La mesure précise des calories brûlées lors d’une activité physique est un défi de taille pour les appareils portables tels que les smartphones et les montres connectées. Des chercheurs de l’Université Carnegie Mellon et de l’Institut Indien de Technologie de Gandhinagar ont développé une solution innovante pour améliorer significativement la précision de ces estimations.
Les chercheurs ont découvert que l’intégration d’une caméra thermique abordable aux appareils portables pourrait réduire les inexactitudes dans les estimations de dépense énergétique de près de 40% avec une montre connectée actuelle à un peu moins de 6%. Selon Mayank Goel, professeur à l’Université Carnegie Mellon, la caméra thermique permet de surveiller le rythme respiratoire et la température corporelle de l’utilisateur, deux paramètres essentiels pour une estimation précise des calories brûlées.
Toutefois, les chercheurs ont constaté que les fréquences respiratoire et cardiaque ne suffisent pas à elles seules, car elles ne prennent pas en compte les différences physiques et contextuelles individuelles. La solution idéale pour mesurer avec précision la dépense énergétique est un calorimètre, qui utilise la fréquence cardiaque, la respiration et la concentration de dioxyde de carbone dans l’air expiré. Bien qu’aucune solution n’existe actuellement pour mesurer les concentrations de CO2 avec un appareil portable, la caméra thermique pourrait mesurer la température corporelle.
JoulesEye : un système basé sur l’apprentissage automatique
En combinant ces trois points de données avec l’aide de l’apprentissage automatique, les chercheurs ont développé un système appelé JoulesEye pour estimer la dépense énergétique. Lors de tests menés auprès de 54 participants qui ont fait du vélo ou couru pendant 15 minutes, JoulesEye a pu estimer les calories brûlées avec un taux d’erreur de seulement 5,8% par rapport à un calorimètre clinique.
En plus d’aider les passionnés de fitness, JoulesEye pourrait être utilisé dans l’entraînement sportif, ainsi que pour surveiller les personnes atteintes de diabète chronique ou de maladies cardiovasculaires.*
Vers une intégration abordable et respectueuse de la vie privée
L’intégration d’une caméra thermique basse résolution dans les appareils portables devrait être réalisable, car ces caméras sont déjà disponibles pour 45 dollars ou moins. Cependant, l’équipe travaille sur l’incorporation d’une caméra thermique de résolution encore plus faible dans le système, ce qui pourrait réduire le prix du capteur et atténuer les préoccupations en matière de confidentialité liées à une caméra pointée en permanence vers le visage de l’utilisateur.
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Les chercheurs espèrent également réduire le temps pendant lequel la caméra thermique doit être dirigée vers le visage de l’utilisateur, qui est actuellement d’environ 40 secondes pour effectuer les mesures nécessaires. Leur objectif est que le temps nécessaire pour consulter sa montre soit suffisant pour obtenir les informations dont ils ont besoin.
L’importance d’estimations précises pour un mode de vie sain
Mayank Goel souligne l’importance d’avoir des estimations précises des calories brûlées, car des chiffres erronés peuvent conduire les utilisateurs à modifier leur comportement de manière problématique. Par exemple, si une personne pense avoir brûlé 400 calories sur un tapis de course alors qu’en réalité, elle n’en a dépensé que 200, elle pourrait manger plus de calories tout au long de la journée, ce qui constitue un problème majeur.
La surveillance de la respiration est un intérêt de longue date pour Goel et son laboratoire Smart Sensing for Humans (SMASH), qui développe des technologies pour des applications telles que la détection de la santé et la reconnaissance d’activité. Grâce à cette nouvelle avancée, les appareils portables pourraient bientôt offrir des estimations de dépense énergétique beaucoup plus précises, contribuant ainsi à promouvoir un mode de vie sain et actif.
* Un rapport sur JoulesEye, co-écrit par Goel, Adhikary, Sadeh et Nipun Batra, professeur assistant en informatique à l’IIT Gandhinagar, a été publié dans les Proceedings of the ACM Mobile, Wearable and Ubiquitous Technologies et sera présenté en octobre à la conférence UbiComp 2024 à Melbourne, en Australie.
Légende illustration : De nouveaux travaux menés par des chercheurs de la CMU et de l’Indian Institute of Technology (IIT) Gandhinagar montrent que l’ajout d’une caméra thermique peu coûteuse à des dispositifs portables pourrait améliorer considérablement la précision de l’estimation des calories brûlées.
