可穿戴技术位列2019全球健身趋势榜首：它能让大众跑步变得更科学吗？
美国运动医学会下设的《健康与体适能杂志》按照惯例，发布了一年一度的全球健身趋势调查报告，这个报告可以说是代表了美国运动医学会对于全球健身热点和健身走向的判断，其报告的首席起草人是前美国运动医学会主席汤普森博士。
在2019年全球健身趋势调查报告最核心的内容——2019年20大健身流行趋势排名中，可穿戴技术位列第一。
以运动手环、运动手表为代表的可穿戴技术目前在大众人群，特别是深度健身爱好者中已经相当普及，一两千元的运动手表、一两百元的运动手环已经提供给大众足够多的有用信息，从而帮助大众了解自己的运动状况，而不同价位的手环手表也为大众提供了多元化的选择，从一两百元到几千元，应有尽有。
应该来说，大众对于可穿戴技术并不陌生，但大多数大众还没有真正形成对于可穿戴技术的强依赖，从而导致用户黏性较低，大众用可穿戴设备指导自己的运动行为这个过程并没有真正形成，刚开始佩戴新鲜，使用一段时间后觉得可有可无，如同鸡肋弃之可惜、食之无味，仍然是普遍现象。
此外，各种可穿戴设备评估功能强大，但普遍缺乏后续有效运动干预和运动指导，使用——评估——指导——再使用——再评估——再指导的良性使用闭环也还没有真正形成。
当然，随着互联网技术、人工智能技术、机器学习技术、手机—可穿戴整合技术的日新月异，可穿戴设备很有可能在不远的将来实现新的技术飞跃，这也是为什么美国运动医学会会把可穿戴技术位列2019年全球健身趋势第一的主要原因，其核心理由就是技术将更加智能，更加亲民，可穿戴技术可以让运动时看不见的被清晰洞见，可以让人们实现更加精准、科学、有效地运动。
因为跑步动作相对单一便于测量，跑步时身体机能状态相关稳定，跑步相关可穿戴技术是运动可穿戴中发展最为成熟的领域之一，结合跑步这样一个具体场景，可穿戴技术最近取得哪些进展，有哪些新的技术正在发展成为民用级产品，本文将做一综述。
运动手表是跑者使用率最高、认知度最高的可穿戴设备，苹果（Apple）、佳明（Garmin）、松拓（Suunto）、华为、华米都是跑者常用的运动手表品牌。
运动手表分为两类，一类是心率带手表，一类是光电手表。
心率带手表顾名思义是：通过佩戴在胸口的心率带测量心率，其原理是通过采集胸口的心电信号来测量心率。
光电手表则是借助光学感应技术 (PPG) 来侦测心率。心率带技术和光电技术哪个更准确以及技术比较，一直是跑者特别关心的话题，我们首先来解答跑者的这个疑问。
1、心率带手表和光电手表哪个更准？
如果你仔细管观察你的心率带内表面，都有两片感应电极，因为只有两片电极才能构成一个心电回路，才能测量到心率。心脏在跳动的时候会产生微量电流，这就是所谓心电信号，电极就会感应这些电流，通过电流的变化来计算心率。
因此，从理论上说心电技术是测量心率最精准的技术，因为它是直接测量心电信号，因此，心率带具有实时性强，精度高的优势。
但心率带的最大弊端就是需要在胸口绑上一根带子，一些跑者会觉得不太舒服，但适应心率带的人则觉得的这不是问题，所以心率带是否佩戴舒适是一个仁者见仁智者见智的问题。
当然，心率带在皮肤干燥的情况下，由于导电性较弱，有时无法测量到心率，这在冬季使用比较常见，这也是为什么我们去医院做心电图检查，护士会首先在测量部位涂抹酒精的原因，一是消毒，更重要的就是通过湿润皮肤增强导电性。
还有些女性，由于皮下脂肪较厚，由于脂肪电阻大，也会导致导电性不佳，从而造成心率带测不到心率，或者测量心率断断续续的情况发生。
光电心率表相比心率带，舒适性和便捷性明显增强，这是它最大的优势之一。光电手表的背面设有LED光源，光源会发射绿色光线穿透皮肤表面深入血管，然后反射回表底的光学感应器。
运动时心跳加速，手腕内的血管扩张，血液流量增大，但因为红细胞会吸光，所以反射到感应器的光线也会随之减少，光电手表便能探测此差异并计算出心率变化。
相比心率带技术，光电技术的缺点包括以下几方面：
反应慢：光电手表是侦测手腕血流变化量，即时性不如心率带，运动强度增加时，心跳会快速提高，但血流量会延迟几秒钟才变快，所以心率变化也会延迟几秒钟；
比较耗电：手表要一直发光，耗电量比较大。通常来说，发光强度相对越大，发光源越多，经过校准的心率就会越准，但带来的问题就是耗电巨大。苹果手表就是这么干的，苹果的产品策略很明确，那就是通过牺牲耗电，来加大发光用以提升测量精度，也就是说苹果不在乎耗电，这就导致苹果用户不得不每天给手表充电。而其他厂家则会平衡测量精度和发光耗电这个问题；
皮肤颜色所造成的误差：皮肤黑、刺青、外界光源强烈、皮肤的汗水都会造成误差。因为皮肤过黑，黑色会额外吸收光源，皮肤越黑，吸收越多，这样造成手表的计算误差越大，导致数据不准确。
此外，光电心率表是通过血流量来推算心率，虽然血管内血流是呈现脉冲式特点，其频率与心脏跳动一致，但当心率较快时，由于血流快速且高频射出，就会导致测量精度下降的问题，也即一些用户反应在高心率区间，光电手表通常会低估其实际心率。
当然，随着技术的进步和优化，光电式心率表在高心率区间心率不准的问题基本已经得到解决，或者说误差在可控范围以内，总体而言，可以认为心率带手表与光电手表在测量心率的精度方面，没有明显差异，跑者都可放心使用。
既然光电心率表已经十分准确，那么心率带的存在就要打个问号了？所以近年来的趋势是，心率带手表似乎日渐式微，而不断涌现的运动手表几乎都采用的是光电技术，这可能也是运动手表领域一个重要趋势。
对于运动手表而言，测量心率是其核心功能，但一些厂家为了得到更多跑步运动学参数，会在心率带上内置运动传感器，由于心率带是固定在躯干上的，这样就能得到质心腾空高度（所谓垂直振幅）、触地时间、左右脚平衡这样的重要跑步参数，这方面，做得比较不错并且逐渐成为行业标准的就是佳明手表。光电式心率表除了得到心率、步频、步幅之外，由于佩戴位置的原因，是无法得到腾空高度、左右脚平衡这样的参数的，所以佳明针对这一问题，又开发了跑步动态穿戴器（又称为绿豆芽），跑步时将其固定于腰部，就能得到原来心率带才能出来的一些参数，其实说白了，就是把原先顺便放入心率带中的运动传感器单独做成一个小型可穿戴，从而弥补光电心率表的不足，但这又从某种程度上增加了用户的负担。
3、华为会取代佳明吗？
在跑者眼中，苹果手表偏时尚，而佳明无疑是专业跑步运动手表这个领域中的佼佼者，作为知名国际品牌，佳明手表款式众多，也具有较好口碑，成为众多跑者购买手表的首选。
但很显然的是，国内自主品牌，尤其是华为的技术创新和不断积累的品牌效应，其运动手表不仅完全覆盖了佳明多款手表的功能，更提供了佳明手表没有的更多新的功能，款式也更漂亮更时尚、工艺更考究（佳明2000元左右卖得最好的款型说实话塑料感太强），而价格只有佳明的一半甚至更低。
比如，随着红到发紫的Mate 20手机发布，华为Watch GT智能手表也同步发布，这一产品绝对是华为投入大手笔开发的新一代的运动手表，除了该有的跑步参数全部提供，分辨率高达 454*454 的 1.39 英寸 AMOLED 视网膜屏幕、双表冠不锈钢机身、与301医院合作的心律失常和压力监测技术、与哈佛医学院CDB中心合作的睡眠监测技术、长达两周待机时间、内置从入门到进阶的专业跑步训练课程，识别多种运动模式、移动支付等等功能全部具备，这不得不让我们对这块手表充满极大期待，华为的技术底蕴也极大改变了“国产的不如进口的”这样的传统认知。
华为的产品特性很明确，那就是做高品质消费级产品，实现巨大的销售量，而佳明的产品定位也很明确，利用品牌优势提高产品定价，实现较高利润，可以预见的是，大家都很看好跑步穿戴市场，华为和佳明在未来几年必将展开一场运动手表市场的大战，鹿死谁手非常值得关注。
运动手环在前些年几乎是一个被玩烂的产品，也似乎成为一个完全同质化竞争，毫无特色的产品，但是它帮助大众实现了可穿戴技术的启蒙教育，手环的价格通常极为便宜，与动辄上千元的手表相比，其价格非常亲民，一两百元的手环比比皆是。
尤其是光电手环的出现，让手环也可以比肩手表，且功能不差，用于跑步是完全没有任何问题的。或者说，对于初中级跑者来说，一个运动手环也足够用了，而没有必要一定要买更为昂贵的运动手表。
当然，技术创新的脚步永不停步，这不，华为创造性地开发了跑姿手环，什么是跑姿手环？戴上手上的手环可以测量跑姿吗？戴在手上当然测量不了手环，而是平时戴在手上当做普通手环使用，而跑步时戴在鞋子上，华为跑姿手环就做到了！
华为荣耀手环4 的running版就是全球第一款跑姿手环，该跑姿手环可以测量着地方式、着地冲击力、触地时间、步频、步幅、外翻幅度、摆动角度等众多跑姿参数，特别是对于跑步时脚的测量，数据丰富全面，可以有效帮助大众评估跑姿。
跑者可能会关心跑姿手环测量的原理是什么，其主要是通过在手环中内置陀螺仪、六轴加速度传感器、磁力计等运动传感器，从而识别脚上所有运动学参数。
华为荣耀手环4 running版价格不贵，跑者不妨买来体验尝试一下，你会更加全面地了解自己的跑姿，而平时则当手环用，何乐而不为呢？
当我们以较慢速度跑步时，整个人体处于有氧工作状态。但是，当我们奔跑的速度越来越快时，身体进入无氧工作状态，这时开始乳酸堆积，你就立马觉得呼吸困难、腿脚沉重，从有氧跑到无氧跑的拐点我们称为乳酸阈，它是除了心率以外，另外一个评价有氧能力和运动强度的核心指标。
血乳酸拐点代表从轻松的有氧运动进入困难的无氧运动
肌氧测量的是流经肌肉的血氧。因为肌肉运动时对氧气的消耗非常大，肌氧可以从70%下降至20%，变化幅度巨大，因此可以精准反应身体机能即刻状态。
新一代肌氧监测设备已经完全从科研走向民用，它可以测试肌肉利用氧气能力来反映身体代谢状态。
通过它，你一方面可以用他有效评估有氧能力，特别是评估你的氧气运输和利用能力，另一方面，你也能清楚地了解你的跑步是有氧跑还是无氧跑。
如果你想减肥，你就不能让跑步进入无氧跑区间，而如果你想通过间歇跑发展你的最大摄氧量，肌氧设备也能够帮助你更好地监控间歇训练。
目前，也有国内团队在研发基于肌氧技术的可穿戴设备，产品已经部分投放入市场，并且也在快速迭代中，其是否被大众所接受，成为现象级产品，充满期待。
对于跑步可穿戴技术而言，主要是用于两类测量，一类是测量生理参数，比如心率、肌氧，另一类是测量运动学参数，比如跑姿相关参数，这些技术目前都已经实现，关键是看开发团队如何更好地将这些技术转变为民用级产品，以及如何提升产品体验。
在跑姿测量方面，佳明通过心率带中内置运动传感器、或者通过绿豆芽配合光电心率表来测量跑姿。华为通过跑姿手环来测量跑姿，也有团队通过固定于膝关节附近的运动传感器来测量跑姿。
众所周知，大众跑者最容易发生的伤痛就是膝伤，如果能够更准确的测量膝关节乃至大小腿的运动特征，对于膝关节和下肢受伤风险判断也有极大价值。
目前也有国内团队在研发这样的可穿戴设备，其原理仍然是基于陀螺仪、加速度传感器、磁力计等运动传感器，将这些不同类型传感器技术借助算法、动作模式识别等进行有效整合，评价跑姿，尤其是评价膝关节运动特征，从而识别关节受伤风险。
事实上，这样的技术并不新鲜，在专业市场早些年就有类似设备，但这些设备极为昂贵，数据解读极为困难，需要专业人员经过繁琐测量并进行深入分析才能得出结论。而到了如今，这些技术已经完全走向大众。
Athos智能衣在服装中密布了传感器。上衣有16个传感器，负责测心率、呼吸、主要肌肉群工作特征。裤子有12个传感器，负责检测6个肌肉群，并传输到手机app中。
运动员可以看到运动期间哪些肌肉群被激活、效果如何等等。Athos智能衣还能知道主要肌肉群（甚至包括心脏）的疲劳和不寻常的危险征兆，以便及时采取措施。金州勇士队在去年获得NBA总冠军时，就得到Athos智能衣的有力支持。
目前，也有国内团队在持续研发智能衣，通过内置心率传感器、肌电电极片就可以测量跑步时心率、肌肉做功等运动表现，由于衣服是紧贴皮肤，理论上可以在衣服上布置更多可穿戴技术，实现人体运动综合测量。
虽然耐克多年前已经放弃智能跑鞋项目，但安德玛仍然认为智能跑鞋大有可为。安德玛智能跑鞋的主要功能包括记录跑步轨迹、里程、步频、跑鞋寿命等，这些参数其实并无新意。但其亮点是“跳跃测试”。
打开安德玛的MapMyRun应用程序，然后原地跳6下，随后应用就会根据你的表现来建议你今天跑步时应该尽全力、放轻松、还是保持匀速。
具体来讲，应用程序会参考用户之前在跳跃测试中的表现，并将其与当前的表现进行对比，从而去判断你的肌肉疲劳程度，这样就避免了过度训练可能对身体造成的损伤。
当然在跑鞋方面，除了内置运动传感器以外，也有团队研发智能鞋垫，通过在鞋垫中内置柔性压力传感器，就可以测量跑步时足的着地方式，也即你是用前脚掌着地还是后脚跟着地，但这类技术总体来说最大的问题是跑者只需要测量一次就可以了，而不需要反复测量。
此外，李宁与小米也一直在合作智能跑鞋。李宁智能跑鞋的芯片位于鞋底，由李宁专业运动实验室根据十几年来积累的中国跑者数据而形核心成算法，由小米手环研发团队将其实现，其核心功能还是测量着地方式。
跑步智能穿戴技术通过近几年发展有了长足进步，各种新技术也在不断涌现。
总体而言，跑步手表和手环仍然占据主要的市场份额，其他小众产品一方面需要更多时间教育用户，另一方面，跑步专业机构、跑步教练似乎更需要这些小众产品来作为专业测量工具，辅助开展工作。
无论怎样，智能可穿戴技术还是要解决只测量，不给解决方案，缺乏反馈与指导的行业痛点，我们相信随着人工智能技术、机器学习技术的快速发展，可穿戴技术的痛点也将被逐渐克服，跑者无疑能够从可穿戴设备中更多获益，一个穿戴设备就是一个人工智能教练，它可以部分取代真人教练的指导，同时真人教练也可以更好地利用这些技术远程监控、指导大众。
技术取代不了人，但可以让人更有效率、更科学地完成跑步这项活动。
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