника GPS .
Первоначально используемые любителями спорта и фитнеса , шагомеры теперь становятся популярными как ежедневный счетчик упражнений и мотиватор. Часто носимое на поясе и не снимаемое в течение всего дня, оно может записывать, сколько шагов прошел владелец в тот день, и, таким образом, километры или мили (расстояние = количество шагов × длина шага). Некоторые шагомеры также ошибочно регистрируют движения, отличные от ходьбы, такие как наклоны, чтобы завязать шнурки, или неровности дороги, возникающие при езде на транспортном средстве, хотя самые передовые устройства регистрируют меньше таких «ложных шагов». Шагомеры могут мотивировать соревноваться с самим собой в обретении подтянутой фигуры и снижении веса.
Некоторые рекомендуют делать в общей сложности 10 000 шагов в день, что эквивалентно 8 километрам (5,0 миль), в качестве ориентира для активного образа жизни, хотя этот момент является предметом споров среди экспертов. Тридцать минут умеренной ходьбы эквивалентны 3000-4000 шагов, как определено шагомером. [1] Шагомеры интегрируются во все большее количество портативных потребительских электронных устройств, таких как музыкальные плееры, смартфоны, мобильные телефоны и часы (так называемые трекеры активности ).
Шагомеры могут быть инструментом мотивации для людей, желающих повысить свою физическую активность. Существуют различные веб-сайты, позволяющие людям отслеживать свой прогресс; однако многие также найдут мотивирующим внесение в календарь ежедневного количества шагов и частоты сердечных сокращений. Клинические исследования показали, что шагомеры повышают физическую активность и снижают уровень артериального давления и индекс массы тела . Исследование, опубликованное в журнале Американской медицинской ассоциации в ноябре 2007 г. [2], пришло к выводу: «Результаты свидетельствуют о том, что использование шагомера связано со значительным увеличением физической активности и значительным снижением индекса массы тела и артериального давления».
Впервые была предложена ежедневная цель в 10 000 шагов. [3] Цель была рекомендована Главным хирургом США и Министерством здравоохранения Великобритании . [4] [5] Основные критические замечания по поводу установления универсальной цели заключаются в том, что она недостижима для пожилых людей с проблемами мобильности или людей с хроническими заболеваниями, но, с другой стороны, эта цель, вероятно, слишком низкая для детей. [4]
Одной из критических замечаний к шагомеру является то, что он не регистрирует интенсивность, но это можно сделать, ограничив время выполнения целевых показателей по шагам (например, 1000 шагов за 10 минут считаются умеренной тренировкой). [6]
Леонардо да Винчи представлял себе механический шагомер как устройство с военным применением. [7] [8] В 1685 году Готфрид Лейбниц писал о своем пребывании во Франции: «...несколько лет назад [1672-1674] я впервые увидел прибор, который, если его носить, автоматически регистрирует количество шагов, сделанных пешеходом». [9] В 1780 году Абрахам-Луи Перреле из Швейцарии создал шагомер, измеряющий шаги и расстояние во время ходьбы; он был основан на его механизме 1770 года для питания часов с автоподзаводом. [10] Механический шагомер, полученный из Франции, был представлен в США Томасом Джефферсоном . [11] Неизвестно, модифицировал ли он конструкцию; хотя этот шагомер широко приписывается Джефферсону, [12] [13] доказательства получить трудно, поскольку он не подавал заявки на патенты ни на одно из своих изобретений. [14]
В 1963 году, в преддверии Олимпийских игр 1964 года в Токио , доктор Ивао Ойя, глава одной из крупнейших клиник Токио, рассказал токийскому инженеру Юри Като о часовщике Ямасе Токэй Кэйки ( Токэй означает часы, а Кэйки — счетчики), как Ойя был обеспокоен низким уровнем физической активности в Японии 1960-х годов ; решением, сказал Ойя, было бы для каждого проходить 10 000 шагов в день. [15] В 1965 году, после двух лет возни, Юри Като создал Манпо-кей — шагомер на десять тысяч шагов . [15] В 1965 году шагомер под названием манпо-кей (что означает «счетчик 10 000 шагов» на японском языке :万歩計) был выпущен на рынок в 1965 году Ё. Хатано, который утверждал, что 10 000 шагов в день — это идеальный показатель. [16] [ проверка не пройдена – см. обсуждение ]
Эффект от выпуска Ямасой шагомера Манпо-кей в Японии в 1965 году был значительным. [15] [16] Вскоре после этого возникла Японская ассоциация ходьбы на 10 000 шагов, которая вскоре имела отделения во всех 47 префектурах, организуя регулярные прогулки, которые можно было измерить с помощью прибора Ямасы. [15]
26 февраля 1980 года сын Юри Като Ясудзи Като подал заявку на патент на шагомер в USPTO , в настоящее время принадлежащий Yamasa Tokei Meter Co Ltd. [17]
В 2015 году Министерство здравоохранения, труда и социального обеспечения Японии также рекомендовало 10 000 шагов в день. [18] Однако эта рекомендация не основана на убедительных доказательствах. [19]
Технология шагомера включает механический датчик и программное обеспечение, которое подсчитывает шаги. Ранние формы использовали механический переключатель для определения шагов вместе с простым счетчиком. Если встряхнуть эти устройства, можно услышать, как свинцовый шарик скользит вперед и назад, или как маятник останавливается при качании. Сегодняшние усовершенствованные счетчики шагов полагаются на инерциальные датчики MEMS и сложное программное обеспечение для определения шагов. Эти датчики MEMS имеют 1-, 2- или 3-осевое обнаружение ускорения. Использование инерциальных датчиков MEMS позволяет более точно определять шаги и меньше ложных срабатываний. Программная технология, используемая для интерпретации выходных данных инерциального датчика и «понимания точных шагов», сильно различается. Проблема усугубляется тем фактом, что в современной повседневной жизни такие счетчики шагов должны точно подсчитывать в местах, где пользователи часто носят свои устройства (прикрепленные к ремню, карману рубашки/брюк, сумке, рюкзаку). В последние годы были разработаны более продвинутые подходы к измерению шагов с использованием компьютерного зрения . [20]
Точность шагомеров сильно различается между устройствами. Обычно шагомеры достаточно точны при ходьбе по ровной поверхности, если устройство размещено в оптимальном положении (обычно вертикально на зажиме для ремня). Хотя традиционные шагомеры сильно страдают при размещении под разными углами и в разных местах, последние достижения сделали их более устойчивыми к таким неидеальным размещениям. Тем не менее, большинство шагомеров ошибочно подсчитывают шаги, когда пользователь ведет машину или совершает другие привычные движения, с которыми устройство сталкивается в течение дня. Эта ошибка накапливается для пользователей, которые умеренно ездят на работу. [21] Точность измерения расстояния также зависит от введенной пользователем длины шага.
Лучшие шагомеры имеют точность в пределах ± 5% погрешности. [22] [23]
iPod Nano 5-го и 6-го поколений от Apple оснащены встроенным акселерометром . [24]
Apple и Nike, Inc. предлагают комплект Nike+iPod Sport Kit , который использует датчик движения, помещающийся в кроссовки Nike или в карман, надеваемый на шнурки кроссовок других марок. Датчик взаимодействует с iPhone (3GS или выше), iPod touch (2-го поколения или выше), iPod nano (4-го поколения или выше) или специальным адаптером для передачи информации о тренировке, такой как прошедшее время, пройденное расстояние и сожженные калории.
iPhone 5s был первым iPhone, содержащим сопроцессор движения Apple , который был обозначен как чип M7 в паре с первым 64-битным процессором Apple на базе ARM , Apple A7 SoC (система на чипе). Добавление отдельного постоянно включенного сопроцессора позволяет основному ЦП дремать, пока он отслеживает движение телефона, с помощью инерциального измерительного блока (IMU), состоящего из акселерометра , гироскопа MEMS и цифрового компаса . Это означает, что он будет знать, когда вы бежите трусцой или когда вы находитесь в машине, и может брать эту информацию и хранить ее без необходимости разряжать аккумулятор, заставляя основной ЦП работать. Он может модернизировать данные в приложениях, которые вы загружаете позже, то есть любое приложение с поддержкой M7, которое использует новый API CoreMotion, сможет предоставить вам информацию о недавних тренировках.
iPhone 6 и 6 Plus содержат следующее поколение сопроцессоров движения Apple с сопроцессором движения M8. Этот чип был объединен с существенно улучшенным процессором Apple A8 SoC и получил дополнительный входной сигнал от барометра Bosch Sensortech, что позволило M8 определять изменения высоты по изменению барометрического давления .
iPhone 6s и 6s Plus улучшили сопроцессоры движения Apple, интегрировав их в кристалл нового процессора Apple A9 SoC. Это экономит место, позволяя уменьшить размер логической платы , а также снизить энергопотребление в телефоне. Этот чип также лежит в основе первого поколения iPhone SE . Вариант Apple A9, Apple A9X также включает в себя процессор M9 на кристалле и управляет Apple iPad Pro .
Apple Watch расширили возможности подсчета шагов до первого носимого устройства Apple, используя акселерометр и гироскоп, интегрированные в Apple S1 SIP ( система в комплекте ). Apple Watch работают параллельно с подключенным iPhone, чтобы повысить точность подсчета шагов пользователя. [25]
Fitbit — это постоянно включенный электронный шагомер , который в дополнение к подсчету шагов также отображает пройденное расстояние, высоту подъема (через количество пролетов шагов), сожженные калории, текущую интенсивность и время суток. Носимый в нарукавной повязке ночью, он также должен измерять продолжительность и качество сна пользователя. Встроенная ежедневная цель — 10 000 шагов и 10 лестничных пролетов. Подключенный по USB к компьютеру, данные пользователя автоматически загружаются и отображаются на веб-странице профиля, которая отслеживает исторические данные, к которым можно добавлять данные о потреблении пищи. В зависимости от активности пользователи получают значки за ежедневные цели по шагам и подъемам, а также «пожизненные» награды за то же самое. В США и Великобритании пользователи также могут загрузить приложение iOS или Android для записи и отображения данных. [ необходима цитата ] Большинство устройств Fitbit оценивают пройденное расстояние на основе подсчитанных шагов, интенсивности шагов и данных профиля пользователя (в частности, пола и роста). Пользователи могут повысить точность настройки длины шага, измерив и откалибровав среднюю длину шага. [ необходима ссылка ] Некоторые более дорогие модели Fitbit включают в себя дополнительные функции, такие как мониторинг частоты сердечных сокращений и отслеживание по GPS .
Поскольку большинство смартфонов, iPod Touch и некоторые MP3-плееры оснащены встроенным акселерометром, можно внедрить в эти устройства функцию шагомера. Эта опция была успешно реализована рядом разработчиков приложений для смартфонов, [26] [27] что позволяет любому владельцу смартфона, разбирающемуся в фитнесе, отслеживать количество сделанных шагов, а также пройденное расстояние и потраченные калории.
Это первый интегрированный телефон с постоянно включенным шагомером, который считает шаги как традиционный шагомер. Датчик произведен ADI. Этот телефон был представлен в Японии в 2004 году и был продан тиражом более 3 миллионов единиц. [28]
Nokia 5500 Sports Phone использует встроенный 3-осевой инерционный датчик MEMS для определения шагов, которые делает пользователь. Приложение шагомера отслеживает сделанные шаги, прошедшее время и пройденное расстояние. Однако приложение не может работать непрерывно, так как оно разряжает аккумулятор телефона, и поэтому его применение ограничено.
Nokia Sports Tracker оснащен шагомером для телефонов Nokia Symbian с акселерометром . Акселерометры включены в телефоны для сохранения правильной ориентации на фотографиях и для улучшения функции позиционирования GPS.
Nokia Step Counter — это бесплатное приложение, доступное в Nokia Beta Labs , которое работает на широком спектре телефонов Nokia серии N. Приложение шагомера отслеживает сделанные шаги, прошедшее время и пройденное расстояние. Это приложение можно оставлять работающим целый день, так как оно не сильно разряжает аккумулятор.
Телефоны Sony Ericsson W710 и W580 Walkman используют встроенные 2-осевые инерционные датчики MEMS для определения шагов пользователя. W710 — это раскладной телефон, который отображает шаги пользователя на внешнем дисплее. Для подсчета шагов W710 должен быть закрыт. Когда счетчик шагов активирован, он подсчитывает обнаруженные шаги в течение дня, а в полночь сохраняет счетчик в ежедневной истории и сбрасывает его на ноль.
1 ноября 2008 года Nintendo выпустила игру Personal Trainer: Walking для Nintendo DS ( японский :歩いてわかる 生活リズムDS , Aruite Wakaru Seikatsu Rhythm DS ) , которая включает в себя два шагомера. Они подключаются к игровой карте посредством инфракрасных сигналов.
12 сентября 2009 года Nintendo выпустила Pokémon HeartGold и SoulSilver в Японии. Каждая игра поставляется в комплекте с устройством под названием Pokéwalker , которое функционирует как шагомер и позволяет игрокам переносить одного покемона из игры в Pokéwalker с помощью инфракрасных сигналов. В отличие от шагомеров Personal Trainer: Walking , Pokéwalker имеет небольшой ЖК-экран и несколько кнопок. Прогулки с Pokéwalker приносят покемону очки опыта . [ 29]
Nintendo 3DS, выпущенная 27 марта 2011 года, оснащена встроенным шагомером, который подсчитывает и записывает количество шагов в режиме сна. Каждые сто шагов приносят игровую монету, которую можно потратить на различные дополнения и бонусы. [30] Однако этот шагомер легко обмануть, и «шаги» можно создать, просто поднимая устройство вверх и вниз в руке движением, похожим на ходьбу. [31] [ ненадежный источник? ]
31 октября 2013 года Nintendo выпустила Wii Fit U , которая могла взаимодействовать с Fit Meter, шагомером с аппаратным обеспечением, аналогичным Pokéwalker, но вместо этого тематически связанным с Wii Fit U и с возможностью хранения и отображения Mii пользователя . Его можно было подключить к игре через инфракрасный приемопередатчик на верхней части геймпада Wii U , и он мог отслеживать высоту игрока во время ходьбы.
Выпущено в мае 2010 года компанией Philips . Этот шагомер с поддержкой MP3 измеряет аэробную интенсивность и подбирает песни из плейлиста, чтобы поддерживать интерес и мотивацию пользователя. [32]
Tractivity — это группа услуг, связанных со здоровьем, включающая датчик, который надевается на обувь. Датчик Tractivity регистрирует расстояние, которое человек проходит или пробегает, сожженные калории и время активности человека, которые затем можно просмотреть на личной веб-странице. Онлайн-приложение Tractivity предоставляет графический опыт и мотивационный ресурс для поощрения людей вести более здоровый образ жизни. Tractivity учитывает изменение длины шага ходока или бегуна, которое происходит при изменении темпа. Датчики по беспроводной связи передают данные об активности на защищенный сервер для просмотра на компьютере человека. [33]
В Android с версии 4.4 (KitKat) интегрирован счетчик шагов. [34]
Устройство, уже поддерживающее этот датчик, — Nexus 5. Другой смартфон — Samsung Galaxy S5 , который оснащен встроенным шагомером, использующим программное обеспечение S Health (позже переименованное в Samsung Health) для отображения количества пройденных за день шагов, а также другой информации о фитнесе. Большинство устройств Samsung теперь включают это программное обеспечение в стандартную комплектацию.
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )