Procene kalorija koje su sagorele pametne telefone, pametni satovi i drugi nosivi uređaji veoma variraju. To je zato što ovim uređajima nedostaju senzori potrebni za prikupljanje svih informacija koje su im potrebne za tačne procene.
Ali novi rad istraživača sa Univerziteta Carnegie Mellon i Indijskog instituta za tehnologiju (IIT) Gandhinagar pokazuje da bi dodavanje jeftine termalne kamere ovim uređajima moglo značajno poboljšati tačnost.
Korišćenje termalne kamere za praćenje brzine disanja i telesne temperature osobe moglo bi da smanji netačnosti u procenama potrošnje energije sa skoro 40% sa trenutnim pametnim satom na nešto manje od 6%, rekao je Majank Goel, vanredni profesor na Školi za kompjuterske nauke za softver i društvo. Odeljenje za sisteme (S3D) i Institut za interakciju čoveka i računara (HCII).
„Kada ljudi vide ove brojke, oni menjaju svoje ponašanje i to može biti problematično ako su brojevi pogrešni“, rekao je Goel. Neko ko misli da je upravo sagoreo 400 kalorija na traci za trčanje, na primer, može da pojede više kalorija tokom dana, iako je njihov stvarni trošak bio bliži 200 kalorija.
„To je veliki problem“, dodao je on.
Praćenje disanja je dugogodišnje interesovanje Goela i njegove laboratorije Smart Sensing for Humans (SMASH), koja razvija tehnologije za takve aplikacije kao što su detekcija zdravlja i prepoznavanje aktivnosti. Na primer, on je prethodno razvio načine za merenje disanja koristeći nekoliko metoda u rasponu od podataka bežičnog rutera do prilagođenih nosivih uređaja koji analiziraju pokrete grudnog koša.
Dok je radila na drugom projektu, Maite Sadeh, profesorica informacionih nauka u Kornelu koja je bila letnji pripravnik u SMASH laboratoriji, pronašla je izveštaje o tome kako se disanje može meriti korišćenjem termalne kamere za otkrivanje izdisaja toplog vazduha. Goelova grupa je tada shvatila da udisanje dovodi do isparavanja oko usana i nozdrva. Oba ova signala mogu se snimiti termalnom kamerom.
Rishiraj Adhikari, Ph.D. student računarstva na IIT Gandhinagar, koji je takođe bio pripravnik u laboratoriji preko Fulbrajtove stipendije, zatim je pronašao studije koje pokazuju da se disanje u kombinaciji sa otkucajima srca može koristiti za merenje potrošnje energije.
Ali respiratorni i otkucaji srca nisu dovoljni jer ne uzimaju u obzir individualne fizičke i kontekstualne razlike, rekao je Goel.
Zlatni standard za kliničko merenje potrošnje energije je kalorimetar, koji koristi otkucaje srca, disanje i koncentraciju ugljen-dioksida u izdahu za određivanje sagorenih kalorija. Nosivi uređaji već rade razuman posao u merenju otkucaja srca, a dodavanje termalne kamere bi obezbedilo sredstvo za merenje brzine disanja. Ne postoji rešenje za merenje koncentracije CO 2 pomoću uređaja koji se može nositi, ali termalna kamera bi mogla da meri telesnu temperaturu.
„Gubimo sposobnost da merimo koncentraciju kiseonika i CO 2 , ali smo dobili merenja temperature“, rekao je Goel.
Kombinacija te tri tačke podataka, uz pomoć mašinskog učenja, omogućila je istraživačima da razviju sistem, nazvan JoulesEie, za procenu potrošnje energije. Regrutovali su 54 učesnika koji su ili biciklirali ili trčali 15 minuta. Njihovi testovi su pokazali da JoulesEie može proceniti sagorele kalorije sa stopom greške od samo 5,8% u poređenju sa kliničkim kalorimetrom.
Osim što pomaže ljubiteljima fitnesa, JoulesEie bi mogao da se koristi u sportskim treninzima, kao i za praćenje osoba sa hroničnim dijabetesom ili kardiovaskularnim oboljenjima.
Izveštaj o JoulesEie-u, čiji su koautori Goel, Adhikari, Sadeh i Nipun Batra, docent informatike na IIT Gandhinagar, objavljen je u Zborniku ACM Mobile, Vearable and Ubikuitous Technologies i biće predstavljen u oktobru u na konferenciji UbiComp 2024 u Melburnu, Australija.
Troškovi ugradnje termalne kamere niske rezolucije u uređaje za nošenje trebalo bi da budu izvodljivi, jer su ove kamere već dostupne za 45 dolara ili manje. Ali Goel kaže da tim radi na tome da u sistem ugradi termalnu kameru još niže rezolucije, što bi moglo smanjiti cenu senzora. To bi takođe smanjilo zabrinutost za privatnost zbog toga što se kamera rutinski usmerava u lice korisnika.
Tim se takođe nada da će smanjiti vreme koje termalna kamera mora da bude usmerena na lice korisnika. Sada je potrebno oko 40 sekundi da se izvrši neophodna merenja.
„Naš cilj je da vreme koje je potrebno za proveru vašeg sata bude dovoljno vremena da dobijemo informacije koje su nam potrebne“, rekao je Goel.
