Como o acelerômetro do meu dispositivo sabe o quanto eu corri na esteira?

Estou exausto, mas tenho que continuar correndo. Eu tenho que avisar o assentamento de Brunswick que uma horda de zumbis está a caminho para atacá-los. A música que estou ouvindo termina, ouço um estalo no canal de comunicação, e então Sam transmite a má notícia: os zumbis estão mais perto do assentamento do que eu, e vou ter que acelerar o ritmo para chegar a tempo de entregar o aviso. Com vidas humanas em jogo, não tenho escolha. Eu tenho que encontrar uma explosão de velocidade.

Não importa que tudo isso aconteça na segurança da minha casa, na minha esteira. A corrida e a exaustão resultante são muito reais. E o terrível cenário de sobrevivência? Isso é cortesia de "Zombies, Run!" -- um aplicativo projetado para gamificar os treinos de corrida e caminhada, sobrepondo um enredo apocalíptico ao seu treinamento. Adoro poder me perder nessas missões fictícias enquanto corro, mas a realidade é que estou treinando para uma meia maratona. Preciso atingir certos objetivos em meus treinos de corrida para garantir que estou preparado para o próximo evento. Eu preciso saber o quão longe eu corri, e em que ritmo.

Existem aplicativos em execução abundantes para telefones iOS e Android para rastrear sua distância e tempo para você. Quase todos eles têm rastreamento GPS integrado, o que quase todos os corredores e desenvolvedores concordam que é a maneira mais precisa de monitorar suas estatísticas. Mas, às vezes, os horários e a localização tornam impossível correr ao ar livre e, em seguida, seu aplicativo precisa contar com o acelerômetro do seu dispositivo para rastrear seu ritmo e distância. Mas como ele pode fazer isso, e essas medições são precisas?

1. Um acelerômetro pode calcular suas próprias limitações?
2. Você acabou de terminar um 5K ... Talvez
3. Personalize sua experiência para obter melhores resultados

Os sensores de movimento de um acelerômetro medem as mudanças de direção e velocidade – aceleração. Se você tiver um dispositivo móvel no bolso enquanto corre, o acelerômetro avalia e calcula constantemente seu movimento e cadência à medida que você acelera a cada passada e desacelera um pouco após o pé.

Existem dezenas, senão centenas, de aplicativos em execução disponíveis para smartphones na Apple App Store e no Android Marketplace, mas nem todos oferecem rastreamento de distância interno. Por que é que? Acontece que, embora seja relativamente fácil usar o GPS para determinar o terreno que você percorreu enquanto corre ao ar livre, calcular a distância imaginária que você cobre enquanto corre em uma esteira em ambientes fechados é um pouco complicado.

Alex Macmillan, desenvolvedor líder do "Zombies, Run!" app, explica que um dos desafios inerentes ao uso de um acelerômetro para rastrear a distância de um corredor em uma esteira é o próprio acelerômetro. Ele diz que "os dados do acelerômetro podem ser muito 'ruidosos', o que dificulta a interpretação. Você precisa ser capaz de distinguir o movimento do corredor do movimento do telefone simplesmente chacoalhando no bolso do corredor".

Outro desafio citado por Macmillan é a enorme carga de dados envolvida no cálculo das estatísticas de distância. Isso é complicado porque, como ele diz, "você precisa ler novos dados (ou 'amostras') do acelerômetro com muita frequência para obter bons resultados. Isso significa que você precisa escrever código rápido o suficiente para realizar todos os seus cálculos no espaço entre uma amostra e a próxima."

Adicione a esses problemas o fato de que você não está realmente indo a lugar nenhum em uma esteira, e fica claro que ensinar a tecnologia em seu telefone para determinar sua distância interna não é pouca coisa. Então, como os desenvolvedores trabalham com essas limitações?

Existe uma maneira relativamente fácil de calcular a distância usando um acelerômetro: programe-o para rastrear passos como um pedômetro e, em seguida, multiplique o número de passos pelo comprimento da passada do corredor para obter sua distância total. Voilá! Distância calculada. Bem, mais ou menos. É assim que muitos aplicativos lidam com a corrida na esteira, mas o problema com essa abordagem é que existe uma enorme margem de erro.

Primeiro, é preciso que haja entrada do corredor. Isso significa que você precisará informar ao seu aplicativo sua altura e peso para que ele possa estimar o comprimento do seu passo - mas e se suas pernas forem proporcionalmente mais longas do que outra pessoa cuja altura seja próxima à sua? Alguns aplicativos também solicitarão que você corra ou caminhe uma distância que você sabe que é precisa - digamos, uma milha (1,6 km) ou mais - enquanto executa o aplicativo e, em seguida, informa ao aplicativo o quão longe você correu para que ele possa ajustar essas estimativas para serem mais personalizado para você. O aplicativo "Nike+ GPS" para iPhone , por exemplo, permite que você atualize suas configurações usando a opção "calibrar corrida" para inserir sua distância após a corrida e recalculará o comprimento da passada para passeios futuros.

Mas e se você usar intervalos de corrida/caminhada para o seu treinamento? É improvável que sua passada de caminhada tenha o mesmo comprimento que sua passada de corrida. E se a sua corrida de calibração fosse mais rápida ou mais lenta do que o seu ritmo normal? E se sua marcha for um pouco irregular e cada passo não tiver o mesmo comprimento? Como Alex Macmillan nos disse: "Se a medida do comprimento da passada estiver errada, mesmo que um pouco, a distância total estimada pode estar muito errada". Se você já usou um aplicativo de corrida enquanto se exercita em uma esteira, provavelmente notou uma disparidade entre a distância que o aplicativo diz que você corre e a esteira diz que você corre - evidência desse problema. Isso não é realmente ideal se você está tentando treinar para uma corrida de longa distância como uma meia maratona.

O aplicativo de Macmillan, "Zombies, Run!" atualmente não oferece rastreamento de distância por acelerômetro, mas sua equipe está trabalhando nisso, usando pesquisas em esteira e uma abordagem diferente para cálculos de distância. "Ao precisar apenas medir a mudança relativa na velocidade de uma pessoa, em vez de tentar estimar com precisão a velocidade real do corredor, acreditamos que podemos criar um modelo que funcione para uma ampla gama de corredores. comprimento da passada, altura e peso não serão importantes quando fizermos nossos cálculos." Essa abordagem funcionará? Só o tempo irá dizer.

Por que não usar sua esteira para acompanhar sua quilometragem? Afinal, a maioria das esteiras tem leituras digitais que mostram a distância que você correu com base no movimento do cinto passando sob seus pés. Mas faça uma rápida pesquisa no Google por "precisão da distância da esteira" e você verá que muitas pessoas sentem que o número em sua tela também não está necessariamente correto. Mesmo um pequeno erro de cálculo no comprimento da correia pode criar um grande erro ao longo das milhares de revoluções que ela faz em torno de seus rolos durante o treinamento de 5K.

Então, o que você, como corredor, pode fazer para acompanhar seu tempo na esteira com a maior precisão possível?

Agradecimentos especiais

Muito obrigado a Alex Macmillan, do Six to Start, por sua graciosa ajuda com este artigo. Alex é o principal desenvolvedor do " Zombies, Run! " - um aplicativo de treinamento de corrida/caminhada que começou como um projeto do Kickstarter e está rapidamente ganhando grande repercussão entre os corredores.

No final do dia, se você quiser correr em ambientes fechados e obter dados precisos, terá que trabalhar um pouco. Primeiro, certifique-se de que seu aplicativo seja compatível com entradas de calibração. Nem todos eles fazem. Depois de encontrar um compatível com esse recurso, veja uma maneira de testar e refinar a calibração do seu aplicativo para maximizar a precisão:

Encontre um lugar para correr onde você tenha 100% de certeza de sua distância.

Se você tiver uma pista regulamentada por perto, isso funcionará bem. Caso contrário, tente correr ao ar livre com um rastreador GPS para mapear uma distância fácil de identificar, como 1 milha ou 1 quilômetro, e anote os pontos exatos de partida e parada.

Defina seu aplicativo para uma corrida interna. Esteja você correndo dentro ou fora de casa, isso é importante, porque é a configuração que informa ao seu telefone para usar o acelerômetro em vez do rastreamento por GPS.

Ir correr! Existem vários elementos críticos para isso. Certifique-se de iniciar e parar nos pontos exatos necessários para sua medição de distância. Se você treina com intervalos de corrida/caminhada, use sua relação corrida/caminhada atual para esta corrida. Além disso, quanto maior a distância na corrida de calibração, melhor será a leitura. Mais dados fazem um cálculo melhor.

Insira seus dados de distância no final da corrida. Seu aplicativo dividirá esse número pelo número de passos que seu acelerômetro registrou para estimar o comprimento médio do seu passo . É por isso que é tão importante incluir o tempo de intervalo atual em sua execução de calibração. Se você correr apenas para os dados de amostra, não estará considerando a mudança de seu passo ao caminhar.

Teste-o. Vá para outra corrida em seu curso específico de distância com seu aplicativo definido para o modo de rastreamento interno. Veja se ele calcula a distância correta. Se você achar que está um pouco errado, tente seguir todas as etapas acima a uma distância maior para fornecer ao seu aplicativo uma amostra de dados melhor para calibração.

Se a sua rotina de corrida mudar, ou se o seu peso aumentar ou cair mais do que alguns quilos, você vai querer executar este plano de calibração novamente. Quando você perde peso, naturalmente fica um pouco mais rápido e, se decidir fazer mais corrida e menos caminhada em um plano de intervalo, isso também afetará suas médias de passadas.

Embora qualquer aplicativo que rastreie a distância em ambientes internos esteja fazendo uma estimativa calculada com base nos dados inseridos ou em uma média estabelecida, testar a precisão da calibração é fundamental se o controle da distância em ambientes internos for uma prioridade para você. A palavra-chave aqui é "estimativa" - é improvável que você obtenha 100% de precisão da fórmula padrão de passos multiplicada pelo comprimento médio da passada, mas você pode acompanhar seu progresso ao longo do tempo à medida que percorre distâncias mais longas e acelera seu ritmo.

Nota do autor: Como o acelerômetro do meu dispositivo sabe até onde eu corri na esteira?

Como eu corro e amo tecnologia, experimentei alguns aplicativos em execução - pelo menos uma dúzia. Posso atestar que nenhum deles é totalmente preciso no rastreamento de distâncias internas, mas usar as opções de calibração que alguns deles oferecem realmente ajuda. Mesmo assim, se eu realmente, verdadeiramente, absolutamente sinto que preciso avaliar meu ritmo com precisão, eu o levo para fora.

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