'Smartwatch nicht so smart beim Messen des Energieverbrauchs'

Smartwatches erweisen sich beim Messen des Energieverbrauchs als sehr ungenau. Damit darf man sich fragen, welchen Mehrwert diese Funktionalität hat.

Smartwatch und Energieverbrauch

Na toll. Du denkst, du trackst deinen Energieverbrauch, und bekommst am Ende falsche Daten.

Forscher der Stanford University testeten insgesamt 6 verschiedene Smartwatches: die Samsung Gear 2, Apple Watch, Fitbit Surge, Mio, Alpha 2, PulseOn und Basis Peak [1]. Sie ließen 60 Testpersonen bis zu vier der Smartwatches gleichzeitig tragen und verglichen die Ergebnisse mit denen professioneller Geräte zur Messung von Energieverbrauch und Herzfrequenz.

Alle sieben getesteten Smartwatches wichen beim Energieverbrauch mindestens 20% von den Werten ab, die mit der professionellen Ausrüstung gemessen wurden. Im 'besten' Fall (Fitbit Surge) zeigte die Smartwatch eine Abweichung von 27%. Die PulseOn lag sogar 93% daneben! Die Herzfrequenz erwies sich als leichter zu messen.

Not so smartwatch

Warum liegen die Smartwatches so weit daneben?

Das kann beim Messen und beim 'Wissen' schiefgehen. Weil wir von ihnen im Grunde Informationen verlangen, für die sie zu wenig Input bekommen, müssen Smartwatches viele Annahmen treffen. Außerdem verfügen sie nicht über die Mittel für genaue Messungen der Informationen, die sie selbst liefern sollen.

Smartwatches müssen messen, wie viel du dich bewegst, und anschließend berechnen, wie viel Energie diese Bewegung in deinem konkreten Fall kostet. Das Messen selbst erfolgt über Bewegung und Herzfrequenz. Es ist also nicht verwunderlich, dass der Energieverbrauch bei sitzenden Aktivitäten eine größere Fehlermarge zeigte, im Schnitt 50%. Aber auch bei Aktivitäten wie Laufen und Gehen lagen die Smartwatches im Durchschnitt 30% daneben.

Neben dem Messen selbst muss die Bewegung in Energieverbrauch umgerechnet werden. Dafür müssen Smartwatches Berechnungen auf Basis von Algorithmen durchführen, die zum Beispiel Variablen wie Alter, Geschlecht, Körpergröße und Gewicht verwenden.

Es bleiben also Schätzungen auf Basis unvollständiger Messungen.

If it fits your smartwatch

In manchen Fällen können Smartwatches dir auch die Gesamtzahl der pro Tag verbrannten Kalorien anzeigen, also deinen Ruheumsatz plus den Verbrauch durch Aktivität.

Man kann sich fragen, wie genau das ist, wenn die einzelnen Aktivitäten falsch gemessen werden.

Die Frage ist daher auch, welchen Mehrwert das hat. Verschafft dir das mehr Einblick in deinen Kalorienbedarf, als wenn du zum Beispiel bereits mit Formeln wie Harris-Benedict und Katch-McArdle in der FITsociety App arbeitest?

Und welche Formeln verwenden Smartwatches eigentlich für deinen Ruheumsatz?

Die würdest du eigentlich wissen wollen, um deren Grundlage eventuell selbst zu prüfen. Für solche Formeln gibst du normalerweise deine Variablen ein und berechnest auf Tagesbasis, wie hoch dein geschätzter Verbrauch ist. Der größte Teil deines Verbrauchs kommt aus deinem Ruheumsatz. Der zusätzliche Verbrauch durch Aktivität wird dabei recht grob geschätzt, zum Beispiel in der App. Du gibst an, wie aktiv du bist, indem du aus verschiedenen Aktivitätsniveaus wählst. Auf Basis dieses Aktivitätsniveaus wird dein Verbrauch mit einem bestimmten Faktor erhöht. 

'Nicht sehr spezifisch', könnte man sagen. "Leichtes Training" und "schweres Training" sind ziemlich weite Begriffe, und ihre Definition unterscheidet sich von Person zu Person. Außerdem kannst du an einem Tag "härter trainieren" als an einem anderen. Und wie funktioniert das, wenn du Postbote bist? Zählt das als leichtes Training? In der Praxis funktioniert das daher auch als trial and error. Du entscheidest dich für ein Aktivitätsniveau und berechnest deinen Bedarf, hältst dich ordentlich an die darauf basierende Diät und überprüfst anschließend, ob die Ergebnisse den Erwartungen entsprechen. Dann kannst du feststellen, ob deine beste Schätzung richtig war, und gegebenenfalls Anpassungen vornehmen.

Das klingt eigentlich auch nicht sehr wissenschaftlich. Warum arbeiten dann so viele Fitnessprofis noch immer mit dieser Vorgehensweise? Weil genaue Daten sehr schwer zu bekommen sind, ohne als lab rat durchs Leben zu gehen. Den ganzen Tag mit einer Maske herumzulaufen, um deinen Sauerstoffverbrauch zu messen, ist nicht gerade praktisch. Auf einer Star-Wars-Convention vielleicht nützlich, aber weniger bei anderen sozialen Anlässen.

Wir würden in der FITsociety App sehr gern deinen persönlichen Energieverbrauch auf spezifische Aktivität stützen. Zum Beispiel wie viel du verbrennst, wenn du eine bestimmte Form von Cardio machst, aber auch die Zahl der verbrannten Kalorien pro Wiederholung beim Krafttraining. Wir haben jedoch entschieden, dass die Chance zu groß ist, dass du falsche Daten bekommst. Wir wollen nicht die Illusion erzeugen, dass dies so genau berechnet werden kann.

Schlimmer noch: dass du falsche Daten verwendest, um deinen Ernährungsplan zu erstellen.

Krafttraining bringt einige Herausforderungen mit sich, wenn es um die Berechnung des Energieverbrauchs im Vergleich zu Cardio geht. Dazu wurden einige Studien durchgeführt, wenn auch mit unterschiedlichen Ergebnissen [2]. Es gibt jedoch zu viele Variablen. Wie schwer ist das Gewicht im Verhältnis zu deinem Körpergewicht und deiner Erfahrung? Wie wird die Übung ausgeführt? Verwendest du die beste Technik, um das Gewicht nach oben zu bekommen (Gewichtheben), oder die beste Technik, um deine Muskeln zum Wachstum zu reizen (Bodybuilding)? Führst du die Übung explosiv aus, nutzt du viel oder wenig Muskelmasse für die Übung? Wir müssten schon Dutzende Studien durchführen, um für eine einzelne Übung den Energieverbrauch unter all diesen verschiedenen Bedingungen zu berechnen. Und dann bist du wieder am Schätzen, sobald diese Werte einmal festgestellt sind: 'Zählt das als explosive Wiederholung, sind es 60 oder 70% meines 1RM?' Das wird dein Training auch nicht flüssiger machen.

Cardio hat schon etwas weniger Variablen und sollte damit genauer einzuschätzen sein [3], aber offenbar haben Smartwatches auch damit erhebliche Schwierigkeiten.

Die perfekte Methode, genau und praktisch, um deinen exakten Energieverbrauch zu messen, gibt es daher (noch) nicht. Eigentlich ist die Frage also, ob du lieber deinen eigenen Schätzungen vertraust oder denen einer Smartwatch. Für mich keine schwierige Frage.

Motivationstool

Aber ich denke auch nicht, dass der Mehrwert der Smartwatch hierin liegt oder liegen sollte. Als ich die Apple Watch für eine Review ausprobierte, ließ ich meine Tochter sie auch eine Zeit lang testen. Das führte dazu, dass wir um 23:30 Uhr plötzlich Getrampel von oben hörten, weil sie noch schnell bestimmte Aktivitätsziele erreichen wollte. Ein schönes Gadget, das dich regelmäßig daran erinnert, dass du bestimmte Ziele erreichen möchtest, und das visuell ansprechend zeigt, kann offenbar sehr motivierend wirken.

Eine Studie aus dem vergangenen Jahr zeigte dennoch, dass Fitnesstracker keinen Mehrwert gegenüber einem normalen Programm zur Gewichtsabnahme bieten [4]. Die Forscher weisen dabei auch darauf hin, dass ihre Testgruppe für viele Menschen nicht repräsentativ ist, und wollen daher auch nicht behaupten, dass Fitnesstracker nicht funktionieren. Einige in der Studie profitierten nämlich durchaus davon.

Wenn es jedoch um Motivation geht, denke ich persönlich, dass man besser mit einem 'Punktesystem' arbeitet als mit einer ungenauen Darstellung des Energieverbrauchs. Zum Beispiel gekoppelt an deinen Kalender. "Glückwunsch! Du hast 1000 Punkte durch Laufen verdient. Noch 300 Punkte und du darfst mit deiner Schwester essen gehen".

Konsistenz ist dabei allerdings wichtig. Du musst dich darauf verlassen können, dass du tatsächlich mehr oder weniger bewegt hast. Für die Motivation muss das meiner Ansicht nach nicht zwingend in angenommene Kalorien übersetzt werden.

Welche Erfahrungen habt ihr mit Smartwatches gemacht? Haben sie motiviert? Gaben sie Einblick in deinen Energieverbrauch, und konntest du das mit anderen Daten vergleichen? Ich höre es gern.

Referenzen

1. J. Pers. Med. 2017, 7(2), 3; doi:10.3390/jpm7020003
2. Robergs RA, Gordon T, Reynolds J, Walker TB. Energy expenditure during benchpress and squat exercises. J Strength Cond Res. 2007 Feb;21(1):123-30. PubMed PMID: 17313290.
3. McARDLE, W.D. et al. (2000) Energy expenditure at rest and during physical activity. In: McARDLE, W.D. et al., 2nd ed. Essentials of Exercise Physiology, USA: Lippincott Williams and Wilkins
4. Jakicic JM, Davis KK, Rogers RJ, King WC, Marcus MD, Helsel D, Rickman AD, Wahed AS, Belle SH. Effect of Wearable Technology Combined With a Lifestyle Intervention on Long-term Weight LossThe IDEA Randomized Clinical Trial. JAMA. 2016;316(11):1161-1171. doi:10.1001/jama.2016.12858