斯坦福大学的工程师开发了一种新的卡路里燃烧测量系统，体积小，价格便宜，而且准确。人们也可以自己做。在计算运动消耗的卡路里时，智能手表和智能手机往往会有40%到80%的误差，而这个系统的平均误差为13%。
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斯坦福大学机械工程研究生帕特里克·斯莱德说:“我们建立了一个紧凑的系统，我们与代表美国人口的不同参与者进行了评估，发现它表现非常好，误差约为智能手表的三分之一。”他是一篇关于这项工作的论文的主要作者，发表在《科学》杂志上自然通讯．
这项研究的一个关键部分是了解了其他可穿戴式卡路里计数器的一个基本缺点:它们依赖于手腕运动或心率，尽管这两者都不能特别反映能量消耗。(想想一杯咖啡是如何提高心率的。)研究人员假设腿部运动更能说明问题，他们的实验证实了这一观点。
有一些实验室级的系统可以准确估计一个人在体育活动中消耗了多少能量，但它们需要笨重、不舒服的设备，而且价格昂贵。这种新的可穿戴系统只需要腿上的两个小传感器、一块电池和一个便携式微控制器(一台小型计算机)，制造成本约为100美元。制作该系统的组件和代码列表都是可用的，泰勒·久保田写道斯坦福新闻。
“这是一个巨大的进步，因为到目前为止，需要2到6分钟和一个防毒面具才能准确估计一个人燃烧了多少能量，”斯坦福大学吴tsai人类性能联盟主任、工程学院詹姆斯·h·克拉克教授、该论文的合著者斯科特·德尔普说。“有了帕特里克的新工具，我们可以估计出奥运会运动员在冲向终点线时每一步消耗了多少能量，从而衡量是什么推动了他们的最佳表现。我们还可以计算出心脏手术后恢复期患者所消耗的能量，以更好地管理他们的锻炼。”
看看腿
人们如何燃烧卡路里是复杂的，但研究人员有一种预感，腿上的传感器将是一种了解这一过程的简单方法。
研究人员设计的系统由两个小传感器组成，一个在大腿上，一个在小腿上，由臀部上的微控制器控制，可以很容易地被智能手机取代。这些传感器被称为“惯性测量单元”，可以测量腿部运动时的加速度和旋转。它们故意设计得轻巧、便携、低成本，这样就可以轻松地集成到不同的形式中，包括服装，比如智能裤子。
为了测试该系统与类似技术的区别，研究人员让研究参与者在佩戴两块智能手表和一个心率监测器的同时佩戴该系统。有了这些传感器，参与者进行了各种各样的活动，包括不同速度的步行、跑步、骑自行车、爬楼梯，以及在步行和跑步之间转换。当将所有可穿戴设备与实验室级系统捕获的卡路里燃烧测量结果进行比较时，研究人员发现，基于腿部的系统是最准确的。
通过在十几名不同年龄和体重的参与者身上进一步测试该系统，研究人员收集了大量数据，斯莱德用来进一步完善计算卡路里燃烧估计的机器学习模型。
斯莱德说:“你每天走的很多步都是在20秒或更短的时间内完成的。”他提到做家务就是一个经常被忽视的短爆发活动的例子。“能够捕捉这些简短的活动或活动之间的动态变化是非常具有挑战性的，目前没有其他系统可以做到这一点。”
开放式设计
对这个团队来说，简单和经济实惠是很重要的，开放的设计也是很重要的，因为他们希望这项技术可以帮助人们了解和照顾他们的健康。
“我们把所有东西都开源，希望人们能接受并使用它，制造出能改善公众生活的产品，”这篇论文的合著者、斯坦福大学航空航天学副教授Mykel Kochenderfer说。
