Funktionsweise


Funktionsweise von Fitness-Trackern

Ein guter Freund während gemeinsamer Fitnessausflüge ist besonders für Anfänger ein wichtiger Anker, um ausreichend Motivation beim Sporttreiben aufrechtzuerhalten.
Fitness Tracker vernetzen Sportkameraden miteinander und sorgen auch bei Einzeltouren für eine gehörige Portion innerlichen Antrieb. Dabei müssen sie unentwegt Aktivitäten auslesen und kommen bisweilen mit reichhaltiger Ausstattung auf kleinstem Maße daher.

Doch wie arbeiten solche Geräte prinzipiell und was befähigt diese, gewöhnliche Bewegung von anstrengenden Übungen zu trennen?

 

Bewegungssensoren analysieren körperliche Aktivität

Ein großer, gemeinsamer Nenner vieler Fitness Tracker sind die Bewegungssensoren. Zwei ausgesprochen verbreitete Vertreter dieser Gattung sind das Gyroskop sowie der Beschleunigungssensor. Beide arbeiten Hand in Hand und bemerken Veränderungen der Position und Körperhaltung anhand von Rotation und Bewegung. Viel Platz benötigen diese essenziellen mikro-elektro-mechanischen Systeme – kurz MEMS – keineswegs und sind daher auch bei sehr kompakten und günstigen Sportarmbändern anzutreffen. Dabei haben sich Accelerometer mit einer Unterstützung von drei Achsen aus Gründen der Präzision und Zuverlässigkeit in vielen Trackern bewährt.

Technisch werden mit Hilfe einer Feder und einer Prüfmasse aus Silicium anhand von Trägheitskräften, die durch Bewegung entstehen, die notwendigen Daten ermittelt. Höhenmesser, auch barometrisches Altimeter genannt, geben die momentane Höhe anhand des Luftdruckes gegenüber dem Meeresspiegel an. Dadurch lassen sich auch Stockwerke und Treppenstufen in die tägliche Sportstatistik mit einbeziehen.

Messdaten alleine erzeugen jedoch noch keine verwertbaren Details über die eigene Fitness. Mit angepassten Profilen ordnen Tracker die registrierten Schwankungen einem typischen Bewegungsmuster zu. Die Effizienz dieser Methode stellt ein qualitativ wichtiges Kriterium bei den Sportarmbändern dar. Treten an dieser Stelle auffällige Schwächen auf, wird im Tracker Test explizit darauf hingewiesen.

Puls-Tracking verfeinert die Auslese und eröffnet neue Möglichkeiten

Der Puls ist einer der wichtigsten Kriterien für ein gezieltes Körpertraining. Unter Belastung erzielt der menschliche Organismus nur im richtigen Bereich ein optimales Ergebnis zur Steigerung der individuellen Fitness. Optische Sensoren übernehmen inzwischen an vielen hochwertigeren Fitness-Trackern diese Aufgabe. Grüne LED-Einheiten auf der Unterseite der Tracker durchleuchten dabei die Hautoberfläche und stellen feinste Lichtveränderungen anhand des durchströmenden Blutes fest. Systole und Diastole, die natürlichen Zyklen der Blutgefäße, sorgen für die notwendigen Informationen. Das erhöhte Blutaufkommen in der Entspannungsphase der elastischen Gefäßwände absorbiert deutlich mehr grünes Licht und wird als einer von zwei entscheidenden Markern verwendet. Wirft dagegen der Lichtstrahl einen größeren Grünanteil zurück auf den LED-Sensor, spricht dies für eine Systole mit verhältnismäßig geringem Blutanteil in den Gefäßen.

Die gemessene Intervalle ergeben die Herzfrequenz, welche allerdings nicht mit einem EKG gleichzusetzen ist und auch einer leichten Messtoleranz unterliegt. Deutlich genauer sind gekoppelte Brustgurte, die mit aufliegenden Sensoren tatsächlich nach medizinischem Vorbild die Frequenz des Herzmuskels erfassen. Zwar steht ein direkter Zusammenhang zwischen Herzschlag und Puls, aber Unregelmäßigkeiten beim Herzschlag lassen sich mit Pulsmessung via LED nicht sofort als solche erkennen.

Trotzdem: Anhand dieses praktischen Features gelingt es Herstellern von Fitnessarmbändern den Kalorienverbrauch maßgeschneidert zu berechnen und Analysen von Stresssituationen und Entspannungsphasen mit ins Angebot aufzunehmen – wichtige Eigenschaften für ambitionierte Sportler und alle, die Wert auf ihre Gesundheit legen.

Abseits der LED-Technik stehen auch Bio-Impedanz-Sensoren bei einigen Modellen zur Verfügung. Sauerstoffanalyse und Atemfrequenz werden dadurch gleich mit komplettiert. Mehrere Elektroden übermitteln hier sich gegenseitig elektrische Signale und filtern anhand des Widerstandes des Stromflusses und der Phasenverschiebung des projizierten Elektromagnetfeldes Informationen heraus.

Theoretisch lässt sich mit dieser Technik noch deutlich mehr verwirklichen, der praktische Nutzen in Sportarmbändern hängt aber stark von der Implementierung bei dem vorliegenden Produkt ab.

Eine Übersicht über aktuelle Modelle mit eingebauten GPS-Modul und Tests findest du hier:

Fitness-Tracker mit Pulsmessung

 

GPS-Tracking hinterlässt digitale Fußspuren

GPS-Sensoren sind bei weitem keine Neuigkeit mehr und gehören seit langer Zeit zur Grundausstattung von Smartphones. Anders verhält es sich bei Sportarmbändern. GPS gehört bei Fitness-Trackern aktuell noch zur Ausstattung der gehobenen Klasse und muss entsprechend teuer eingekauft werden. Auf dessen Komfort verzichten müssen Nutzer von günstigen Einsteigermodellen allerdings nicht zwangsläufig. Häufig unterstützt die Hardware kabellose Direktverbindung mit kompatiblen Smart-Geräten und nutzen auf diesem Wege einfach das GPS des Handys mit. Anwender müssen dieses natürlich mit sich führen, um volle Funktionalität zu erhalten und haben daher stets ein zusätzliches Mitbringsel mit auf ihren Ausflügen. Die durch ein Satellitennetzwerk gestützten Messdaten ermitteln die genaue Wegstrecke, korrigieren die festgehaltene Distanz und Geschwindigkeit und helfen dadurch auch bei der Bestimmung des Energieverbrauches.

Strecken lassen sich je nach Anbieter abspeichern und mit anderen Sportlern teilen. Wer Lust hat, einmal die Strecke eines Leidensgenossen zu laufen, kann mit Hilfe dieser Positionsbestimmung sogar in dessen Fußstapfen treten. Damit eine geeignete Signalstärke vorhanden ist, muss die betreffende Person mit Empfänger von mindestens fünf Satelliten erkannt werden.

Nachteile von GPS-Tracking: Es gilt nicht als besonders energieeffizient und zehrt schnell die Akkureserven von mobilen Geräten auf. Alternativen zum GPS stellt das russische Äquivalent GLONASS dar und kommt bei einigen Produkten ebenfalls zum Einsatz.

Eine Übersicht über aktuelle Modelle mit eingebauten GPS-Modul und Tests findest du hier:

Fitness-Tracker mit GPS

 

Apps und personalisierte Daten helfen bei der Weiterverarbeitung

In Sachen Datenschutz bekommen Interessenten oftmals eine Kröte zu schlucken. Hersteller stellen nicht selten für die Nutzung der angebotenen App die uneingeschränkten Nutzungsrechte der übertragenen Daten als Bedingung. Natürlich sind Angaben zum Körper sinnvoll, da ohne diese vor allem einfache Geräte ohne Pulsmessung und GPS-Support keine brauchbaren Näherungswerte ausgeben. Details zum Alter, Gewicht, Geschlecht und Körpergröße sind daher essenziell für den Betrieb. Daran geknüpft sind alle erhobenen Werte, die während des Betriebes gesammelt werden.

Der Handel mit Daten und Verkauf dieser Information an Dritte gehört bisweilen zum Geschäftsmodell einiger Anbieter. Nicht jeder mag allerdings freizügig seine persönlichen Gesundheitsinformationen so frei aus der Hand geben. Nutzer sollten sich vor dem Kauf daher eingehend Informieren, wie die Datennutzung seitens des Herstellers gehandhabt wird und welche Rechte dieser für den Gebrauch in Anspruch stellt.

Passende Programme für Mobile-Devices liefert inzwischen nahezu jeder Anbieter am Markt frei Haus. Es gibt auch komplexere und autarke Modelle, die nicht an eine Anbindung ans Smartphone angewiesen sind und auf großzügigen Displays umfangreiche Informationen präsentieren. Produkte ohne Display setzen diesen Verbund hingegen immer Voraus, will der Träger ständig über seine Fitness in Kenntnis gesetzt werden.

Wichtig für Erstkäufer: Die App muss Kompatibilität mit dem favorisierten Smartphone-System aufweisen. Hinweise dazu gibt es im Tracker Test.

Umgebungslicht und UV-Warnung

Sonnenlicht spendet Kraft, kann sich aber auch zu einer gesundheitlichen Belastung entwickeln. UV-Chips messen die anliegende Intensität und teilen dem Anwender mit, wenn eine Erholungspause für das größte Organ des Menschen angesagt ist. Derartige Ausstattung ist nicht wirklich notwendig für den reinen Sportbetrieb, Hersteller werben jedoch intensiv mit Gesundheits- und Überwachungsfunktionen angesichts des logischen Zusammenhangs von Fitness und körperlicher Gesundheit.

In der Praxis etwas relevanter ist die Analyse des Umgebungslichtes, die oft auch bei modernen Fernsehern und Smartphones zur Anwendung kommt. Displays stellen je nach Bedarf so automatisch ihre Helligkeit ein. Träger behalten so stets einen guten Blick auf lesbare Details auf LCD-Anzeigen ihres Fitness-Trackers.

Kampf um die Deutungshoheit über die Software

Technik bildet das notwendige Fundament für einen Fitness Tracker. Mit Hilfe dieses Grundgerüstes sammelt das Sportarmband unnachgiebig Datenbestände während seiner Laufzeit an. Die gewonnene Datenflut will jedoch auch richtig interpretiert werden. Geräte, die falsche Schlüsse ziehen, führen früher oder später zu verärgerten Besitzern und verpassen dem eigentlich herbeigesehnten Motivationsschub einen spürbaren Dämpfer. Leichte Armbewegungen abseits ernsthaften Sporttätigkeit werden zum Beispiel von unpräziser Technik als Schritte eingelesen. Zähneputzen oder Arbeiten am Computer tricksen so einfache Modelle aus und produzieren verfälschte Resultate.

Inzwischen haben viele der namhaften Hersteller derartigen Kinderkrankheiten einen Riegel vorgeschoben. Dank intelligenter Erkennungsroutinen schätzen die kleinen Computer nun merklich treffsicherer ein, ob ihr Träger tatsächlich körperlicher Ertüchtigung nachgeht. Nicht zu vergessen mit neu hinzu gekommenen Sensoren, die zusätzlich als Fall-Back-System Missverständnissen vorbeugen.

Die bloße Präsenz verschiedener Hardware-Einheiten garantiert noch nicht ein effektives Zusammenspiel der Technik. Hier versuchen sich Hersteller untereinander abzugrenzen und bieten je nach Modell ein unterschiedlich ausgeprägtes Spektrum an Erkennungsfertigkeiten an. Typischerweise sind die ausgefeilteren Produkte im höheren Preisbereich zu finden, doch auch im günstigeren Segment ziehen nach und nach Verbesserungen ein.

Die hinterlegten Bewegungsprofile unterliegen der Geheimhaltung und sind quasi das Salz in der Suppe. Ob ein Fitness Tracker tatsächlich präzise Daten abliefert oder zu Aussetzern neigt, ist den entsprechenden Tracker Test zu entnehmen.

Funktionen müssen beim Anwender ankommen

Aktuelle Modelle von Fitnessarmbändern haben oft ein solides Grundgebot an notwendiger Technik für die Analyse von einfachen Bewegungsmustern. Fortgeschrittene Modelle versüßen die Nutzung und Erweitern die Anwendungsgebiete mittels Puls-Tracking und GPS-Tracking, können sogar Körpertemperatur oder Atmungsaktivität aufnehmen und erkennen eine Vielzahl an Sportarten automatisch.

Doch die Hardware der Tracker stellt alleine noch kein Garant für eine bessere Fitness dar. Entscheidend für einen alltagstaugliches Gerät, das die ihm zugedachte Funktion tatsächlich auch erfüllt, ist die gelungene Eingliederung durch Software sowie Navigation und die damit in Korrelation stehende Nutzererfahrung. Erst hier setzen sich aus den unzähligen Mosaiksteinchen ein lesbares Bild für den Betrachter zusammen.

Zugänglichkeit und Funktionalität stehen beim Tracker Test daher ebenfalls im Fokus und verhelfen bei einer guten Abstimmung zur erhofften Motivation bei regelmäßigem Training.

 

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