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走得越多越健康吗?日行万步保健康有科学依据吗?( 二 )


人类最早使用的计步器是机械计步器 。 它的原理是基于物理学的一个十分常见的力学设备——摆锤 ， 当人们行走的时候 ， 计步器中的“摆锤”结构也会随之运动 。 “摆锤”结构的运动与人们行走的步伐是近似一致的 ， 通过相应的电路传感计算系统将这种运动记录下来 ， 便实现了“计步”这一过程 。
现在人们更多的是使用手机或运动手环进行计步 。 手机、手环的计步原理是什么？北京理工大学计算机网络及对抗技术研究所所长闫怀志介绍 ， 手机、手环采用高精度运动状态感应器芯片进行人体运动状态感知 ， 并辅以软件算法进行校正和显示步数 。
具体而言 ， 运动状态感应器主要是通过高精度加速度计来感测三维律动的加速度或振动等运动状况 。 常用的加速度传感器又有三轴和六轴之分 。 三轴加速度计一般在手臂摆动时就会感知并记录运动数据 ， 而高档的六轴加速度计则会进一步判断走路、跑步、骑行、上楼等来提高运动数据记录的精准度 。
软件算法则是根据加速度计实时捕捉到的三维运动数据 ， 经数字滤波、场景辨识、模型校正等运算处理 ， 最终将加速度计获得的原始数据转换为手环APP或手环可显示的数字 ， 为用户呈现步数、距离、卡路里消耗数值信息 。
“事实上 ， 运动手环或手机计步主要是根据人体的摆臂和震动来测量步数或距离的 。 ”闫怀志举例道 ， 比如 ， 即便是原地踏步 ， 如果步幅和摆臂动作足够大 ， 也会被记录下来 。 不同的身高、步长、动作习惯等 ， 也会对计步准确性产生影响 ， 因此必须经过软件校正才会更加准确 。
再比如 ， 通过积分加速度计和环境感知算法来判断是否真正产生了空间位移 ， 以决定是否计步 。 此外 ， 还可以通过频率来判断人体是在真正走路跑步 ， 还是在虚晃手腕或摆动身体 。 在闫怀志看来 ， 现在的手机、手环计步功能 ， 已经充分考虑了各种干扰场景和干扰因素 ， 经过软件算法校正后 ， 结果较为准确 。 （采访人员 唐婷）


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