Vòng đeo tay đếm bước chân có chính xác không?

Một tổng quan hệ thống trên 158 nghiên cứu về thiết bị đeo thương mại cho thấy trong điều kiện kiểm soát, 45,2% các phép so sánh số bước nằm trong khoảng sai số ±3%. Xu hướng chung là thiết bị đếm thấp hơn số bước thực tế, với sai số trung bình khoảng -9% và trung vị khoảng -2%.

Điều này có nghĩa một chiếc vòng đeo tay có thể rất sát số bước thực tế trong một kiểu vận động nhưng sai đáng kể khi hoàn cảnh thay đổi. Vì vậy, câu hỏi phù hợp không chỉ là “thiết bị có chính xác không?” mà còn là “nó chính xác trong điều kiện nào?”.

Vòng đeo tay nhận biết một bước chân như thế nào?

Phần lớn vòng đeo tay sử dụng cảm biến gia tốc để ghi nhận sự thay đổi gia tốc của cổ tay theo nhiều hướng. Một số thiết bị kết hợp thêm con quay hồi chuyển hoặc các cảm biến khác. Dữ liệu liên tục từ cảm biến sau đó được thuật toán xử lý để nhận diện những mẫu chuyển động giống với chuyển động khi đi bộ hoặc chạy.

Thiết bị vì thế không “nhìn thấy” chân chạm đất. Nó phải suy luận rằng một chuỗi tín hiệu nhất định tương ứng với bước chân.

Đây chính là nguồn gốc của cả khả năng đo lẫn sai số. Khi chuyển động cổ tay và nhịp bước có mối liên hệ rõ ràng, thuật toán nhận diện khá thuận lợi. Khi mối liên hệ đó bị phá vỡ, thiết bị có thể bỏ sót bước hoặc nhận nhầm một chuyển động khác thành bước.

Các nghiên cứu tổng hợp cũng cho thấy độ chính xác khác nhau giữa hãng, mẫu thiết bị, vị trí đeo và điều kiện thử nghiệm. Vì thiết bị và thuật toán liên tục được thay đổi qua các thế hệ sản phẩm, không nên lấy kết quả của một mẫu vòng cụ thể để suy rộng cho mọi vòng đeo tay.

Khi đi bộ bình thường, số bước thường chính xác đến đâu?

Đi bộ với tốc độ tự nhiên là một trong những điều kiện thuận lợi nhất đối với thuật toán đếm bước. Chuyển động của cơ thể lặp lại đều, đồng thời tay thường đánh theo nhịp chân nên tín hiệu tương đối dễ phân biệt.

Trong một nghiên cứu đánh giá nhiều vòng theo dõi hoạt động, sai số tuyệt đối khi đi trên máy chạy bộ nằm trong khoảng 1,5–9,6% tùy thiết bị và điều kiện. Khi tốc độ tăng, các thiết bị nhìn chung đo tốt hơn; ở tốc độ 134 m/phút, sai số tuyệt đối của các thiết bị được thử nghiệm đều dưới 2,5%.

Một tổng quan hệ thống khác về Fitbit cho thấy độ chính xác không đồng đều giữa các phép thử. Trong 191 phép so sánh số bước ở điều kiện kiểm soát, 46% nằm trong khoảng sai số ±3%. Sai số còn chịu ảnh hưởng rõ rệt bởi tốc độ, vị trí đeo và kiểu chuyển động cơ thể.

Vì vậy, không có một tỷ lệ sai số duy nhất áp dụng cho mọi vòng đeo tay. Một sai số vài phần trăm hoàn toàn có thể xảy ra trong điều kiện thuận lợi, nhưng sai số có thể tăng lên nhiều lần khi cách vận động thay đổi.

Vì sao đi chậm hoặc không đánh tay dễ bị thiếu bước?

Đi càng chậm, biên độ và nhịp chuyển động thường càng nhỏ. Tín hiệu tại cổ tay vì thế có thể không đủ rõ để vượt qua ngưỡng mà thuật toán sử dụng để xác định một bước chân.

Hiện tượng này đặc biệt dễ xuất hiện khi người dùng vừa đi vừa giữ tay tương đối cố định, chẳng hạn:

·         Đẩy xe đẩy

·         Đẩy xe hàng

·         Xách vật khiến cánh tay ít dao động

·         Đi với tay vịn vào vật khác

·         Di chuyển rất chậm trong nhà

Trong nghiên cứu về các vòng đeo cổ tay, tất cả thiết bị được thử nghiệm đều đếm thiếu đáng kể khi người tham gia đẩy xe đẩy, với sai số tuyệt đối trên 33%. Cùng nghiên cứu đó cho thấy các thiết bị hoạt động chính xác hơn ở tốc độ đi cao hơn.

Kết quả tổng hợp về Fitbit cũng cho thấy những hoạt động có chuyển động cơ thể bị hạn chế hoặc thay đổi bất thường thường dẫn đến đếm thiếu. Hơn 90% phép so sánh trong nhóm chuyển động bị hạn chế hoặc biến thiên có sai số thấp hơn ngưỡng -3%; mức sai số trung bình có thể lớn hơn đáng kể so với chuyển động bình thường.

Do đó, một ngày có nhiều bước nhỏ, đi chậm hoặc thường xuyên giữ tay cố định có thể khiến số bước trên vòng thấp hơn số bước thực tế.

Vì sao không đi bộ mà vòng vẫn có thể cộng thêm bước?

Lỗi ngược lại xảy ra khi cổ tay tạo ra các dao động có đặc điểm đủ giống tín hiệu mà thuật toán liên kết với việc đi bộ.

Một số công việc hoặc sinh hoạt có chuyển động tay lặp đi lặp lại có thể làm phát sinh bước “ảo”. Trong nghiên cứu về hoạt động thường ngày, các vòng đeo được thử nghiệm đã ghi nhận một lượng bước đáng kể trong lúc người tham gia gấp quần áo dù đây không phải hoạt động đi bộ tương ứng với số bước được ghi nhận.

Nghiên cứu tổng hợp về Fitbit cũng ghi nhận rằng chuyển động cánh tay bị phóng đại khi thiết bị đeo ở cổ tay có thể làm thiết bị đếm cao hơn chuẩn tham chiếu.

Điều này cho thấy hai dạng sai số có cơ chế gần như đối lập:

·         Chân bước nhưng cổ tay không tạo tín hiệu đủ rõ → thiết bị dễ đếm thiếu

·         Cổ tay chuyển động giống tín hiệu đi bộ dù chân không bước tương ứng → thiết bị có thể đếm thừa

Thuật toán của từng hãng cố gắng loại bỏ những tín hiệu giả này, nhưng không thể phân loại chính xác mọi hoạt động trong đời sống thực.

Độ chính xác ngoài đời thực khác gì trong phòng thử nghiệm?

Các thử nghiệm trên máy chạy bộ thường có điều kiện rất sạch: người tham gia đi liên tục, tốc độ được kiểm soát và ít xuất hiện các chuyển động tay không liên quan. Đời sống thực phức tạp hơn nhiều.

Trong một ngày bình thường, người dùng có thể liên tục chuyển giữa đi bộ, đứng, ngồi, làm việc nhà, lái xe, xách đồ, mở cửa hoặc chỉ đi vài bước ngắn. Thuật toán phải phân biệt tất cả những tín hiệu này.

Một tuyên bố chuyên gia của mạng lưới INTERLIVE nêu ví dụ cùng một thiết bị đeo cổ tay có sai số phần trăm tuyệt đối trung bình khoảng 0,7–5,2% khi đi bộ trên máy chạy bộ được kiểm soát, nhưng khoảng 17,5–22,8% trong điều kiện sinh hoạt tự do.

Đây là lý do một vòng đeo tay có kết quả rất tốt trong bài kiểm tra 1.000 bước không đồng nghĩa nó sẽ sai lệch đúng tỷ lệ đó sau cả ngày sử dụng.

Sai số ngoài đời thực còn có thể bù trừ lẫn nhau. Thiết bị có thể bỏ sót một số bước vào buổi sáng nhưng lại cộng thêm một số chuyển động tay vào buổi chiều. Tổng số cuối ngày nhìn có vẻ hợp lý dù từng giai đoạn không hoàn toàn chính xác.

Cách giảm sai số khi dùng vòng đeo tay đếm bước

Không thể loại bỏ hoàn toàn sai số vì thuật toán đếm bước luôn phải suy luận từ tín hiệu cảm biến. Tuy nhiên, cách sử dụng nhất quán giúp dữ liệu dễ diễn giải hơn.

Trước hết, nên đeo thiết bị đúng vị trí mà nhà sản xuất hướng dẫn và thiết lập đúng tay đeo trong ứng dụng nếu thiết bị có tùy chọn này. Một nghiên cứu cho thấy trong các hoạt động thường ngày, đeo vòng ở cổ tay không thuận tạo sai số thấp hơn so với cổ tay thuận đối với các thiết bị được kiểm tra.

Quan trọng hơn, không nên đánh giá vòng đeo chỉ bằng một lần kiểm tra ngắn. Nếu muốn biết thiết bị của mình có xu hướng đếm thiếu hay đếm thừa, có thể đi một đoạn với số bước được đếm thủ công rồi đối chiếu trong một vài điều kiện quen thuộc, chẳng hạn đi ngoài trời với tốc độ bình thường và đi chậm trong nhà.

Khi theo dõi hoạt động dài hạn, tính nhất quán thường hữu ích hơn việc đòi hỏi con số tuyệt đối hoàn hảo. Nếu cùng một thiết bị, cùng vị trí đeo và cách sử dụng tương đối ổn định được duy trì qua nhiều ngày, xu hướng tăng hoặc giảm số bước có thể cung cấp thông tin thực tế hơn so với việc quá chú trọng chênh lệch vài trăm bước trong một ngày.

Nên hiểu con số 10.000 bước trên vòng đeo như thế nào?

Số bước hiển thị nên được xem là một ước lượng dựa trên cảm biến và thuật toán, không phải một bộ đếm cơ học tuyệt đối.

Chẳng hạn, hai thiết bị cùng được đeo trong một ngày có thể cho kết quả khác nhau mà chưa thể kết luận ngay một chiếc bị lỗi. Chúng có thể sử dụng ngưỡng phát hiện, bộ lọc chuyển động, vị trí cảm biến và thuật toán nhận diện bước khác nhau.

Các tổng quan khoa học cho thấy độ chính xác của số bước biến thiên đáng kể giữa thiết bị và điều kiện. Trong một tổng quan trên 72 thiết bị đeo cổ tay thuộc 29 thương hiệu, phạm vi sai số ở từng mẫu và từng thử nghiệm khá rộng; ngay cả những thiết bị thể hiện tốt cũng không duy trì cùng mức chính xác trong mọi hoàn cảnh.

Vì vậy, nếu vòng báo 10.000 bước, cách hiểu phù hợp là thiết bị ước tính bạn đã thực hiện lượng vận động tương ứng khoảng mức đó theo thuật toán của nó. Không nên diễn giải rằng đúng chính xác 10.000 lần bàn chân đã tạo thành một bước hợp lệ.

Vòng đeo tay sức khỏe có thể đếm bước khá chính xác trong điều kiện thuận lợi, đặc biệt khi đi bộ hoặc chạy với chuyển động tự nhiên và đều. Tuy nhiên, nó không trực tiếp quan sát bàn chân mà nhận diện bước từ tín hiệu chuyển động, nên sai số là không thể tránh khỏi.

Thiết bị dễ đếm thiếu khi đi chậm, giữ tay cố định hoặc đẩy vật; ngược lại, một số chuyển động cổ tay lặp lại có thể bị nhận nhầm thành bước. Sai số cũng thường lớn hơn trong đời sống thực so với các bài thử được kiểm soát.

Do đó, số bước trên vòng đeo tay phù hợp nhất để theo dõi mức vận động và xu hướng của chính bạn theo thời gian. Khi cần biết chính xác từng bước, không nên mặc định con số trên thiết bị là giá trị tuyệt đối.