Smartwatch theo dõi bơi hoạt động như thế nào?

Với bơi trong bể, cách tính quãng đường chủ yếu dựa trên số lần hoàn thành chiều dài bể. Với bơi ngoài trời, thiết bị có thể kết hợp dữ liệu định vị khi tín hiệu cho phép. Vì vậy, độ chính xác của từng chỉ số phụ thuộc vào loại hình bơi, cách đeo đồng hồ, chiều dài bể được thiết lập và khả năng nhận diện của từng thiết bị.

Smartwatch dùng những cảm biến nào để theo dõi bơi?

Nền tảng của việc theo dõi bơi là dữ liệu chuyển động. Trong quá trình bơi, cổ tay liên tục thay đổi hướng, tốc độ và gia tốc. Smartwatch dùng những thay đổi này để tạo thành một chuỗi tín hiệu mà thuật toán có thể phân tích.

Các thành phần quan trọng gồm:

·         Gia tốc kế: Ghi nhận sự thay đổi gia tốc của cổ tay theo nhiều hướng, giúp phát hiện các chu kỳ chuyển động lặp lại

·         Con quay hồi chuyển: Ghi nhận tốc độ và hướng xoay của cổ tay, bổ sung thông tin để phân biệt các chuyển động có hình thái gần nhau

·         Cảm biến nhịp tim: Có thể ghi nhận nhịp tim trong quá trình tập, nhưng không phải cảm biến chính để xác định lượt bơi hoặc kiểu bơi

·         Hệ thống định vị: Có thể hỗ trợ theo dõi vị trí khi bơi ngoài trời, nhưng tín hiệu định vị không phải cơ sở chính để đếm chiều dài bể trong hồ bơi

Điểm quan trọng là đồng hồ không “nhìn thấy” người dùng đang bơi theo nghĩa trực quan. Nó suy ra hoạt động từ dữ liệu cảm biến và mẫu chuyển động được thuật toán nhận diện.

Smartwatch nhận diện một lượt bơi bằng cách nào?

Trong bể, một lượt bơi thường tương ứng với việc hoàn thành một chiều dài bể. Để nhận diện sự kiện này, smartwatch phân tích chu kỳ chuyển động của tay kết hợp với những thay đổi xảy ra khi người bơi quay đầu hoặc đổi hướng.

Quy trình có thể hiểu đơn giản như sau:

Chuyển động cổ tay → phát hiện chu kỳ → nhận diện kiểu chuyển động → xác định lần quay đầu → ghi nhận một chiều dài bể

Thuật toán không chỉ dựa vào một chuyển động đơn lẻ. Nó tìm kiếm mẫu chuyển động lặp lại trong cả chuỗi dữ liệu. Khi chuỗi tín hiệu phù hợp với một kiểu bơi và xuất hiện dấu hiệu chuyển hướng đặc trưng, thiết bị có thể xác định rằng người dùng đã hoàn thành thêm một chiều dài.

Đây cũng là lý do smartwatch có thể bỏ sót hoặc đếm sai lượt bơi nếu người dùng dừng giữa bể, đổi kiểu bơi bất thường, thực hiện động tác không giống một chu kỳ bơi hoàn chỉnh hoặc thiết lập sai chiều dài bể.

Thiết bị phân biệt bơi sải, bơi ếch, bơi ngửa và bơi bướm ra sao?

Các kiểu bơi tạo ra những mẫu chuyển động khác nhau ở cổ tay và cánh tay. Thuật toán sử dụng những khác biệt đó để phân loại kiểu bơi.

Ví dụ, dữ liệu chuyển động của bơi sải có đặc trưng khác với bơi ếch ở nhịp và hướng chuyển động của tay. Bơi ngửa cũng tạo ra một mẫu chuyển động khác do tư thế cơ thể và hướng vung tay thay đổi. Bơi bướm có chu kỳ chuyển động đồng thời của hai tay khác với các kiểu bơi luân phiên.

Về bản chất, smartwatch thực hiện một bài toán phân loại mẫu chuyển động:

·         Thu thập dữ liệu gia tốc và xoay của cổ tay

·         Xác định chu kỳ chuyển động lặp lại

·         Đối chiếu chuỗi chuyển động với các mẫu kiểu bơi mà thuật toán có khả năng nhận diện

·         Gán chu kỳ đó vào kiểu bơi phù hợp

·         Kết hợp với sự kiện quay đầu để hoàn thiện thống kê lượt bơi

Vì đây là quá trình nhận diện mẫu chứ không phải đo trực tiếp kiểu bơi, kết quả có thể khác nhau giữa các thiết bị và trong những tình huống chuyển động không điển hình.

Smartwatch tính quãng đường bơi như thế nào?

Trong bể, cách tính cơ bản là:

Quãng đường = Số chiều dài bể đã hoàn thành × Chiều dài bể

Ví dụ, nếu người dùng thiết lập bể dài 25 m và đồng hồ ghi nhận 40 chiều dài, quãng đường được tính là 1.000 m.

Do đó, thông tin về chiều dài bể có vai trò rất quan trọng. Nếu bể thực tế dài 50 m nhưng đồng hồ được đặt ở chế độ 25 m, số liệu quãng đường sẽ bị sai ngay cả khi thiết bị đếm lượt chính xác.

Với bơi ngoài trời, thiết bị có thể sử dụng dữ liệu định vị để ước tính đường đi. Tuy nhiên, điều kiện môi trường và việc thiết bị thường xuyên ở dưới mặt nước có thể ảnh hưởng đến khả năng ghi nhận vị trí. Vì vậy, cơ chế theo dõi bơi trong bể và bơi ngoài trời không hoàn toàn giống nhau.

Vì sao số liệu smartwatch theo dõi bơi đôi khi không chính xác?

Độ chính xác phụ thuộc vào cả cảm biến, thuật toán và cách người dùng vận động. Một số nguyên nhân thường gặp gồm:

·         Thiết lập sai chiều dài bể: Làm sai trực tiếp phép tính quãng đường

·         Đeo đồng hồ không ổn định: Khiến dữ liệu chuyển động của cổ tay bị thay đổi

·         Dừng hoặc nghỉ giữa lượt: Có thể làm chuỗi chuyển động không còn giống một lượt bơi hoàn chỉnh

·         Đổi kiểu bơi giữa chừng: Thuật toán có thể cần thời gian để phân loại mẫu chuyển động mới

·         Động tác quay đầu bất thường: Có thể khiến hệ thống khó xác định ranh giới giữa hai chiều dài

·         Kỹ thuật bơi không ổn định: Những chuyển động khác biệt đáng kể so với mẫu mà thuật toán nhận diện có thể làm giảm độ chính xác

Vì vậy, không nên hiểu rằng một smartwatch luôn đo chính xác tuyệt đối mọi lượt bơi. Số liệu càng phụ thuộc vào việc nhận diện mẫu chuyển động thì càng chịu ảnh hưởng của điều kiện thực tế.

Cần hiểu những chỉ số bơi trên smartwatch như thế nào?

Các chỉ số như lượt bơi, kiểu bơi, quãng đường và thời gian không phải những phép đo hoàn toàn độc lập. Chúng được xây dựng từ cùng một chuỗi dữ liệu chuyển động.

Chẳng hạn, nếu đồng hồ nhận diện sai số lượt bơi thì quãng đường trong bể cũng có thể sai theo. Tương tự, việc nhận diện kiểu bơi có thể thay đổi khi mẫu chuyển động của người dùng khác đáng kể so với những gì thuật toán dự kiến.

Vì vậy, khi đọc dữ liệu tập luyện, nên xem các chỉ số trong cùng một ngữ cảnh thay vì coi từng con số là phép đo tuyệt đối. Đặc biệt, cần kiểm tra chiều dài bể đã cài đặt và cách đeo đồng hồ trước khi đánh giá một kết quả bất thường.

Smartwatch theo dõi bơi hoạt động chủ yếu bằng cách thu thập dữ liệu chuyển động từ các cảm biến, sau đó dùng thuật toán để nhận diện chu kỳ tay, kiểu bơi và các sự kiện quay đầu. Trong bể, số lượt được dùng cùng chiều dài bể để tính quãng đường; trong bơi ngoài trời, dữ liệu định vị có thể được sử dụng để ước tính đường đi. Vì vậy, thiết bị đang suy luận hoạt động từ dữ liệu cảm biến, chứ không trực tiếp quan sát người bơi, và độ chính xác phụ thuộc đáng kể vào điều kiện vận động cũng như cấu hình thiết bị.