¿Pueden los acelerómetros realizar un seguimiento preciso de las estadísticas de carrera en interiores?

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La amenaza se acerca. Brunswick necesita una advertencia. Los zombies están delante de mí, cortando la ruta de escape. Tengo que correr. Mis pulmones arden. Mis piernas gritan. Estoy agotado.

Excepto que no lo soy. Estoy sentado en mi sofá. La “horda” es un guión. La advertencia es código. El agotamiento es solo el resultado de un entrenamiento real superpuesto a un apocalipsis ficticio por la aplicación Zombies, Run!. Me encanta la gamificación. Hace que los kilómetros parezcan una misión. Pero también estoy entrenando para una media maratón. La ficción no me quita segundos de tiempo. La realidad sí. Y la realidad requiere datos.

La mayoría de los corredores dependen del GPS. Es el estándar de oro para el seguimiento en exteriores. Te dice exactamente qué tan lejos has llegado y qué tan rápido te moviste. ¿Pero qué pasa cuando no puedes salir? Lluvia. Nieve. Una calle muy transitada. O simplemente, como en mi caso, las ganas de quedarme en casa. Cuando el GPS está muerto, las aplicaciones cambian al acelerómetro.

Cómo los acelerómetros rastrean el movimiento sin datos satelitales

Tu teléfono no tiene una bola de cristal. No sabe dónde estás en un mapa. Pero tiene acelerómetro. Este pequeño sensor mide los cambios de velocidad. Detecta movimiento en tres dimensiones: arriba/abajo, izquierda/derecha, adelante/atrás.

Cuando corres, tu cuerpo rebota. Cada pisada envía una onda de choque a través del dispositivo. El acelerómetro cuenta estos impactos. Analiza el patrón de los rebotes. Utiliza algoritmos para estimar la longitud y la cadencia de la zancada. A partir de ahí, calcula la distancia.

Así funciona el seguimiento en interiores. No es magia. Son matemáticas basadas en la física. Y es defectuoso.

Por qué el seguimiento en interiores es inherentemente menos preciso

El GPS se fija en los satélites. Es preciso. Los acelerómetros se desvían. Acumulan errores con el tiempo. Piense en ello como un podómetro con esteroides. Si das un paso, lo cuenta. Si caminas en el lugar durante diez minutos, podría pensar que has recorrido una milla. No puede saber si estás subiendo una colina o bajando un tramo de escaleras. Simplemente siente el temblor.

Los estudios han demostrado que el seguimiento en interiores puede variar entre un 10% y un 20% o más. Cuanto más corres, peor se pone. El algoritmo asume un paso consistente. Pero tu paso cambia. Te cansas. Ajustas tu forma. La aplicación no lo sabe. Simplemente sigue contando.

¿Qué aplicaciones manejan mejor el seguimiento en interiores?

No todas las aplicaciones son iguales. Algunos utilizan algoritmos más sofisticados. Algunos combinan datos del acelerómetro con monitorización de la frecuencia cardíaca para refinar sus estimaciones. Otros simplemente cuentan los pasos y los multiplican por una longitud de zancada fija. Esa es la forma más fácil de fracasar.

Aplicaciones como Strava, Nike Run Club y Garmin Connect han mejorado sus modos interiores a lo largo de los años. A menudo te piden que introduzcas tu altura o carreras anteriores al aire libre para calibrar la longitud de la zancada. Esto ayuda. Pero sigue siendo una estimación.

Zombies, Run! se centra en la narrativa. Su seguimiento es secundario a la historia. Si necesita datos precisos para el entrenamiento, es posible que desee verificarlos con un reloj para correr exclusivo. Esos dispositivos también tienen acelerómetros incorporados, pero a menudo están calibrados de manera diferente. Están diseñados para esta tarea específica.

Los acelerómetros que lleva en su bolsillo son esencialmente detectores de movimiento sofisticados. Miden cambios de dirección y velocidad. Cuando corres, rastrean tu aceleración en cada zancada y la ligera desaceleración después de que tu pie toca el suelo. Son datos constantes e implacables.

Pero aquí está el truco. Si bien el GPS hace que el seguimiento de la distancia en exteriores sea trivial, la precisión de la distancia en la cinta de correr usando sensores del teléfono es un desastre. Hay cientos de aplicaciones en ejecución en iOS y Android. Muy pocos manejan bien el seguimiento en interiores. ¿Por qué? Porque calcular la distancia imaginaria sin señal de satélite es complicado.

Alex Macmillan, desarrollador principal de Zombies, Run!, señala el problema central. Los datos del acelerómetro tienen ruido. Hay que distinguir entre el movimiento real del corredor y el teléfono que suena en el bolsillo. No se trata sólo de movimiento. Se trata de aislar la señal del caos.

Luego está la carga de datos. Para obtener resultados utilizables, debe probar el acelerómetro con frecuencia. Esto significa que su código debe procesar cálculos entre cada muestra. Requiere velocidad. Requiere eficiencia. Agregue a eso el hecho de que en realidad no irá a ninguna parte y verá por qué los desarrolladores tienen dificultades.

La trampa del podómetro

¿La solución fácil? Trate el acelerómetro como un podómetro. Cuente los pasos. Multiplica por la longitud de la zancada. Hecho.

Suena sencillo. También es tremendamente inexacto.

Este método requiere entrada. Debes indicarle a la aplicación tu altura y peso. La aplicación utiliza esto para estimar la longitud de la zancada. ¿Pero qué pasa si tienes piernas largas en relación con tu altura? Una persona de tu misma altura podría tener una zancada más corta. Las matemáticas fallan inmediatamente.

Algunas aplicaciones intentan solucionar este problema. Te piden que corras una distancia conocida. Quizás una milla. Luego le dices a la aplicación hasta dónde llegaste. La aplicación ajusta la estimación de la zancada. Nike+ GPS permite una “carrera de calibración”. Ingresas la distancia después del hecho. Se vuelve a calcular para la próxima vez.

Pero esto introduce nuevas variables.

¿Qué pasa si usas intervalos de carrera/caminata? Su paso al caminar es más corto que su paso al correr. La aplicación no sabe cuál estás haciendo a menos que tú se lo digas. ¿Qué pasaría si tu carrera de calibración fuera más rápida que tu ritmo normal? La marcha varía. Los pasos varían.

“Si la medición de la longitud de la zancada está equivocada aunque sea en una pequeña cantidad, la distancia total estimada puede estar equivocada en gran medida”.

La advertencia de Macmillan es cierta. Si ha visto una disparidad entre la distancia de su aplicación y la pantalla de la cinta de correr, ha visto este error en acción. Es un problema para cualquiera que entrene para una media maratón o una maratón. La precisión importa.

El equipo de Macmillan está trabajando en un nuevo modelo. No están intentando medir la velocidad absoluta. Están midiendo el cambio relativo. Este enfoque ignora la altura y el peso. Ignora la longitud de la zancada. Se centra en cómo cambia la velocidad en relación con ella misma. Queda por ver si esto resuelve el problema.

La cinta de correr tampoco es perfecta

¿Por qué no confiar simplemente en la máquina? Las cintas de correr cuentan las revoluciones de la correa. Parece infalible. No lo es.

Busque “precisión de la distancia en la cinta de correr” y encontrará quejas por todas partes. Un pequeño error de cálculo en la longitud de la correa se agrava tras miles de rotaciones. En una carrera de 5 km, ese pequeño error se convierte en una brecha de distancia significativa. La máquina también miente.

Así que estás atrapado entre un sensor ruidoso y una máquina potencialmente inexacta. ¿Qué puedes hacer?

Personaliza tu experiencia para obtener mejores resultados

No puedes arreglar el hardware. Sólo puedes optimizar la entrada. Si su aplicación permite la calibración, úsela. Hazlo consistentemente. Utilice el mismo ritmo de calentamiento para las ejecuciones de calibración para mantener estables las variables.

Tenga cuidado con las aplicaciones que afirman tener una precisión perfecta sin la intervención del usuario. Si una aplicación solicita altura y peso pero nada más, trate sus cifras de distancia como estimaciones. Los rudos.

“Al necesitar únicamente medir el cambio relativo en la velocidad de una persona, en lugar de intentar estimar con precisión la velocidad real del corredor, creemos que podemos crear un modelo que funcione para una gama muy amplia de corredores”.

Esta filosofía podría ser el futuro del seguimiento en interiores. Hasta entonces, confía en el esfuerzo. Confía en el tiempo. Confía más en el ardor de tus piernas que en el número que aparece en la pantalla.

La brecha entre el esfuerzo percibido y las lecturas digitales es donde residen los datos reales. Es complicado. Es humano. Y es lo único que realmente puedes controlar.

Calibración de aplicaciones para correr en interiores para mayor precisión

Obtener datos precisos de una aplicación de cinta de correr no es automático. Tienes que trabajar para ello.

El primer obstáculo es encontrar un software que realmente le permita ingresar datos de calibración. Muchas aplicaciones de fitness populares no admiten esta función en absoluto. Si su elección actual no lo ofrece, se quedará con una estimación. Si encuentra uno que permita la entrada manual, así es como puede mejorar esa precisión.

Identifica tu distancia

Necesitas una variable conocida.

Encuentre un lugar donde la distancia sea 100 por ciento segura. Una pista de atletismo reglamentada es el estándar de oro aquí. Está marcado. Está medido.

¿No tienes acceso a una pista? Ningún problema. Sal afuera. Utilice un dispositivo GPS o un teléfono en modo exterior para trazar una ruta. Elige algo sencillo. Una milla. Un kilómetro. Marque los puntos exactos de inicio y finalización. Escríbalos. Necesitas que estas coordenadas sean exactas.

Cambie su aplicación al modo interior

Este paso no es negociable.

Ya sea que esté en una cinta de correr o simplemente caminando por su sala de estar para calibrar, debe cambiar su aplicación al modo “interior”. ¿Por qué? Porque esto le dice al software que ignore las señales de GPS. Obliga al teléfono a depender del acelerómetro. El GPS no funciona bien en interiores. El acelerómetro lo hace. Es el único sensor que escucha tus pasos.

Ejecutar la ejecución de calibración

Ahora, sal a correr.

Comience en el punto de inicio marcado. Deténgase exactamente donde planeó. Si utilizas el entrenamiento por intervalos (correr/caminar), mantén tu proporción normal. No cambie su ritmo o patrón por el bien de la prueba.

Lo más importante es que la distancia sea lo más larga posible. Más puntos de datos significan un cálculo más estable. Un salto corto no le dará a la aplicación suficiente información para construir un modelo confiable.

Ingrese los datos

Cuando termines, ingresa la distancia.

La aplicación toma ese número. Lo divide por el recuento de pasos registrado por el acelerómetro. El resultado es la longitud de zancada promedio.

Por eso es importante el tiempo de intervalo. Si corres y caminas durante la prueba, la aplicación calcula un promedio que incluye ambos movimientos. Si solo corres durante la calibración pero caminas durante tu entrenamiento real, los datos son inútiles. Estás comparando manzanas con naranjas. La longitud de la zancada cambia entre correr y caminar. La aplicación necesita saber eso.

Verificar los resultados

Ejecute el curso nuevamente.

Mantenga la aplicación en modo interior. Comprueba la distancia.

Si está cerca, bien. Si está apagado, no entre en pánico. Intente todo el proceso nuevamente con una distancia mayor. Un tamaño de muestra mayor a menudo corrige pequeñas variaciones.

Cuándo recalibrar

Tu cuerpo cambia. Tu rutina cambia.

Si su peso cambia más de unas pocas libras, vuelva a calibrarlo. Bajar de peso generalmente significa que te vuelves más rápido. Tu paso se alarga. La frecuencia de tus pasos cambia. Si modifica su proporción de carrera a caminata, ese es otro desencadenante.

La aplicación está adivinando. Está usando una fórmula: pasos multiplicados por la longitud de la zancada. No es magia. Son matemáticas basadas en datos limitados. No obtendrá el 100 por ciento de precisión. Eso es imposible con la tecnología de sensores actual. Pero puedes seguir el progreso. Puedes ver tendencias. Puedes saber si te estás volviendo más rápido o más lento con el tiempo.

Ese es el verdadero valor. No es el recuento exacto de metros. La tendencia.


Nota del autor: El misterio del acelerómetro

Probé más de una docena de aplicaciones en ejecución. Amo la tecnología, pero también conozco sus límites. Ninguno de ellos es perfectamente preciso en interiores. Los pasos de calibración ayudan. Cubren la brecha entre “suposiciones descabelladas” y “estimaciones fundamentadas”.

¿Pero si necesito datos de ritmo exactos? Salgo afuera. El GPS es mejor para la precisión. Los sensores son mejores por conveniencia. Conozca la diferencia.

Temas relacionados

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  • Carrera en cinta para triatletas.
  • Tecnología y pérdida de peso.

Recursos externos

  • Zombis, ¡corre!
  • Cinta de correr
  • Nike+GPS

Fuentes

  • Baranski, P., et al. “Navegación a estima: complementa el GPS para peatones con un podómetro basado en acelerómetro y una brújula electrónica”. 2009.
  • Cho, Dae-Ki, et al. “AutoGait: una plataforma móvil que estima con precisión la distancia recorrida”. UCLA, Laboratorios Bell Alcatel-Lucent. 2012.
  • Corredor de colinas. “Conversiones de ritmo en cinta de correr”.
  • Instrumentos de Texas. “Acelerómetros y cómo funcionan”.