Эндрю Вальехо

Важным инструментом для улучшения ваших тренировок может быть машинное обучение или сбор данных из различных источников, чтобы делать точные прогнозы и лучше понимать окружающий мир.

Команда профессоров и аспирантов из Калифорнийского университета в Беркли и Калифорнийского университета в Сан-Франциско разрабатывает CAL Fit, приложение для телефона для физических упражнений, которое использует машинное обучение, чтобы ставить перед пользователем персонализированные цели.

«Приложение, которое у нас есть, учится, сравнивая цели, которые ставит пользователь, с реакцией пользователя на эти цели, а затем оптимизирует цели на основе этих отношений», — сказал профессор Анил Асуани, доцент кафедры промышленной инженерии и исследования операций (IEOR). ) в Калифорнийском университете в Беркли и один из ведущих членов этой команды.

Другими словами, если пользователю не удается достичь цели в определенный день, CAL Fit предложит пользователю более легкую цель на следующий день. Если пользователь добьется успеха, приложение сделает следующую цель более сложной. Этот подход дает пользователю достижимые и вдохновляющие цели, в то же время побуждая пользователя улучшать свою физическую форму.

«Психология поведения понимает, что если люди достигают целей сегодня, это повысит их самоэффективность и уверенность в себе, и они смогут достичь более сложной цели на следующий день», — добавил Асуани.

Большинство фитнес-приложений, представленных сегодня на рынке, ставят перед пользователем постоянные цели в восемь или десять тысяч шагов в день и не приспосабливаются к способности человека идти в ногу с целями. Неактивный человек может счесть эти цели неоправданно трудными, впасть в уныние и вообще перестать пользоваться приложением. Точно так же эти цели могут быть слишком легкими для спортивного человека, который привык ходить пешком или бегать много миль в день.

Напротив, CAL Fit может дать человеку более низкую цель, которую он однажды успешно достигнет, чтобы повысить его уверенность, чтобы он продолжал использовать приложение и достигал более сложных целей в будущем.

Приложение Асуани регистрирует не только способность пользователя идти в ногу с целями, но и интенсивность физической активности, время ее выполнения, вес пользователя и даже посещение консультационных сессий о том, как улучшить диету или увеличить физическую активность.

Некоторые люди могут иметь более высокую «верхнюю планку» физической активности, которую они могут выполнять, в зависимости от таких факторов, как возраст, состояние здоровья и мотивация. Команда также занимается проблемами, с которыми ежедневно сталкиваются определенные группы, которые могут повлиять на их здоровье, например, беременные женщины или этнические меньшинства. Приложение Aswani учитывает эти различия и соответствующим образом корректирует цели с конечной целью максимально улучшить физическую форму для всех людей.

Команда провела два исследования, чтобы определить эффективность их адаптивных целей по сравнению с постоянными целями. В небольшом исследовании, в котором приняли участие примерно 15 студентов Калифорнийского университета в Беркли, команда случайным образом разделила студентов на две группы. Команда дала одной группе версию приложения с постоянными целями в 10 тысяч шагов в день. Другая группа получила версию приложения с адаптивными персонализированными целями. Через 10 недель студенты с персонализированными целями проходили в среднем еще около 2000 шагов в день, что соответствует примерно одной дополнительной миле в день. Более крупное исследование 64 сотрудников Калифорнийского университета в Беркли дало аналогичные результаты; люди с адаптивными целями проходили примерно на 1000 шагов или полмили больше в день. В настоящее время команда работает над более крупным клиническим испытанием, в котором примут участие сотни людей, чтобы получить более убедительные результаты о полезности CAL Fit.

По словам Асуани, эти многообещающие результаты имеют большое значение: «Если вы можете добиться очень незначительных улучшений физической активности и потери веса — например, 5-процентная потеря массы тела для людей с избыточным весом — это значительно снижает риск развития диабета».

В настоящее время команда Асуани расширяет CAL Fit, чтобы включить данные об артериальном давлении. Они сосредоточены на различиях и общих чертах между группами риска по преддиабету, высокому кровяному давлению и другим сердечно-сосудистым заболеваниям.

В дополнение к артериальному давлению команда планирует включить когнитивные данные, чтобы нацелиться на людей с риском развития болезни Альцгеймера. Надежда Асуани проистекает из того факта, что «существуют некоторые гипотезы о том, что физическая активность и снижение когнитивных функций, в частности болезнь Альцгеймера, могут иметь некоторую связь». Болезнь Альцгеймера поражает более 3 миллионов человек в год. Даже небольшие улучшения когнитивного здоровья на национальном уровне могут оказать решающее влияние на американское общество.

Асуани прогнозирует, что методология, используемая для разработки CAL Fit, также может быть применена, чтобы помочь людям составлять бюджет на еду и принимать более здоровые диетические решения. Такие факторы, как время и деньги, могут иметь большое влияние на здоровое питание. Однако эти новые расширения будут сложными и могут иметь некоторые ограничения. «Есть некоторые проблемы, которые мы просто не можем решить с помощью приложений», — сказал Асуани.

В конечном счете, Анил Асуани и его команда продемонстрировали, что простые приложения для телефонов могут изменить отрасль здравоохранения. Улучшая здоровье страны в целом, расходы на здравоохранение и нагрузку на общество будут снижены.

«Как нация, мы сталкиваемся с беспрецедентным давлением на здоровье населения и стоимость здравоохранения», — сказал Асуани. «Если мы сможем создать инструменты, которые могут помочь людям стать здоровее и уменьшить некоторые из этих проблем с расходами на здравоохранение, у нас появится реальный шанс помочь многим людям».

«Есть реальный шанс помочь многим людям». — Анил Асвани

Работа, которую выполняют инженеры, формирует мир вокруг нас. Но, учитывая технический характер этой работы, люди, не являющиеся инженерами, не всегда могут осознавать влияние и охват инженерных исследований. В E185: Искусство коммуникации STEM студенты изучают и практикуют навыки письменного и устного общения, которые могут познакомить мир инженерии с более широкой аудиторией. В течение семестра они исследуют проекты в Инженерном колледже, берут интервью у профессоров и аспирантов и, в конечном итоге, пишут об этой работе и представляют ее широкой аудитории. Эта работа является одним из результатов курса E185, который прошел осенью 2019 года.