KR20210016417A - 칼로리 소비 모델들을 사용하는 개선된 활동 모니터링을 위한 피트니스 기계 연결성을 갖는 웨어러블 컴퓨터 - Google Patents

칼로리 소비 모델들을 사용하는 개선된 활동 모니터링을 위한 피트니스 기계 연결성을 갖는 웨어러블 컴퓨터 Download PDF

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우마마헤쉬 스리니바스
케빈 셰리단
제임스 옥스
비나이 알. 마찌기
카르티크 자야라만 라구람
올리비에 훔블레
제이 블라닉
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Abstract

칼로리 소비 모델들을 사용하는 개선된 활동 모니터링을 위한 피트니스 기계 연결성을 갖는 무선 웨어러블 컴퓨터에 대한 실시예들이 개시된다. 일 실시예에서, 방법은, 사용자가 피트니스 기계 상의 운동 세션에 관여하고 있는 동안 피트니스 기계로부터 기계 데이터를 획득하는 단계; 심박수 센서로부터 사용자의 심박수 데이터를 획득하는 단계; 기계 데이터에 운동량 칼로리 모델을 적용함으로써 운동량 칼로리 소비를 결정하는 단계; 심박수 데이터 및 운동량 칼로리 소비에 기초하여 사용자의 교정된 최대 산소 소비량을 결정하는 단계; 심박수 칼로리 모델을 사용자의 심박수 데이터 및 교정된 최대 산소 소비량에 적용함으로써 심박수 칼로리 소비를 결정하는 단계; 및 운동량 칼로리 소비 또는 심박수 칼로리 소비 중 적어도 하나를 피트니스 기계로 전송하는 단계를 포함한다.

Description

칼로리 소비 모델들을 사용하는 개선된 활동 모니터링을 위한 피트니스 기계 연결성을 갖는 웨어러블 컴퓨터
본 개시내용은 일반적으로 웨어러블 컴퓨터들을 사용하는 활동 모니터링에 관한 것이다.
일부 웨어러블 컴퓨터들(예컨대, 스마트 워치, 피트니스 밴드)은 사용자의 일상 움직임들을 추적하고 진행 및 운동 결과들, 이를테면 이동 거리 및 소모된 칼로리에 관련된 맞춤형 통지들을 제공하기 위해 디지털 만보기(pedometer)를 사용하는 피트니스 애플리케이션을 포함한다. 일부 피트니스 애플리케이션들은 또한 사용자의 심박수를 모니터링하며, 이는 소모된 칼로리를 계산하는 데 사용될 수 있다. 전형적인 디지털 만보기는 스텝(step)이 취해질 때를 결정하기 위해 가속도계로부터의 가속도계 데이터에 의존한다. 웨어러블 컴퓨터가 손목에 착용되는 경우, 팔 스윙으로 인한 가속이 스텝 카운트들을 결정하는 데 사용된다. 이들 스텝 카운트들은 (예컨대, 불규칙하거나 약화된(muted) 팔 스윙들로 인해) 부정확할 수 있어서, 부정확한 이동 거리 측정치들을 초래할 수 있다. 심박수는 웨어러블 컴퓨터에 내장된 광학 센서를 사용하여 측정될 수 있다.
사용자가 체육관에서 운동할 때, 그들은 종종, 운동을 모니터링하고 운동을 요약하는 피트니스 메트릭들을 생성하는 프로세서를 포함하는 피트니스 기계를 사용할 것이다. 예를 들어, 트레드밀은 운동 동안, 총 이동 거리, 경과된 시간 및 소모된 총 칼로리를 사용자에게 디스플레이할 수 있다. 이동된 총 거리는 전형적으로, 그것이 가속도계 데이터보다는 트레드밀 모터 샤프트의 회전에 기초하기 때문에 정확하지만, 소모된 총 칼로리가 종종 사용자의 실제 심박수를 포함하지 않는 모델에 기초한 추정치이거나, 무산소 칼로리 소모의 경우에, 심박수를 통해 관측될 수 없다.
칼로리 소비 모델들을 사용하는 개선된 활동 모니터링을 위한 피트니스 기계 연결성을 갖는 무선 웨어러블 컴퓨터에 대한 실시예들이 개시된다. 일 실시예에서, 방법은, 사용자에 의해 착용된 무선 웨어러블 컴퓨터의 프로세서에 의해, 피트니스 기계와의 무선 통신 연결을 설정하는 단계; 통신 연결을 사용하여 프로세서에 의해, 사용자가 피트니스 기계 상의 운동 세션에 관여하고 있는 동안 피트니스 기계로부터 기계 데이터를 획득하는 단계; 무선 디바이스의 심박수 센서로부터 사용자의 심박수 데이터를 획득하는 단계; 프로세서에 의해, 기계 데이터에 운동량(work rate) 칼로리 모델을 적용함으로써 운동량 칼로리 소비를 결정하는 단계; 프로세서에 의해, 심박수 데이터 및 운동량 칼로리 소비에 기초하여 사용자의 교정된 최대 산소 소비량을 결정하는 단계; 프로세서에 의해, 심박수 칼로리 모델을 사용자의 심박수 데이터 및 교정된 최대 산소 소비량에 적용함으로써 심박수 칼로리 소비를 결정하는 단계; 및 프로세서에 의해 운동량 칼로리 소비 또는 심박수 칼로리 소비 중 적어도 하나를 통신 연결을 통해 피트니스 기계로 전송하는 단계를 포함한다.
다른 실시예들은 장치, 컴퓨팅 디바이스, 및 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체를 포함할 수 있다.
발명 대상의 하나 이상의 구현예들의 세부사항들이 첨부된 도면들 및 아래의 설명에서 제시된다. 발명 대상의 다른 특징들, 태양들, 및 이점들은 본 명세서, 도면들, 및 청구범위로부터 명백해질 것이다
도 1은 일 실시예에 따른, 피트니스 기계에 무선으로 연결된 웨어러블 컴퓨터를 포함하는 개선된 활동 모니터링 시스템에 대한 동작 환경을 예시한다.
도 2는 일 실시예에 따른, 피트니스 기계 데이터와 조합된 웨어러블 컴퓨터 데이터를 사용하여 개선된 활동 모니터링을 위한 예시적인 활동 모니터링 시스템의 블록 다이어그램이다.
도 3은 일 실시예에 따른, 웨어러블 컴퓨터를 피트니스 기계와 연결하기 위한 예시적인 프로세스 흐름이다.
도 4는 일 실시예에 따른, 예시적인 연결 설정 절차들의 스윔 레인 다이어그램(swim lane diagram)이다.
도 5는 일 실시예에 따른, 웨어러블 컴퓨터와 세션을 연결 및 설정하기 위하여 피트니스 기계 프로세서에 의해 구현되는 예시적인 상태 기계를 예시한 상태 다이어그램이다.
도 6은 일 실시예에 따른, 피트니스 데이터를 계산하기 위하여 웨어러블 컴퓨터에 의해 수행되는 예시적인 프로세스의 흐름도이다.
도 7은 일 실시예에 따른, 디지털 만보기를 교정하기 위하여 웨어러블 컴퓨터에 의해 수행되는 예시적인 프로세스의 흐름도이다.
도 8a는 일 실시예에 따른, 트레드밀로부터의 데이터에 기초하여 소모된 칼로리를 결정하기 위하여 웨어러블 컴퓨터에 의해 수행되는 데이터 흐름의 블록도이다.
도 8b는 일 실시예에 따른, 일립티컬(elliptical), 실내 바이크, 로워(rower) 또는 계단 클라이머(stair climber)로부터의 데이터에 기초하여 소모된 칼로리를 결정하기 위하여 웨어러블 컴퓨터에 의해 수행되는 데이터 흐름의 블록도이다.
도 9는 일 실시예에 따른, 피트니스 기계로부터의 기계 데이터에 기초하여 소모된 칼로리를 결정하기 위하여 웨어러블 컴퓨터에 의해 수행되는 예시적인 프로세스의 흐름도이다.
도 10은 도 1 내지 도 9를 참조하여 설명된 특징들 및 동작들을 구현하는 웨어러블 컴퓨터에 대한 예시적인 웨어러블 컴퓨터 아키텍처이다.
예시적인 동작 환경
도 1은 일 실시예에 따른, 피트니스 기계(101)에 무선으로 연결된 웨어러블 컴퓨터(102)를 포함하는 개선된 활동 모니터링 시스템에 대한 동작 환경(100)을 예시한다. 사용자(100)는, 그녀가 이러한 예에서는 트레드밀인 피트니스 기계(101) 상에서 달리는 동안 손목에 컴퓨터(102)를 착용하고 있다. 피트니스 기계들의 다른 예들은 크로스-트레이너들(일립티컬 트레이너들), 스텝/계단 클라이머들, 실내 바이크들, 실내 로잉(rowing) 기계들 및 스키잉(skiing) 기계들을 포함하지만 이들로 제한되지 않는다. 웨어러블 컴퓨터(102)는 스마트 워치, 피트니스 밴드, 가슴 밴드, 헤드밴드, 이어버드, 활동/피트니스 추적기, 헤드셋, 스마트 안경, 또는 피트니스 기계(101)와 통신하고 피트니스 메트릭을 계산할 수 있는 임의의 다른 웨어러블 컴퓨터일 수 있다. 웨어러블 컴퓨터(102)는 무선 통신 프로토콜을 사용하여 피트니스 기계(101) 내의 프로세서와 양방향 무선 통신 세션(103)을 설정한다. 일 실시예에서, 세션(103)은 블루투스 세션 또는 근거리 무선 통신(NFC) 세션일 수 있으며, 이는 도 4 및 도 5를 참조하여 설명된 바와 같이, "페어링" 프로세스를 사용하여 설정될 수 있다. 일 실시예에서, 웨어러블 컴퓨터(102)와 피트니스 기계(101) 사이에 양방향 데이터 공유가 허용되기 전에, 피트니스 기계(101)가 인증되고, 데이터를 공유하기 위한 사용자의 동의가 확인된다.
웨어러블 컴퓨터(102)는 프로세서, 및 프로세서에 의해 실행될 수 있는 피트니스 애플리케이션을 구동하기 위한 명령어들을 포함하는 메모리를 포함한다. 피트니스 애플리케이션은 피트니스 기계(101) 상의 사용자의 운동 세션 동안 웨어러블 컴퓨터(102) 상에서 구동된다. 피트니스 기계(101) 내의 프로세서는 운동 세션을 모니터링하고, 운동 세션에 관련된 다양한 데이터(이하, "기계 데이터"로 지칭됨)를 계산하는데, 그 데이터는 사용된 총 에너지, 달린 총 거리, 경과된 시간, 순간 속도, 평균 속도, 경사도 및 양의 고도 이득을 포함하지만 이들로 제한되지 않는다. 기계 데이터는 링크(103)를 통해 컴퓨터(102)로 전달되며, 여기서, 그 데이터는 소모된 칼로리와 같은 하나 이상의 피트니스 메트릭들을 계산하기 위해, 컴퓨터(102)에 알려진 데이터(이하, "웨어러블 컴퓨터 데이터"로 지칭됨)와 함께 피트니스 애플리케이션에 의해 사용된다. 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 웨어러블 컴퓨터(102)는, 소모된 칼로리를 결정하기 위해 기계 데이터와 조합될 수 있는 사용자의 심박수를 결정하기 위한 심박수 모니터를 포함할 수 있다.
운동 세션 동안, 웨어러블 컴퓨터(102)에 의해 계산된 하나 이상의 피트니스 메트릭들은 피트니스 기계(101)로 다시 전달되며, 여기서 메트릭들은 피트니스 기계(101)의 모니터 상에 디스플레이된다. 운동 세션 동안 및/또는 운동 세션이 종료된 이후, 피트니스 메트릭들을 포함하는 운동 요약이 컴퓨터(102)로 전달된다. 사용자는 피트니스 기계(101) 상에서 또는 웨어러블 컴퓨터(102) 상에서 임의의 시간에 운동 세션의 세부사항들을 볼 수 있다. 일 실시예에서, 웨어러블 컴퓨터(102)는 웨어러블 컴퓨터(102)에 의해 계산된 심박수 및 칼로리(총/활성) 뿐만 아니라 피트니스 기계(101)로부터 수신된 메트릭들을 갖는 세션내 뷰를 디스플레이한다. 사용자는 다른 디바이스와 직접 동기화하거나 또는 네트워크(예를 들어, 인터넷)를 통해 간접적으로 동기화함으로써 운동 요약을 다른 디바이스로 전달하기 위해 컴퓨터(102)를 사용할 수 있다. 일 실시예에서, 운동 세션 요약은 무선 로컬 영역 네트워크(WLAN) 또는 멀티-피어 애드 혹 메시 네트워크를 통해 체육관에서 다른 사용자 디바이스들과 공유될 수 있다. 이러한 방식으로, 사용자들은 체육관에 있는 동안 특정 피트니스 기계에 대해 그들의 피트니스 메트릭들을 친구들, 트레이너들 및 다른 개인들과 비교할 수 있다. 일 실시예에서, 그리고 사용자들의 동의 시에, 익명의 요약 데이터는 큰 샘플 세트에 걸쳐 특정 피트니스 기계에 대한 운동 통계를 제공하기 위하여 서버 컴퓨터에 의해 프로세싱될 수 있다. 그러한 통계는 어떤 기계들이 가장 인기가 있는지, 기계 상에서 소비되는 평균 시간 및 다른 유용한 정보를 결정하기 위해 체육관 운영자들, 피트니스 기계 제조사들 및 다른 관심있는 엔티티들에 의해 사용될 수 있다.
피트니스 메트릭들을 계산하는 것에 부가하여, 웨어러블 컴퓨터(102)는 웨어러블 컴퓨터(102) 상에서 구동되는 디지털 만보기를 교정하기 위해 기계 데이터를 사용할 수 있다. 예를 들어, 피트니스 기계(101)에 의해 계산된 운동 세션 동안의 총 이동 거리는 교정 인자(예를 들어, 2개의 수치들의 비)를 결정하기 위해 만보기 스텝 카운트에 기초한 운동 세션 동안의 추정된 이동 거리와 함께 사용될 수 있다. 교정 인자는 추정에서의 오류를 보정하기 위하여 컴퓨터(102)에 의해 계산되는 추정된 이동 거리를 스케일링(scale)하는 데 사용될 수 있다.
예시적인 시스템
도 2는 일 실시예에 따른, 피트니스 기계 데이터와 조합된 웨어러블 컴퓨터 데이터를 사용하여 개선된 활동 모니터링을 위한 예시적인 활동 모니터링 시스템의 블록 다이어그램이다. 시스템(200)은 스마트 워치 또는 피트니스 밴드와 같은 웨어러블 컴퓨터(102)에서 구현될 수 있다. 시스템(200)은 무선 인터페이스(201), 모션 센서(들)(202)(예를 들어, 가속도계들, 자이로들, 자력계), 피트니스 애플리케이션(203), 디지털 만보기(204), 활동 데이터(205), 생리학적 센서(들)(206) 및 만보기 데이터(207)를 포함한다. 시스템(200)은 네트워크 서버 컴퓨터들(210)을 통해 데이터를 전달하고 그리고/또는 활동 데이터(211)와 동기화하기 위하여 WLAN 액세스 포인트(208)(예를 들어, Wi-Fi 라우터)를 통해 네트워크(212)에 유선으로 또는 무선으로 커플링될 수 있다.
일 실시예에서, 무선 인터페이스(201)는 도 1을 참조하여 설명된 바와 같이, 피트니스 기계(101)와의 무선 통신 세션을 설정, 유지 및 종료하기 위한 무선 트랜시버 및 다른 하드웨어(예를 들어, 안테나) 및 소프트웨어(예를 들어, 소프트웨어 통신 스택)를 포함한다. 일 실시예에서, 무선 인터페이스(201)는 또한, 멀티-피어 애드 혹 메시 네트워크를 통해 WLAN 액세스 포인트(208), 및/또는 다른 디바이스들(213)과의 무선 통신 세션을 설정, 유지 및 종료하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 가속도계들과 같은 모션 센서들은, 스텝 카운트를 결정하고 스텝 카운트 및 사용자의 보폭(stride length)에 기초하여, 추정된 이동 거리를 계산하기 위하여 디지털 만보기(204)에 의해 사용될 수 있는 가속도 데이터를 제공한다. 보폭은 사용자의 성별 및 신장을 고려하여 사용자에 대한 평균 보폭에 기초할 수 있거나, 그것은 센서 데이터에 기초하여 자동으로 결정될 수 있다. 스텝 카운트 및 이동 거리를 포함하는 만보기 데이터(207)는 웨어러블 컴퓨터(102) 상에 저장(예를 들어, 플래시 메모리에 저장)될 수 있다.
피트니스 애플리케이션(203)은 웨어러블 컴퓨터(102)의 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행되는 소프트웨어 프로그램일 수 있다. 피트니스 애플리케이션(203)은 사용자의 일상 움직임들을 추적하고 진행 및 운동 결과들, 이를테면 이동 거리 및 소모된 칼로리에 관련된 맞춤형 통지들을 제공하기 위해 만보기 데이터(207)를 사용한다. 피트니스 애플리케이션(203)은 또한, 생리학적 센서(들)(206)에 의해 제공되는 센서 데이터로부터 계산될 수 있는 사용자의 심박수 및 사용자의 다른 생리를 모니터링한다. 생리학적 센서들(206)의 일부 예들은 심박수(펄스) 센서들, 혈압 센서들, 피부 온도 및/또는 전도도 응답 센서들 및 호흡률(respiratory rate) 센서들을 포함하지만 이들로 제한되지 않는다. 일 실시예에서, 생리학적 센서(들)(206)는 광을 감지할 수 있는 포토다이오드들과 페어링된 다수의 발광 다이오드(LED)들을 포함하는 심박수 센서를 포함한다. LED들은 사용자의 신체 부분(예를 들어, 사용자의 손목)을 향해 광을 방출하고, 포토다이오드들은 반사된 광을 측정한다. 소싱된(sourced) 광과 반사된 광 사이의 차이는 사용자의 신체에 의해 흡수된 광의 양이다. 따라서, 사용자의 심박동은 반사된 광을 변조시키며, 이는 사용자의 심박수를 결정하기 위해 프로세싱될 수 있다. 측정된 심박수는 평균 심박수를 결정하기 위해 시간에 걸쳐 평균될 수 있다.
심박수 모니터(HRM)는 칼로리 소비를 측정하지 않는다. 오히려, HRM은 심박수와 산소 흡수(VO2) 사이의 관계를 사용하여 정상-상태 심혈관 운동 동안 칼로리 소비를 추정한다. 특정 활동에 대해 소모된 칼로리를 측정하기 위한 일반적으로 허용되는 방법은 산소 흡수(VO2)를 측정하는 것이다. 정상-상태 유산소 운동 동안, 산소는 운동의 강도에 의존하여 비교적 일정한 비율로 이용된다. 심박수와 산소 흡수 사이에 관찰가능하고 재현가능한 관계가 있다. 작업부하 강도가 증가할 때, 심박수가 증가하고, 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 사용자의 안정시 심박수(resting heart rate), 최대 심박수, 최대 산소 흡수 및 체중이 알려져 있다면, 칼로리 소비는 그들의 최대 심박수의 백분율 또는 그들의 여유 심박수(heart rate reserve)의 백분율에 기초하여 추정될 수 있다.
작업 대사량(metabolic equivalent of tasks)(MET)은 안정시에 소비된 에너지의 비율에 대한 특정 신체 활동 동안 소비된 에너지의 비율의 비이다. 관례상, 안정시 대사율(RMR)은 3.5 ml O2·㎏―1·min―1 이고, 1 MET는 수학식 1에 의해 정의된다:
Figure pct00001
[1]
수학식 [1]을 사용하여, 3 MET 활동은 안정시 신체에 의해 사용되는 에너지의 3배를 소비한다. 사람이 30분 동안 3 MET 활동을 행하면, 그녀는 3 × 30 = 90 MET-분의 신체 활동을 행하였다. 에너지 소비율(rate of energy expenditure)이 신체 활동의 강도에 의존하므로, 그에 따라, 에너지 소비가 또한 운동 세션에서 사용되는 피트니스 기계의 유형에 의존한다. 예를 들어, 트레드밀 상의 격렬한 조깅은 6보다 큰 MET를 가질 수 있고, 고정식 실내 바이크 상의 가벼운 운동은 3 또는 그 미만의 MET를 가질 수 있다.
일 실시예에서, MET 값들의 룩업 테이블은 활동 데이터(211)로서 저장될 수 있다. 운동 세션 동안, 피트니스 기계(101)는 신체 활동을 식별하고 신체 활동에 적합한 MET를 선택하기 위하여 피트니스 애플리케이션(203)에 의해 사용될 수 있는 피트니스 기계 유형을 포함하는 기계 데이터를 전송한다. 예를 들어, 피트니스 기계 유형이 트레드밀을 표시하면, 트레드밀 상에서 조깅하기에 적합한 MET는 수학식 [2]를 사용하여 소비된 칼로리 C의 계산을 위해 선택될 수 있다:
C = MET × 시간(분) × 체중(㎏), [2]
여기서 MET는 특정 피트니스 활동과 연관된 MET이고, 예를 들어, 웨어러블 컴퓨터(102)에 의해 저장된 룩업 테이블로부터 검색될 수 있다.
공개된 MET 값들 및 특정 신체 활동들에 대하여 피트니스 기계들에 의해 사용된 값들은 종종 사람들의 샘플로부터 실험적으로 또는 통계적으로 도출된 평균들이다. 사용자가 특정 신체 활동(예를 들어, 걷기 속도, 달리기 속도)을 수행하는 강도의 레벨은 평균 MET 값들로부터 벗어날 것이다. 사용자에게 칼로리 소비를 개인화하기 위해, 도 8 및 도 9를 참조하여 기술된 바와 같이, 보다 정확한 모델이 칼로리 소비를 계산하기 위해 웨어러블 컴퓨터(102) 상에서 사용될 수 있다.
예시적인 사용 경우들
도 3은 일 실시예에 따른, 웨어러블 컴퓨터를 피트니스 기계와 연결하기 위한 예시적인 프로세스 흐름(300)이다. 웨어러블 컴퓨터를 피트니스 기계와 연결하기 위한 4개의 사용 경우들이 있다: 1) 사용자가 피트니스 기계와 먼저 페어링하고, 이어서 그들의 운동을 시작하고, 2) 사용자가 웨어러블 컴퓨터로 그들의 운동을 시작하고, 이어서 피트니스 기계와 페어링하고, 3) 사용자가 피트니스 기계로 그들의 운동을 시작하고, 이어서 웨어러블 컴퓨터와 페어링하며, 4) 사용자가 웨어러블 컴퓨터 및 피트니스 기계 상에서 동시에 운동한다. 각각의 사용 경우가 차례로 설명될 것이다.
제1 사용 경우에서, 사용자는 체육관을 방문하고, 이러한 예에서는 사용자의 손목에 스트랩(strap)된 스마트 워치인 웨어러블 컴퓨터에 기계가 페어링될 수 있다는 것을 표시하는 배지(badge)(예를 들어, RFID 태그)를 갖는 피트니스 기계를 발견한다. 사용자는 그들의 웨어러블 컴퓨터를 배지 근처에 배치하여 페어링을 시작함으로써 새로운 운동 세션을 시작한다(301). 웨어러블 컴퓨터가 배지 근처에 있을 때(예를 들어, 10 cm 미만), 배지에 대한 그의 근접성은, 예를 들어, 웨어러블 컴퓨터에 위치된 루프 안테나들과 배지 사이의 자기 유도를 사용하여 검출된다.
그것이 피트니스 기계와 사용자의 최초 페어링이면, 사용자는 데이터를 피트니스 기계와 공유하기로 동의하도록 요청된다(303). 동의 요청은 웨어러블 컴퓨터의 디스플레이 상에 제시되는 GUI 어포던스(affordance)의 형태일 수 있다. 사용자가 (예를 들어, 피트니스 기계와의 이전 연결에 기초하여) 이미 동의했다면, 사용자는 피트니스 기계와 페어링하도록 요청될 것이다. 이러한 제1 사용 경우에서, 사용자는 현재 운동 세션에 있지 않으므로, 단계(302)는 적용가능하지 않다. 사용자가 페어링에 동의하면, 페어링/인증 프로세스가 시작된다(305). 페어링/인증 동안 오류가 발생하면, 오류가 사용자에게 보고된다(304). 오류는 연결 실패 및/또는 인증 실패로 인한 것일 수 있다.
개인 생리학적 데이터가 공용 피트니스 기계로 전달되고 있으므로, 웨어러블 컴퓨터 및 피트니스 기계는 사용자의 개인 피트니스 데이터의 공유가 허용되기 전에 인증 절차를 수행한다. 인증 프로세스 동안, 그리고 공개-개인 키 암호화를 사용하는 실시예에서, 피트니스 기계는 타원형 곡선 디지털 서명 알고리즘(ECDSA) 또는 임의의 다른 적합한 디지털 서명 알고리즘의 포맷일 수 있는 공개 키-개인 키 쌍을 생성하고 안전하게 저장한다. 이어서, 피트니스 기계는 개인 키 및 다른 데이터를 사용하여 메시지 다이제스트(digest)(예를 들어, SHA256 메시지 다이제스트)를 계산한다. 다른 데이터는, 예를 들어, 난수, 연결 확인 값, 로컬 이름 데이터 등일 수 있다. 이어서, 피트니스 기계는 인코딩된 공개 키 및 메시지 다이제스트를 사용하여 인증 프로세스를 수행한다. 피트니스 기계의 성공적인 인증 시에, 웨어러블 컴퓨터 및 피트니스 기계는 페어링을 시작한다.
성공적인 페어링 이후, 사용자는, 예를 들어 기계를 시작(예를 들어, 트레드밀을 시작)함으로써 피트니스 기계 상에서 신체 운동을 시작한다(306). 운동 세션 동안, 웨어러블 컴퓨터는 웨어러블 컴퓨터 및 피트니스 기계가 페어링되고 운동 세션이 활성이라는 것을 표시하는 어포던스를 디스플레이한다. 활성 운동 세션 동안, 현재 메트릭들 모두는 웨어러블 컴퓨터에 의해 디스플레이된다. 피트니스 기계가 일시정지되면, 웨어러블 컴퓨터 상의 운동 세션이 또한 일시정지되고, 웨어러블 컴퓨터는 웨어러블 컴퓨터 상의 운동이 일시정지될 수 없다는 것을 나타내는 GUI를 디스플레이한다. 일시정지가 연장되면(307)(예를 들어, 1.5 분 초과), 운동 세션이 종료되고(309), 운동 세션 요약이 사용자에게 디스플레이된다(310). 웨어러블 컴퓨터가 운동 세션 동안 피트니스 기계로부터 연결해제되면, 웨어러블 컴퓨터는 그것이 피트니스 기계로부터 연결해제되었다는 것을 사용자에게 보고한다. 연결해제가 연장되면(308)(예를 들어, 1.5 분 초과), 운동 세션이 종료되고(309), 운동 세션 요약이 사용자에게 디스플레이된다(310). 일 실시예에서, 사용자가 피트니스 기계 상에서 운동을 수행하지 않으면서 웨어러블 컴퓨터 상에서 활성 운동 세션을 연결해제 및 종료하게 하는 웨어러블 컴퓨터에 의해 GUI 어포던스가 디스플레이된다.
제2 사용 경우에서, 사용자는 이미 그들의 웨어러블 컴퓨터 상에서 운동 세션에 있다. 예를 들어, 사용자는 그들의 웨어러블 컴퓨터 상에서 구동되는 운동 세션을 이용한 실외 달리기 후에 체육관에 입장했을 수 있다. 이러한 제2 사용 경우에서, 사용자는 웨어러블 컴퓨터를 피트니스 기계 상의 배지 근처에 배치함으로써 새로운 운동 세션을 시작한다(301). 일 실시예에서, 사용자가 데이터를 공유하기로 이미 동의했다면, 사용자는 현재 운동 세션을 종료 및 저장하고 피트니스 기계와의 페어링을 시작하기 위한 어포던스로 프롬프트(prompt)된다. 사용자가 동의하면, 현재 운동 세션은 종료 및 저장되고(302), 페어링/인증 프로세스가 시작된다(305). 사용자가 동의하지 않으면, 페어링/인증은 수행되지 않고, 현재 운동 세션은 웨어러블 컴퓨터 상에서 활성으로 유지된다. 일 실시예에서, 현재 운동 세션은 웨어러블 컴퓨터에 의해 자동으로 종료 및 저장되고, 페어링 스크린이 웨어러블 컴퓨터 상에 디스플레이된다.
성공적인 페어링/인증 프로세스 이후, 사용자는 신체 운동을 시작한다(306). 새로운 운동 세션이 종료될 때(309)(연장된 일시정지(307) 또는 연장된 연결해제(308)에 의한 것을 포함함), 이전 및 현재 운동 세션들 둘 모두로부터의 데이터가 운동 세션 요약에 디스플레이된다(310).
일 실시예에서, 사용자가 데이터를 공유하기로 동의하지 않았다면, 사용자는 데이터를 공유하기 위한 사용자의 동의를 요청하는 GUI 어포던스로 프롬프트되고(303), 그들의 현재 운동 세션을 종료 및 저장하며, 페어링/인증 프로세스를 시작한다. 사용자가 데이터를 공유하기로 동의하면, 현재 운동 세션은 종료 및 저장되고(302), 페어링/인증 프로세스가 시작된다(305). 사용자가 데이터를 공유하기로 동의하지 않으면, 페어링/인증 프로세스가 종료되며, 현재 운동 세션은 웨어러블 컴퓨터 상에서 활성으로 유지된다. 일 실시예에서, 현재 운동 세션은 웨어러블 컴퓨터에 의해 자동으로 종료 및 저장되고, 페어링 스크린이 웨어러블 컴퓨터 상에 디스플레이된다.
제3 사용 경우에서, 사용자는 웨어러블 컴퓨터가 아니라 피트니스 기계 상에서 새로운 운동 세션을 시작한다(301). 운동 세션 동안, 사용자는 배지를 인지하고 그들의 웨어러블 컴퓨터를 배지 근처에 배치한다. 사용자가 데이터를 공유하기로 이미 동의했다면, 사용자는 페어링하도록 프롬프트된다. 사용자가 페어링에 동의하면, 페어링/인증 프로세스가 시작된다(305). 페어링/인증 프로세스가 성공적이면, 웨어러블 컴퓨터 및 피트니스 기계가 페어링된다. 사용자는 피트니스 기계 상에서 그들의 신체 운동을 계속할 수 있다(306). 피트니스 기계 상에서 사용자에 의해 축적된 피트니스 데이터는 웨어러블 컴퓨터 내에 수집되어, 그들이 피트니스 기계 상에서 운동 세션을 시작했던 이후에 그들이 웨어러블 컴퓨터 상에서 운동 세션을 시작했을 수 있더라도 사용자가 어떠한 데이터도 잃지 않게 한다. 운동 세션이 종료될 때(309)(연장된 일시정지(307) 또는 연장된 연결해제(308)에 의한 것을 포함함), 운동 세션의 요약이 디스플레이된다(310).
사용자가 데이터를 공유하기로 이전에 동의하지 않았다면, 사용자는 동의하도록 요청된다(303). 사용자가 동의하면, 페어링이 시작된다(305). 페어링/인증 프로세스가 성공적이면, 웨어러블 컴퓨터 및 피트니스 기계가 페어링된다. 사용자는 피트니스 기계 상에서 신체 운동을 계속한다(306). 운동 세션이 종료될 때(309)(연장된 일시정지(307) 또는 연장된 연결해제(308)에 의한 것을 포함함), 운동 세션의 요약이 디스플레이된다(310). 사용자가 데이터를 공유하기로 동의하지 않으면, 페어링/인증이 수행되지 않으며, 사용자는 웨어러블 컴퓨터가 운동 세션을 구동하지 않으면서 피트니스 기계 상에서 신체 운동을 계속할 수 있다.
제4 사용 경우에서, 사용자는 피트니스 기계 운동 및 웨어러블 컴퓨터 운동에 동시에 관여된다. 사용자는 그들의 웨어러블 컴퓨터를 피트니스 기계 상의 배지 근처에 배치함으로써 새로운 운동을 시작한다(301). 일 실시예에서, 사용자가 데이터를 공유하기로 이미 동의했다면, 사용자는 그들의 현재 운동을 종료 및 저장하고 페어링을 시작하도록 프롬프트된다. 사용자가 동의하면, 현재 운동은 종료 및 저장되고(302), 페어링/인증이 시작된다(305). 사용자가 동의하지 않으면, 페어링/인증 프로세스가 수행되지 않는다. 일 실시예에서, 현재 운동 세션은 웨어러블 컴퓨터에 의해 자동으로 종료 및 저장되고, 페어링 스크린이 웨어러블 컴퓨터 상에 디스플레이된다. 페어링/인증 프로세스가 성공적이면, 웨어러블 컴퓨터 및 피트니스 기계가 페어링된다. 새로운 운동 세션이 종료될 때(309)(연장된 일시정지(307) 또는 연장된 연결해제(308)에 의한 것을 포함함), 이전에 저장된 운동 세션 및 새로운 운동 세션 둘 모두의 요약이 디스플레이된다(310).
사용자가 데이터를 공유하기로 동의하지 않았다면, 사용자는 현재 운동 세션을 종료 및 저장하고(302) 데이터를 공유하기로 동의하도록 요청되며(303), 사용자가 동의하면, 현재 운동 세션이 종료되고, 운동 세션의 요약이 저장되며 페어링이 시작된다(305). 페어링/인증 프로세스가 성공적이면, 사용자는 새로운 운동을 시작한다(306). 새로운 운동 세션이 종료될 때(309)(연장된 일시정지(307) 또는 연장된 연결해제(308)에 의한 것을 포함함), 저장된 운동 세션 및 새로운 운동 세션의 요약이 디스플레이된다(310).
도 4는 일 실시예에 따른, NFC를 사용한 예시적인 연결 설정 절차들을 예시하는 스윔 레인 다이어그램이다. 다이어그램에서, 사용자(401), 웨어러블 컴퓨터(402) 및 피트니스 기계(403)를 포함하는 3개의 행위자들이 있다. 다이어그램의 각각의 단계는 문자 "a"로 시작하여 문자 "q"로 끝나는 문자에 의해 표시된다.
연결 설정 절차들은, 사용자(401)가 웨어러블 컴퓨터를 피트니스 기계 상의 배지 근처에 배치함으로써 피트니스 기계(403)와 페어링하려는 그들의 의도를 피트니스 기계(403)로 시그널링할 때(단계 "a") 시작된다.
타이밍된 연결 간격(TconnectionReady) 동안, 피트니스 기계(403)는 웨어러블 컴퓨터(402)에 의해 검출되고(단계 "b"), 웨어러블 컴퓨터(402)는 SessionID(예를 들어, 페어링 시도당 고유 수) 및 대역외(OOB) 비밀 데이터(연결당 고유 수)를 피트니스 기계(403)로 전송하며(단계 "c"), 피트니스 기계(403)는 예를 들어 ECDSA를 사용하여 식별 디지털 서명을 계산한다(단계 "d"). 일 실시예에서, OOB 비밀 데이터는 블루투스 코어 규격, 볼륨 3, 파트 H의 보안 관리자 규격을 준수할 수 있다. 피트니스 기계(403)는 세션 ID 및 OOB 비밀 데이터를 판독하기 위한 NFC 판독기를 포함할 수 있다.
타이밍된 발견 간격(Tdiscovery) 동안, 피트니스 기계(403)는 피트니스 기계 서비스(FTMS) 및 세션 ID를 광고한다(단계 "e"). 웨어러블 컴퓨터(402)는 광고를 통해 피트니스 기계(403)를 발견하고(단계 "f"), 공개 키 및 서명 요청을 제공한다(단계 "g").
피트니스 기계(403)는 공개 키 및 서명 응답을 웨어러블 컴퓨터(402)로 전송한다(단계 "h"). 웨어러블 컴퓨터(402)는 동의 요청을 사용자(401)에게 전송하고(단계 "i"), 사용자(401)는 요청을 허가한다(단계 "j").
타이밍된 페어링 간격(Tpair) 동안, 웨어러블 컴퓨터(402)는 OOB 페어링 요청을 피트니스 기계(403)로 전송하고(단계 "k"), 피트니스 기계(403)는 OOB 페어링 응답을 웨어러블 컴퓨터(402)로 전송한다(단계 "l").
타이밍된 인증 간격(TaccessoryAuth) 동안, 웨어러블 컴퓨터(402)는 인증 챌린지(challenge)를 피트니스 기계(403)로 전송하고(단계 "m"), 피트니스 기계(403)로부터 인증 응답을 수신한다(단계 "n").
성공적인 인증 시에, 사용자(401)는 운동을 시작하고(단계 "o"), 기계 데이터(예를 들어, 피트니스 기계 유형, 사용된 총 에너지, 경과된 시간, 전체 거리)가 웨어러블 컴퓨터(402)로 전송되며(단계 "p"), 피트니스 데이터(예를 들어, 순간 및 평균 심박수, 활성 및 총 칼로리)가 웨어러블 컴퓨터(402)로부터 피트니스 기계(403)로 전송된다(단계 "q"). 데이터는, 예를 들어, NFC 또는 블루투스 표준 프로토콜들(예를 들어, 블루투스 코어 규격 버전 4.2, NFC Suite B 버전 1.0)을 사용하여 통신된다.
도 5는 일 실시예에 따른, 웨어러블 컴퓨터와 세션을 연결 및 설정하기 위하여 피트니스 기계 프로세서에 의해 구현되는 예시적인 상태 기계(500)를 예시한 다이어그램이다. 각각의 상태는 "a"로부터 시작하여 "f"로 끝나는 문자에 의해 표시된다.
피트니스 기계는 발견 상태(501)(상태 "a")에서 시작하며, 여기서 피트니스 기계는 아이들(idle) 상태이고, 그의 NFC 판독기는 사용자의 탭을 판독할 준비가 된다. 연결하려는 사용자 의도가 검출될 때("탭"), 상태(501)는 연결가능 광고 상태(502)(상태 "b")로 천이하고, 피트니스 기계는 타이밍된 간격(TconnectionAdv)으로 광고한다. 세션 ID 및 FTMS가 광고 패킷에 포함된다. 페어링 요청이 웨어러블 컴퓨터로부터 수신될 때, 상태(502)는 페어링 상태(503)(상태 "c")로 천이한다. 상태(503)에서, 피트니스 기계는 아이덴티티 검증 요청, 인증 챌린지 및 페어링 요청에 응답한다.
페어링이 완료될 때, 상태(503)는 연결 발견가능 상태(504)(상태 "d")로 천이하며, 여기서 피트니스 기계는 웨어러블 컴퓨터에 페어링된다. 링크가 손실되면, 연결 발견가능 상태(504)는 연결해제 광고 상태(505)(단계 "e")로 천이한다. 상태(505)에서, 피트니스 기계는 웨어러블 컴퓨터와 더 이상 통신할 수 없으며, 재연결을 용이하게 하기 위해 비-발견가능으로서 광고를 시작한다. 재연결 시간(Treconnect)이 만료될 때, 연결해제 광고 상태(505)는 페어링 해제 상태(506)(단계 "f")로 천이한다. 상태(506)에서, 피트니스 기계는 그의 현재 페어링 기록을 삭제한다.
피트니스 기계가 연결 발견가능 상태(504)에 있고, 사용자가 연결해제를 개시하면, 연결 발견가능(504)은 페어링 해제 상태(506)로 천이한다. 피트니스 기계가 연결해제 광고 상태(505)에 있고, 웨어러블 컴퓨터가 재연결을 개시하면, 연결해제 광고 상태(505)는 연결해제 발견가능 상태(504)로 천이한다. 피트니스 기계가 페어링 상태(503)에 있고, 페어링 시간(Tpair)이 만료되면, 페어링 상태(503)는 발견가능 상태(501)로 천이한다. 피트니스 기계가 연결가능 광고 상태(502)에 있고, 발견 시간(Tdiscovery)이 만료되면, 연결가능 광고 상태(502)는 발견가능 상태(501)로 천이한다.
일 실시예에서, 사용자는 페어링이 그들의 웨어러블 컴퓨터 상에서 어떻게 동작할지를 결정할 수 있다. 사용자는 하나 이상의 GUI 어포던스들 또는 하드웨어 입력 메커니즘들을 사용하여 다양한 페어링 옵션들을 선택할 수 있다. 예를 들어, 스위치는 사용자가 자동 페어링을 켜고 끄게 허용할 수 있다. 자동 페어링은 사용자가 과거에 피트니스 기계와의 페어링을 허용했다면 사용자가 페어링에 대해 예라고 말할 필요가 없는 경우이다. 다른 스위치는, 사용자가 웨어러블 컴퓨터 상에서 피트니스 애플리케이션을 기동한 때에만 사용자가 자동 페어링을 항상 켜지거나 꺼지도록 선택하게 허용한다. 운동 애플리케이션이 기동될 때에만 자동 페어링이 허용되면, 사용자는 피트니스 기계와 페어링하도록 운동 애플리케이션을 기동해야 할 것이다. 일 실시예에서, 사용자가 웨어러블 컴퓨터 상에서 적어도 하나의 운동 세션을 완료했다고 웨어러블 컴퓨터가 결정하면, 피트니스 애플리케이션이 기동되는지 여부에 관계없이 자동 페어링이 켜지게 유지된다. 사용자가 운동 세션을 완료하지 않으면, 사용자는 자동 페어링을 켜기 위해 피트니스 애플리케이션을 기동할 필요가 있을 것이다.
일 실시예에서, GUI 어포던스 또는 하드웨어 입력 메커니즘은 웨어러블 컴퓨터 상에 저장된 페어링 기록에 열거된 특정 피트니스 기계, 또는 모든 피트니스 기계들을 클리어(clear)하는 데 사용될 수 있다. 그러나, 웨어러블 컴퓨터가 과거에 특정 피트니스 기계와 페어링되었고, 사용자가 마지막 페어링으로부터 x 일(예를 들어, 90 일) 내에 페어링하려고 시도하면, 웨어러블 컴퓨터는 피트니스 기계와 자동-연결될 것이다. 그렇지 않으면, 사용자는 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명된 바와 같이, 피트니스 기계와의 페어링/인증 프로세스를 수행하도록 프롬프트될 것이다.
도 6은 일 실시예에 따른, 피트니스 데이터를 계산하기 위하여 웨어러블 컴퓨터에 의해 수행되는 예시적인 프로세스의 흐름도이다. 프로세스(600)는 도 8을 참조하여 설명되는 바와 같이 아키텍처(600)에 의해 구현될 수 있다.
프로세스(600)는 피트니스 기계와의 무선 통신을 설정함으로써 시작될 수 있다(601). 예를 들어, 블루투스 또는 NFC 세션은, 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명된 바와 같이, 피트니스 기계와 설정될 수 있다. 고유 세션 ID 및 OOB 비밀 데이터가 웨어러블 컴퓨터 상에서 계산되며, 페어링 및 인증에 사용하기 위해 피트니스 기계로 전송될 수 있다.
프로세스(600)는 피트니스 기계로부터 기계 데이터를 획득함으로써 페어링 이후 계속된다(602). 성공적인 페어링 및 인증 이후, 기계 데이터는 블루투스 또는 NFC 세션 데이터 패킷들을 사용하여 웨어러블 컴퓨터로 전달될 수 있다. 기계 데이터는, 예를 들어, 제조사 이름, 모델 번호, 하드웨어 개정(revision), 소프트웨어 개정, 벤더 ID, 제품 ID를 포함하지만 이들로 제한되지 않는, 피트니스 기계를 설명하는 데이터를 포함할 수 있다. 부가적으로, 총 에너지, 총 거리 및 경과된 시간과 같은 다양한 피트니스 메트릭들이 기계 데이터에 포함될 수 있다. 상이한 유형들의 피트니스 기계들에 대한 일부 피트니스 메트릭들이 아래의 표 I에 설명된다.
[표 I]
Figure pct00002
프로세스(600)는 기계 데이터에 따라 운동 세션을 결정함으로써 계속된다(603). 기계 데이터에 기초하여, 웨어러블 컴퓨터는 사용자가 운동 세션 동안 관여될 특정 신체 활동을 학습한다. 예를 들어, 피트니스 기계가 트레드밀이면, 웨어러블 컴퓨터는 피트니스 기계로부터 어떤 피트니스 메트릭들이 수신될 수 있는지 그리고 운동에 대한 피트니스 데이터를 어떻게 계산할지를 알 것이다. 이는, 예를 들어 칼로리 소비를 계산하기 위한 적절한 MET를 결정하는 것과 같은 칼로리 모델의 파라미터들을 조정하는 것을 포함할 수 있다.
프로세스(600)는 운동 세션을 개시함으로써 계속된다(604). 예를 들어, 사용자는 피트니스 기계를 시작한다. 프로세스(600)는 운동 동안 사용자의 생리학적 데이터를 획득함으로써 계속된다(605). 생리학적 데이터는, 심박수 센서들, 맥박 검출기들, 혈압 센서들, 피부 온도 및/또는 전도도 응답 센서들, 호흡률 센서들 등을 포함하지만 이들로 제한되지 않는, 운동 동안 사용자의 생리를 측정하는 임의의 데이터일 수 있다. 센서들은 스마트 워치 또는 워치밴드, 피트니스 밴드, 가슴 밴드, 헤드밴드, 핑거 클립(finger clip), 이어 클립(ear clip), 이어버드, 스트랩없는 심박수 모니터 등을 포함하지만 이들로 제한되지 않는 임의의 적합한 하우징에 포함될 수 있다.
프로세스(600)는, 운동 세션 동안, 생리학적 데이터, 기계 데이터 및 사용자 특성(들)에 기초하여 사용자에 대한 피트니스 데이터를 결정함으로써 계속된다(606). 예를 들어, 소모된 칼로리는 칼로리 소비 모델에서 사용될 수 있는, 신체 활동, 총 에너지, 총 거리, 경과된 시간, 표 I에 나타낸 임의의 다른 데이터의 지식을 사용하여 계산될 수 있다. MET에 의존하고 MET에 의존하지 않는 모델들, 그리고 신장, 체중, 연령 및 성별과 같은 사용자 특성들의 임의의 유형 및 조합을 포함하는 모델들을 포함한 임의의 적합한 칼로리 소비 모델이 사용될 수 있다.
프로세스(600)는 운동 세션 동안 피트니스 데이터를 피트니스 기계로 전송함으로써 계속된다(607). 피트니스 데이터를 계산한 이후, 웨어러블 컴퓨터는 피트니스 데이터를 피트니스 기계로 전송하며, 여기서 그것은 피트니스 기계의 모니터 상에 디스플레이될 수 있다. 일 실시예에서, 피트니스 데이터는 또한 웨어러블 컴퓨터 상에 저장된다. 저장된 피트니스 데이터는 네트워크-기반 서버 컴퓨터를 포함하는 다른 디바이스에 동기화될 수 있고 클라이언트-서버 아키텍처를 통해 다른 디바이스들과 공유될 수 있다. 일 실시예에서, 피트니스 데이터는 멀티-피어 애드 혹 메시 네트워크에서 다른 디바이스들(예를 들어, 친구들, 트레이너들 등에 의해 소유된 디바이스들)과 직접 공유될 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른, 디지털 만보기를 교정하기 위하여 웨어러블 컴퓨터에 의해 수행되는 예시적인 프로세스(700)의 흐름도이다. 프로세스(700)는 도 8을 참조하여 설명되는 바와 같이 아키텍처(700)에 의해 구현될 수 있다.
프로세스(700)는 피트니스 기계와의 무선 통신을 설정함으로써 시작된다(701). 예를 들어, 블루투스 또는 NFC 세션은, 도 4 및 도 5를 참조하여 설명된 바와 같이, 피트니스 기계와 설정될 수 있다.
프로세스(700)는 웨어러블 컴퓨터 상에서 만보기 교정 애플리케이션을 기동함으로써 계속된다(702). 만보기 애플리케이션은 웨어러블 컴퓨터 상의 가속도계에 의해 제공되는 가속도계 데이터와 같은 센서 데이터에 기초하여 스텝 카운트들을 측정할 수 있다.
프로세스(700)는 피트니스 기계로부터 기계 데이터를 획득함으로써 계속된다(703). 성공적인 페어링/인증 프로세스 이후, 피트니스 기계는 운동 동안 사용자에 의해 관여된 특정 신체 활동을 표시하는 데이터를 웨어러블 컴퓨터로 전송할 수 있다. 부가적으로, 기계 데이터는 디지털 만보기를 교정하는 데 사용될 수 있는 정보, 이를테면 트레드밀로부터의 총 거리 데이터를 포함할 수 있다.
프로세스(700)는 만보기 데이터를 획득함으로써 계속된다(704). 만보기 데이터는 스텝 카운트, 또는 스텝 카운트 및 사용자의 보폭으로부터 계산될 수 있는 이동 거리를 포함할 수 있다.
프로세스(700)는 기계 데이터 및 만보기 데이터에 기초하여 만보기 교정 인자를 결정함으로써 계속된다(705). 예를 들어, 디지털 만보기에 의해 제공되는 추정된 거리에 대한 기계 데이터에서 제공되는 총 거리로부터 비가 형성될 수 있다. 비는 추정된 거리를 비만큼 스케일링함으로써 미래의 만보기 측정들을 보정하기 위한 교정 스케일 인자로서 사용될 수 있다. 프로세스(700)는 교정 인자를 저장함으로써 계속된다(706). 교정은 사용자가 트레드밀을 사용할 때마다 수행될 수 있다.
피트니스 기계 데이터를 사용하는 예시적인 칼로리 소비 모델들
사용자에 대한 칼로리 소비를 계산하는 효과적이고 정확한 방법은 산소 흡수 VO2의 사용을 통한 것이다. VO2는 운동 강도의 양호한 지표인데, 그 이유는 그것이 에너지 소비에 밀접하게 결부되기 때문이다. 강도가 더 높을수록, 사용자가 더 많은 산소를 소비하고 사용자가 더 많은 칼로리를 소모한다. 미국 스포츠 의학회(American College of Sports Medicine, ACSM)는 다양한 유형들의 피트니스 기계들(예컨대, 트레드밀, 로워, 계단 클라이머, 실내 바이크, 일립티컬)에 대한 칼로리 소비를 예측하는 데 사용될 수 있는 VO2 모델들을 제공한다. 예를 들어, 걷기의 경우, VO2 = (0.1 × 속도) + (1.8 × 속도 × 그레이드) + 3.5이다. 이 수학식은 상당히 느린 속도 범위 - 1.9 mph(시간당 마일) 내지 대략 4 mph - 에 대해 적절하다. 속도는 분당 미터(m/min) 단위로 계산된다. 숫자 0.1 및 1.8은 다음을 나타내는 상수들이다: 0.1 = (수평으로) 걷는 동안 체중 1 킬로그램(㎏)을 이동시키는 것의 미터당 산소 비용이고, 1.8 = 중력에 대향하여(수직으로) 총 체질량을 이동시키는 것의 미터당 산소 비용이다. 달리기의 경우, VO2 = (0.2 × 속도) + (0.9 × 속도 × 그레이드) + 3.5이다. 이 수학식은 5.0 mph 초과(또는 대상이 진정한 조깅인 경우 3.0 mph 이상)의 속도에 적절하다. 속도는 m/min 단위로 계산된다. 상수는 다음을 나타낸다: 0.2 = (수평으로) 달리는 동안 체중 1 ㎏을 이동시키는 것의 미터당 산소 비용이고, 0.9 = 중력에 대향하여(수직으로) 총 체질량을 이동시키는 것의 미터당 산소 비용이다. 그러나, 이들 ACSM 모델들은 종종 부정확한데, 그 이유는 이들이 평균 신장의 몇 명의 성인 남성들을 사용하여 개발되었기 때문이다. 본 명세서에 기술된 웨어러블 컴퓨터는, 트레드밀 기계에 의해 제공되는 속도 및 그레이드 데이터와 같은 피트니스 기계 데이터를 사용하고, 이어서 새로운 모델들을 피트니스 기계 데이터에 적용하여 피트니스 기계 사용자에 대한 더 정확한 칼로리 소비를 계산함으로써 더 정확한 칼로리 소비 계산을 제공할 수 있다.
하기의 설명에서, 속도, 고도 등과 같은 파라미터들에 대한 피트니스 기계 입력에 기초하여 운동량(WR) 칼로리 추정치를 개선하기 위해 칼로리메트리 모델링이 사용된다. 칼로리메트리 모델링은 또한 사용자가 피트니스 기계 운동 세션에 있을 때 VO2 max를 교정함으로써 VO2 max의 추정치를 개선한다.
예시적인 데이터 흐름들
도 8a는 일 실시예에 따른, 트레드밀 데이터에 기초하여 칼로리 소비를 결정하기 위한 데이터 흐름의 블록도이다. 시스템(800)은 도 1 내지 도 7을 참조로 설명된 바와 같이 동작하는 웨어러블 컴퓨터(102)와 무선 통신하는 피트니스 기계(101)를 포함한다. 웨어러블 컴퓨터(102)는 데이터 흐름을 구현하는 소프트웨어를 포함한다. 도시된 예에서, 피트니스 기계(101)는 트레드밀이고, 트레드밀 컴퓨터에 의해 계산된 트레드밀 데이터(예컨대, 거리, 페이스(pace), 경사)를 웨어러블 컴퓨터(102)에 제공한다.
웨어러블 컴퓨터(102)는 디지털 만보기(802)에 센서 데이터(예컨대, 가속도, 각속도)를 제공하는 하나 이상의 관성 센서들(801)(예컨대, 가속도계, 자이로스코프)을 포함한다. 디지털 만보기(802)는 센서 데이터를 사용하여 사용자의 스텝 카운트를 결정한다. 걸음 교정기(804)는 트레드밀 데이터(예컨대, 참 데이터로 간주됨) 및 만보기 출력 데이터(예컨대, 추정 데이터로 간주됨)에 기초하여 교정 인자를 계산한다. 교정 인자는 만보기 출력 데이터에 적용되고, 교정된 만보기 출력 데이터는 웨어러블 컴퓨터(102)의 디스플레이 상에 운동 세션 데이터로서 디스플레이되거나, 디스플레이를 위해 트레드밀(101)로 다시 전송되거나, 디스플레이 또는 저장을 위해 다른 디바이스로 전송된다.
일 실시예에서, 걸음 교정기(804)는 운동량 칼로리 모델(805)에 입력되는 교정된 보폭을 계산한다. 운동량은 각각의 유형의 피트니스 기계에 대해 계산될 수 있다. 트레드밀(101)의 경우, 적용된 파워 출력 또는 운동량(WR)이 트레드밀 데이터를 사용하여 계산될 수 있다. 일반적으로, WR = f(기계가 계산하고 있는 에너지)이고, 여기서 f(.)는 괄호 안의 파라미터(들)의 함수를 나타낸다. 트레드밀의 경우, WR = f(페이스) * g(그레이드 보정)이고, 고정식 바이크에 대해서는 WR = f(속도) * g(저항)이다. 도시된 예에서, 운동량 칼로리 모델(805)은 트레드밀 데이터를 사용하여(예컨대, 페이스 및 그레이드를 사용하여) 계산된 운동량에 기초하여 사용자의 칼로리 소비(MET 단위)를 계산한다. 이어서, 운동량 MET는 VO2의 암시적 추정치로서 VO2 max교정기(807)에 입력될 수 있다. 웨어러블 컴퓨터(102) 내의 광학 센서들(806)은 VO2 max 교정기(807)에의 다른 입력으로서 심박수 데이터를 제공한다. VO2 max 교정기(807)는 VO2의 암시적 추정치 및 심박수 데이터를 이용하여 VO2 max를 교정한다. 이어서, 심박수 데이터 및 교정된 VO2 max가 심박수 칼로리 모델(808)에 입력된다. 심박수 칼로리 모델(808)은 사용자의 심박수 데이터 및 교정된 VO2 max에 기초하여 사용자의 칼로리 소비(MET 단위)를 계산한다. 운동량 MET 및 심박수 MET는 웨어러블 컴퓨터(102) 상에 운동 세션 데이터로서 디스플레이되거나, 통신 연결을 통해 트레드밀(101)로 다시 전송되어 디스플레이되거나, 또는 디스플레이 또는 저장을 위해 다른 디바이스로 전송될 수 있다.
일 실시예에서, WR 및 HR 칼로리 소비 값들(MET 값들)은 본 명세서에서 "에포크(epoch)"로 지칭되는 연속적인, 중첩되지 않는 시간 간격들에 걸쳐 추정된다. 일 실시예에서, "에포크"는 x 초(예컨대, 100 ㎐에서 샘플링된 가속도계 센서 데이터의 256 개의 샘플들에 대응하는 2.56 초)일 수 있다. 각각의 에포크에 대해, 사용자에 의해 소비된 MET의 최상의 추정치인 단일 MET 값이 보고된다. 이러한 최상의 MET 추정치는, 운동량 및 심박수에 대한 MET 값들의 크기와 이 값들 각각과 연관된 신뢰도를 비교하는 중재 로직에 의해 선택된다. 예를 들어, 심박수 MET 값은 그것이 운동량 MET 값보다 x %(예컨대, 10%)만큼 더 큰 경우에 바람직할 수 있다. 일례로서, 경사 상의 사용자의 신체운동(exertion)은 운동량 MET에 의해 과소 평가될 수 있지만, 심박수 MET에 의해 더 정확하게 추적될 수 있다.
일 실시예에서, 2 개의 교정 방법들이 교정기(804)에 의해 구현된다: 케이던스-기반 룩업 테이블 및 가속도계-에너지 방법. 케이던스-기반 룩업 테이블은 케이던스 및 보폭(SL)을 포함하며, 여기서 케이던스 = Steps/unit_time, SL= D/Steps, Steps는 웨어러블 컴퓨터(102)에 의해 계산된 스텝 카운트이고, D는 트레드밀로부터 수신된 참 거리이다. 일 실시예에서, Steps는 센서 데이터를 사용하여 웨어러블 컴퓨터(102)에 의해 측정된다. 일정한 케이던스 하에서, 케이던스는 SL과 고도로 상관된다. 사용자가 트레드밀(101) 상에 있지 않을 때, 웨어러블 컴퓨터(102)는 현재 케이던스를 사용하여 케이던스-기반 룩업 테이블로부터 SL을 룩업할 수 있다.
가속도계-에너지 방법에서, 웨어러블 컴퓨터(102)는 가속도 데이터의 함수(SL_uncal = f(accel))에 기초하여 미교정 SL(SL_uncal)을 계산한다. 이어서, Steps 및 SL_uncal로부터 미교정 거리(D_uncalibrated)가 계산되어, D_uncalibrated = Steps * SL_ uncal 및 Pace_uncalibrated= time/(Steps * SL_uncal)이 된다. 사용자가 트레드밀(101) 상에 있는 동안, 교정 인자는 Kval = D/D_uncalibrated로 계산된다. 사용자가 트레드밀(101)에서 벗어날 때, D_calibrated = Steps * SL_uncal * Kval이다. 케이던스-기반 룩업 테이블 및 가속도계-에너지 방법 둘 모두에 대해, 그레이드가 포함될 수 있다. 또한, 걷기 및 달리기에 대해 별개의 케이던스-기반 룩업 테이블이 사용될 수 있다.
임의의 원하는 모델이 운동량 칼로리 모델(805)에 대해 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 2차(quadratic) 모델이 걷기에 대해 사용되고 선형 모델이 달리기에 대해 사용될 수 있는데, 여기서 특정 속도(예컨대, 4.5 mph)에서 2차 모델로부터 선형 모델로 전환되며 2차 모델은 사용자의 신장에 기초한다. 2차 모델은 걷기로부터 달리기로 천이할 때 보폭의 차이를 고려한다. 일 실시예에서, 걷기 MET는 MET = k * (a * s2 + b * s + c)로 계산되며, 여기서 s = 속도(마일/시간 단위)이고, k는 그레이드 보정 인자여서, 오르막길 그레이드가 검출되는 경우 k > 1이고, 평지(0의 오르막길 그레이드)에서 k = 1이며, a, b, c는 경험적으로 결정될 수 있는 상수들이다. 달리기 MET는 다음과 같이 계산된다: MET = k * (a * s + c). 모델이 걷기로부터 달리기 MET로 전환하는 속도는 사용자의 신장의 함수로서 4.2 내지 4.8 마일/시간의 범위에서 결정된다.
임의의 원하는 모델이 심박수 칼로리 모델(808)을 위해 사용될 수 있다. 일 실시예에서, HR 칼로리 모델(808)은 부분 심박수(사용자의 관측된 최소 및 최대 심박수에 의해 정규화된 심박수)에 의해 VO2 max 교정기(807)로부터의 VO2 max 출력을 선형적으로 스케일링한다. VO2 max는 임의의 공지된 방법을 사용하여 추정될 수 있다. 예를 들어, 하기의 수학식을 사용하여
Figure pct00003
estimation VO2 max가 추정될 수 있다.
Figure pct00004
,
여기서HRmax대 심박수이고HRrest는 안정시 심박수이다.
도 8b는 일 실시예에 따른, 일립티컬, 실내 바이크, 로워 또는 계단 클라이머로부터의 데이터에 기초하여 소모된 칼로리를 결정하기 위하여 웨어러블 컴퓨터에 의해 수행되는 데이터 흐름의 블록도이다. 시스템(800)은 도 1 내지 도 7을 참조로 설명된 바와 같이 동작하는 웨어러블 컴퓨터(102)와 무선 통신하는 피트니스 기계(101)를 포함한다. 웨어러블 컴퓨터(102)는 데이터 흐름을 구현하는 소프트웨어를 포함한다.
WR 칼로리 모델(805)은 피트니스 기계 데이터를 입력으로서 취하고, 운동량의 추정치(MET 단위)를 출력한다. 트레드밀 WR 칼로리 모델의 상세 사항들은 위에서 전술되었다. 피트니스 기계(101)가 일립티컬, 실내 사이클 또는 로워인 경우, 피트니스 기계 데이터는 저항, 걸음/스트로크 카운트 및 파워를 포함한다. 피트니스 기계(101)가 계단 클라이머인 경우, 피트니스 기계 데이터는 걸음 카운트 및 고도 이득을 포함한다. 실내 사이클의 경우, MET는 (사용자 체중에 의해 정규화된) 파워의 선형 함수이다. 일 실시예에서, MET = a * normalized_power + c 이고, 파워는 사용자-선택된 저항 레벨 및 케이던스, 및 사용자 체중의 함수이다. 일립티컬 및 로워 MET는 실내 사이클과 유사한, 파워, 케이던스 및 저항 레벨의 함수이다. 계단 클라이머는 고도 이득 및 스텝 케이던스의 함수이다.
예시적 프로세스
도 9는 일 실시예에 따른, 트레드밀로부터의 데이터에 기초하여 소모된 칼로리를 결정하기 위하여 웨어러블 컴퓨터에 의해 수행되는 예시적인 프로세스(900)의 흐름도이다. 프로세스(900)는 도 10을 참조하여 개시된 웨어러블 컴퓨터 아키텍처(1000)를 사용하여 구현될 수 있다.
프로세스(900)는, 사용자에 의해 착용된 무선 웨어러블 컴퓨터의 프로세서에 의해, 피트니스 기계와의 무선 통신 연결을 설정함으로써 시작된다(901). 프로세스(900)는, 통신 연결을 사용하여 프로세서에 의해, 사용자가 피트니스 기계 상의 운동 세션에 관여하고 있는 동안 피트니스 기계로부터 기계 데이터를 획득함으로써 계속된다(902). 프로세스(900)는 무선 웨어러블 디바이스의 하나 이상의 모션 센서들로부터, 피트니스 기계 상의 사용자의 모션에 응답하여 생성된 모션 데이터를 획득함으로써 계속된다(903). 프로세스(900)는 무선 디바이스의 심박수 센서로부터, 사용자의 심박수 데이터를 획득함으로써 계속된다(904). 프로세스(900)는, 웨어러블 컴퓨터의 디지털 만보기에 의해, 모션 데이터에 기초하여 만보기 출력 데이터를 결정함으로써 계속된다(905). 프로세스(900)는, 프로세서에 의해, 만보기 출력 데이터 및 기계 데이터에 기초하여 사용자의 보폭을 결정함으로써 계속된다(906). 프로세스(900)는, 프로세서에 의해, 기계 데이터에 기초하여 운동량을 결정함으로써 계속된다(907). 프로세스(900)는, 프로세서에 의해, 운동량 칼로리 모델을 운동량에 적용함으로써 운동량 칼로리 소비를 결정함으로써 계속된다(908). 프로세스(900)는, 프로세서에 의해, 심박수 데이터 및 운동량 칼로리 소비에 기초하여 사용자의 최대 산소 소비량을 결정함으로써 계속된다(909). 프로세스(900)는, 프로세서에 의해, 심박수 칼로리 모델을 심박수 데이터 및 최대 산소 소비량에 적용함으로써 심박수 칼로리 소비를 결정함으로써 계속된다(910). 프로세스(900)는, 통신 연결을 통해 프로세서에 의해, 운동량 칼로리 소비 또는 심박수 칼로리 소비 중 적어도 하나를 트레드밀로 전송함으로써 계속된다(911).
예시적인 웨어러블 컴퓨터 아키텍처
도 10은 도 1 내지 도 9를 참조하여 설명된 특징들 및 동작들을 구현하는 예시적인 웨어러블 컴퓨터 아키텍처(1000)를 예시한다. 아키텍처(1000)는 메모리 인터페이스(1002), 하나 이상의 데이터 프로세서들, 이미지 프로세서들 및/또는 프로세서들(1004), 및 주변기기 인터페이스(1006)를 포함할 수 있다. 메모리 인터페이스(1002), 하나 이상의 프로세서들(1004), 및/또는 주변기기 인터페이스(1006)는 별개의 컴포넌트들일 수 있거나 또는 하나 이상의 집적 회로들에 통합될 수 있다.
다수의 기능들을 제공하기 위해 센서들, 디바이스들, 및 서브시스템들이 주변기기 인터페이스(1006)에 커플링될 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 컴퓨터의 모션 감지(예를 들어, 가속도, 회전율들), 조명 및 근접 기능들을 용이하게 하기 위해 하나 이상의 모션 센서들(1010), 조명 센서(1012), 및 근접 센서(1014)가 주변기기 인터페이스(1006)에 커플링될 수 있다. 지리적 위치확인(geo-positioning)을 제공하기 위해 위치 프로세서(1015)가 주변기기 인터페이스(1006)에 연결될 수 있다. 일부 구현들에서, 위치 프로세서(1015)는 GNSS 수신기, 이를테면 글로벌 포지셔닝 시스템(GPS) 수신기일 수 있다. 자북의 방향을 결정하는 데 사용될 수 있는 데이터를 제공하기 위해, 전자 자력계(1016)(예컨대, 집적 회로 칩)가 또한 주변기기 인터페이스(1006)에 연결될 수 있다. 전자 자력계(1016)는 데이터를 전자 나침반 애플리케이션에 제공할 수 있다. 모션 센서(들)(1010)는 웨어러블 컴퓨터의 이동 속도 및 이동 방향의 변화를 결정하도록 구성된 하나 이상의 가속도계들 및/또는 자이로들을 포함할 수 있다. 기압계(1017)는 모바일 디바이스 주위의 대기압을 측정하도록 구성될 수 있다.
심박수 모니터링 서브시스템(1020)은 사용자의 손목에 컴퓨터를 착용하고 있는 사용자의 심박동을 측정한다. 일 실시예에서, 서브시스템(1020)은 심박동을 검출하기 위해 손목으로부터 반사된 (손목에 의해 흡수되지 않은) 광의 양을 측정하기 위해 포토다이오드들과 페어링된 LED들을 포함한다.
통신 기능들은 라디오 주파수(RF) 수신기들 및 송신기들(또는 트랜시버들) 및/또는 광학(예를 들어, 적외선) 수신기들 및 송신기들을 포함할 수 있는 무선 통신 서브시스템들(1024)을 통해 용이하게 될 수 있다. 통신 서브시스템(1024)의 구체적인 설계 및 구현은 모바일 디바이스가 동작하도록 의도되는 통신 네트워크(들)에 의존할 수 있다. 예를 들어, 아키텍처(1000)는 GSM 네트워크, GPRS 네트워크, EDGE 네트워크, Wi-Fi™ 네트워크 및 Bluetooth™ 네트워크를 통해 동작하도록 설계된 통신 서브시스템들(1024)을 포함할 수 있다. 특히, 무선 통신 서브시스템들(1024)은 호스팅 프로토콜들을 포함하여, 모바일 디바이스가 다른 무선 디바이스들에 대한 기지국으로 구성될 수 있게 할 수 있다.
오디오 서브시스템(1026)이 스피커(1028) 및 마이크로폰(1030)에 커플링되어, 음성 인식, 음성 복제, 디지털 레코딩, 및 전화 기능들과 같은 음성-인에이블링된 기능들이 가능해 질 수 있다. 오디오 서브시스템(1026)은 사용자로부터 음성 커맨드들을 수신하도록 구성될 수 있다.
I/O 서브시스템(1040)은 터치 표면 제어기(1042) 및/또는 다른 입력 제어기(들)(1044)를 포함할 수 있다. 터치 표면 제어기(1042)는 터치 표면(1046)에 커플링될 수 있다. 터치 표면(1046) 및 터치 표면 제어기(1042)는, 예를 들어, 용량성, 저항성, 적외선, 및 표면 음파 기술들뿐만 아니라, 터치 표면(1046)과의 하나 이상의 접촉 지점들을 결정하기 위한 다른 근접 센서 어레이들 또는 다른 요소들을 포함하지만 이들로 제한되지 않는 복수의 터치 감응성 기술들 중 임의의 기술을 이용하여 접촉 및 그의 이동 또는 중단을 검출할 수 있다. 터치 표면(1046)은, 예를 들어, 스마트 워치의 터치 스크린 또는 디지털 크라운을 포함할 수 있다. I/O 서브시스템(1040)은 프로세서(1004)로부터의 커맨드들에 응답하여 햅틱 피드백(예를 들어, 진동)을 제공하기 위한 햅틱 엔진 또는 디바이스를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 터치 표면(1046)은 감압 표면일 수 있다.
다른 입력 제어기(들)(1044)는 하나 이상의 버튼들, 로커 스위치들, 썸휠(thumb-wheel), 적외선 포트 및 USB 포트와 같은 다른 입력/제어 디바이스들(1048)에 커플링될 수 있다. 하나 이상의 버튼들(도시되지 않음)은 스피커(1028) 및/또는 마이크로폰(1030)의 볼륨 제어를 위한 업/다운 버튼을 포함할 수 있다. 터치 표면(1046) 또는 다른 제어기들(1044)(예컨대, 버튼)은 사용자의 지문(들)에 기초하여 사용자를 인증하기 위해 지문 인증 애플리케이션과 함께 사용하기 위한 지문 식별 회로를 포함하거나 그에 커플링될 수 있다.
일 구현예에서, 제1 지속기간 동안의 버튼 누름은 터치 표면(1046)의 잠금을 해제할 수 있고; 제1 지속기간보다 더 긴 제2 지속기간 동안의 버튼 누름은 모바일 디바이스에 대한 전원을 켜거나 끌 수 있다. 사용자는 버튼들 중 하나 이상의 버튼의 기능을 맞춤화할 수 있다. 터치 표면(1046)은 예를 들어 가상 또는 소프트 버튼들을 구현하는 데에 또한 사용될 수 있다.
일부 구현예들에서, 모바일 디바이스는 레코딩된 오디오 및/또는 비디오 파일들, 예컨대 MP3, AAC, 및 MPEG 파일들을 제시할 수 있다. 일부 구현예들에서, 모바일 디바이스는 MP3 재생기의 기능을 포함할 수 있다. 다른 입력/출력 및 제어 디바이스들이 또한 사용될 수 있다.
메모리 인터페이스(1002)는 메모리(1050)에 커플링될 수 있다. 메모리(1050)는 고속 랜덤 액세스 메모리 및/또는 비휘발성 메모리, 예컨대 하나 이상의 자기 디스크 저장 디바이스들, 하나 이상의 광학 저장 디바이스들, 및/또는 플래시 메모리(예컨대, NAND, NOR)를 포함할 수 있다. 메모리(1050)는 미국 캘리포니아주 쿠퍼티노 소재의 애플 인크.에 의해 개발된 iOS 운영 체제와 같은 운영 체제(1052)를 저장할 수 있다. 운영 체제(1052)는 기본 시스템 서비스들을 처리하기 위한 그리고 하드웨어 의존 태스크들을 수행하기 위한 명령어들을 포함할 수 있다. 일부 구현예들에서, 운영 체제(1052)는 커널(예컨대, UNIX 커널)을 포함할 수 있다.
메모리(1050)는 또한, 하나 이상의 추가적인 디바이스들, 하나 이상의 컴퓨터들, 및/또는 하나 이상의 서버들과의 통신을 가능하게 하기 위한 통신 명령어들(1054), 예를 들어, 다른 디바이스들과의 유선 또는 무선 통신들을 위한 소프트웨어 스택(software stack)을 구현하기 위한 명령어들을 저장할 수 있다. 메모리(1050)는 그래픽 사용자 인터페이스 프로세싱을 용이하게 하기 위한 그래픽 사용자 인터페이스 명령어들(1056); 센서-관련 프로세싱 및 기능들을 가능하게 하기 위한 센서 프로세싱 명령어들(1058); 전화-관련 프로세스들 및 기능들을 가능하게 하기 위한 전화 명령어들(1060); 전자-메시징 관련 프로세스들 및 기능들을 가능하게 하기 위한 전자 메시징 명령어들(1062); 웹 브라우징-관련 프로세스들 및 기능들을 가능하게 하기 위한 웹 브라우징 명령어들(1064); 미디어 프로세싱-관련 프로세스들 및 기능들을 용이하게 하기 위한 미디어 프로세싱 명령어들(1066); 일반 GNSS 및 위치-관련 프로세스들 및 명령어들을 용이하게 하기 위한 GNSS/위치 명령어들(1068); 및 심박수 측정들을 용이하게 하기 위한 심박수 명령어들(1070)을 포함할 수 있다. 메모리(1050)는 도 1 내지 도 9를 참조하여 설명된 특징들 및 프로세스들을 수행하기 위한 활동 애플리케이션 명령어들을 더 포함한다.
위에 식별된 명령어들 및 애플리케이션들 각각은 위에서 설명된 하나 이상의 기능들을 수행하기 위한 명령어들의 세트에 대응할 수 있다. 이들 명령어들은 별개의 소프트웨어 프로그램들, 절차들, 또는 모듈들로서 구현될 필요는 없다. 메모리(1050)는 추가적인 명령어들 또는 더 적은 명령어들을 포함할 수 있다. 추가로, 모바일 디바이스의 다양한 기능들은, 하나 이상의 신호 프로세싱 및/또는 ASIC을 포함하여, 하드웨어로 및/또는 소프트웨어로 구현될 수 있다.
설명된 특징들은 유리하게는 데이터 저장 시스템, 적어도 하나의 입력 디바이스, 및 적어도 하나의 출력 디바이스로부터 데이터 및 명령어들을 수신하도록 그리고 그들로 데이터 및 명령어들을 송신하도록 커플링된 적어도 하나의 프로그래밍가능 프로세서를 포함하는 프로그래밍가능 시스템 상에서 실행가능한 하나 이상의 컴퓨터 프로그램들로 구현될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 소정의 활동을 수행하거나 소정의 결과를 초래하기 위해 컴퓨터에서 직접 또는 간접적으로 사용될 수 있는 명령어들의 세트이다. 컴퓨터 프로그램은 컴파일러형 또는 해석형 언어들을 포함하는 임의의 형태의 프로그래밍 언어(예컨대, SWIFT, 오브젝티브-C(Objective-C), C#, 자바(Java))로 작성될 수 있으며, 그것은 독립형 프로그램으로서 또는 모듈, 컴포넌트, 서브루틴, 브라우저-기반 웹 애플리케이션, 또는 컴퓨팅 환경에서 사용하기에 적합한 다른 유닛으로서를 포함하는 임의의 형태로 배치될 수 있다.
본 명세서가 많은 구체적인 구현 세부사항들을 포함하지만, 이들은 임의의 발명들 또는 청구될 수 있는 것의 범주에 대한 제한들로서가 아니라, 오히려 특정 발명들의 특정 실시예들에 특정적인 특징들의 설명들로서 해석되어야 한다. 별개의 실시예들과 관련하여 본 명세서에 설명된 소정의 특징들은 또한 단일 실시예에서 조합되어 구현될 수 있다. 반대로, 단일 실시예와 관련하여 설명된 다양한 특징들은 또한 다수의 실시예들에서 별개로 또는 임의의 적합한 하위 조합으로 구현될 수 있다. 게다가, 특징들이 소정의 조합들에서 동작하는 것으로 위에서 설명되고 심지어 처음에 그와 같이 청구될 수 있지만, 청구되는 조합으로부터의 하나 이상의 특징들은 일부 경우들에서 조합으로부터 제거될 수 있으며, 청구되는 조합은 하위 조합 또는 하위 조합의 변형과 관련될 수 있다.
유사하게, 도면들에는 동작들이 특정 순서로 묘사되어 있지만, 이것은 바람직한 결과들을 달성하기 위해 그러한 동작들이 도시된 특정 순서로 또는 순차적인 순서로 수행되어야 하거나, 모든 예시된 동작들이 수행되어야 하는 것을 요구하는 것으로 이해되지 않아야 한다. 소정의 상황들에서는, 멀티태스킹 및 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 게다가, 위에서 설명된 실시예들에서의 다양한 시스템 컴포넌트들의 분리는 모든 실시예들에서 그러한 분리를 요구하는 것으로 이해되어서는 안되며, 설명된 프로그램 컴포넌트들 및 시스템들은 일반적으로 단일 소프트웨어 제품에 함께 통합되거나 다수의 소프트웨어 제품들로 패키징될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
위에서 설명된 바와 같이, 본 명세서의 주제의 일부 양태들은 모바일 디바이스가 사용자에게 제공할 수 있는 서비스들을 개선하기 위한 다양한 소스들로부터 입수가능한 데이터의 수집 및 사용을 포함한다. 본 개시내용은, 일부 경우들에서 이러한 수집된 데이터가 디바이스 사용에 기초하여 특정 위치 또는 주소를 식별할 수 있다는 것을 고려한다. 그러한 개인 정보 데이터는 위치 기반 데이터, 주소, 구독자 계정 식별자들, 또는 다른 식별 정보를 포함할 수 있다.
본 개시내용은 그러한 개인 정보 데이터의 수집, 분석, 공개, 전달, 저장, 또는 다른 이용을 책임지고 있는 엔티티들이 잘 확립된 프라이버시 정책들 및/또는 프라이버시 관례들을 준수할 것이라는 것을 추가로 고려한다. 특히, 그러한 엔티티들은, 대체로 개인 정보 데이터를 사적이고 안전하게 유지시키기 위한 산업적 또는 행정적 요건들을 충족시키거나 넘어서는 것으로 인식되는 프라이버시 정책들 및 관례들을 구현하고 지속적으로 사용해야 한다. 예를 들어, 사용자들로부터의 개인 정보는 엔티티의 적법하며 적정한 사용들을 위해 수집되어야 하고, 이들 적법한 사용들을 벗어나서 공유되거나 판매되지 않아야 한다. 또한, 그러한 수집은 단지 사용자들의 고지에 입각한 동의를 수신한 후에만 발생해야 한다. 추가로, 그러한 엔티티들은 그러한 개인 정보 데이터에 대한 액세스를 보호하고 안전하게 하며 개인 정보 데이터에 대한 액세스를 갖는 다른 사람들이 그들의 프라이버시 정책들 및 절차들을 고수한다는 것을 보장하기 위한 임의의 필요한 단계들을 취할 것이다. 추가로, 그러한 엔티티들은 널리 인정된 프라이버시 정책들 및 관례들에 대한 그들의 고수를 증명하기 위해 제3자들에 의해 그들 자신들이 평가를 받을 수 있다.
광고 전달 서비스들의 경우에, 본 개시내용은 또한 사용자들이 개인 정보 데이터의 사용 또는 개인 정보 데이터에의 액세스를 선택적으로 차단하는 실시예들을 고려한다. 즉, 본 발명은 그러한 개인 정보 데이터에 대한 액세스를 방지하거나 차단하기 위해 하드웨어 및/또는 소프트웨어 요소들이 제공될 수 있다는 것을 고려한다. 예를 들어, 광고 전달 서비스들의 경우에, 본 기술은 사용자들이 서비스를 위한 등록 중에 개인 정보 데이터의 수집 시의 참여의 "동의함(opt in)" 또는 "동의하지 않음(opt out)"을 선택하는 것을 허용하도록 구성될 수 있다.
따라서, 본 발명이 하나 이상의 다양한 개시된 실시예들을 구현하기 위해 개인 정보 데이터의 사용을 광범위하게 커버하지만, 본 발명은 다양한 실시예들이 또한 그러한 개인 정보 데이터에 액세스할 필요 없이 구현될 수 있다는 것을 또한 고려한다. 즉, 본 기술의 다양한 실시예들은 그러한 개인 정보 데이터의 전부 또는 일부의 결여로 인해 동작불가능하게 되지는 않는다. 예를 들어, 콘텐츠는, 사용자와 연관된 디바이스에 의해 요청되는 콘텐츠, 콘텐츠 전달 서비스들에 대해 이용가능한 다른 비-개인 정보, 또는 공개적으로 입수가능한 정보와 같은 비-개인 정보 데이터 또는 최소량의 개인 정보에 기초하여 선호도를 추론함으로써 선택되고 사용자들에게 전달될 수 있다.

Claims (20)

  1. 방법으로서,
    사용자에 의해 착용된 무선 웨어러블 컴퓨터의 하나 이상의 프로세서들에 의해, 피트니스 기계와의 무선 통신 연결을 설정하는 단계;
    상기 통신 연결을 사용하여 상기 하나 이상의 프로세서들에 의해, 상기 사용자가 상기 피트니스 기계 상의 운동 세션에 관여하고 있는 동안 상기 피트니스 기계로부터 기계 데이터를 획득하는 단계;
    상기 무선 디바이스의 심박수 센서로부터 상기 사용자의 심박수 데이터를 획득하는 단계;
    상기 프로세서에 의해, 상기 기계 데이터에 운동량(work rate) 칼로리 모델을 적용함으로써 운동량 칼로리 소비를 결정하는 단계;
    상기 하나 이상의 프로세서들에 의해, 상기 심박수 데이터 및 상기 운동량 칼로리 소비에 기초하여 상기 사용자의 교정된 최대 산소 소비량을 결정하는 단계;
    상기 하나 이상의 프로세서들에 의해, 상기 사용자의 상기 심박수 데이터 및 상기 교정된 최대 산소 소비량에 심박수 칼로리 모델을 적용함으로써 심박수 칼로리 소비를 결정하는 단계; 및
    상기 하나 이상의 프로세서들에 의해, 상기 운동량 칼로리 소비 또는 상기 심박수 칼로리 소비 중 적어도 하나를 상기 통신 연결을 통해 상기 피트니스 기계로 전송하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 무선 웨어러블 디바이스의 하나 이상의 모션 센서들로부터, 상기 피트니스 기계 상의 상기 사용자의 모션에 응답하여 생성된 모션 데이터를 획득하는 단계;
    상기 웨어러블 컴퓨터의 디지털 만보기(pedometer)에 의해, 상기 모션 데이터에 기초하여 만보기 출력 데이터를 결정하는 단계;
    상기 하나 이상의 프로세서들에 의해, 상기 만보기 출력 데이터 및 상기 기계 데이터에 기초하여 상기 사용자의 교정된 보폭(stride length)을 결정하는 단계; 및
    상기 교정된 보폭을 상기 운동량 칼로리 모델에 입력으로서 적용하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 기계 데이터는 거리, 페이스(pace), 또는 케이던스(cadence) 중 적어도 하나를 포함하는, 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 피트니스 기계는 트레드밀이고, 상기 기계 데이터는 속도, 페이스, 경사, 그레이드 또는 이동 거리 중 적어도 하나를 포함하는, 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 피트니스 기계는 고정식 바이크 또는 로워(rower)이고, 상기 기계 데이터는 저항, 보폭, 스트로크 카운트 또는 파워 중 적어도 하나를 포함하는, 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 피트니스 기계는 계단 클라이머(stair climber)이고, 상기 피트니스 데이터는 걸음 카운트 또는 고도 이득 중 적어도 하나를 포함하는, 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 운동량 및 심박수 MET는 연속적인, 중첩되지 않는 시간 간격들에 걸쳐 추정되는, 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 프로세서들에 의해, 상기 운동량 칼로리 소비 또는 상기 심박수 칼로리 소비 중 적어도 하나를 상기 통신 연결을 통해 상기 피트니스 기계로 전송하는 단계는,
    상기 운동량 및 심장 칼로리 소비 값들의 크기들을 비교하는 단계; 및
    사용자 칼로리가 소모됨에 따라 가장 큰 크기를 갖는 상기 칼로리 소비를 상기 피트니스 기계로 전송하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  9. 제1항에 있어서, 걷기에 대해 2차(quadratic) 운동량 칼로리 모델이 사용되고, 달리기에 대해 선형 운동량 칼로리 모델이 사용되는, 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 선형 모델은 상기 사용자의 특정 속도에서 호출되고, 상기 2차 모델은 상기 사용자의 신장에 기초하는, 방법.
  11. 무선 웨어러블 컴퓨터로서,
    하나 이상의 모션 센서들;
    심박수 센서;
    하나 이상의 프로세서들;
    명령어들을 저장하는 메모리를 포함하고, 상기 명령어들은, 상기 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 상기 하나 이상의 프로세서들로 하여금,
    피트니스 기계와의 무선 통신 연결을 설정하는 것;
    상기 통신 연결을 사용하여, 사용자가 상기 피트니스 기계 상의 운동 세션에 관여하고 상기 무선 웨어러블 컴퓨터를 착용하고 있는 동안 상기 피트니스 기계로부터 기계 데이터를 획득하는 것;
    상기 심박수 센서로부터 상기 사용자의 심박수 데이터를 획득하는 것;
    상기 기계 데이터에 운동량 칼로리 모델을 적용함으로써 운동량 칼로리 소비를 결정하는 것;
    상기 심박수 데이터 및 상기 운동량 칼로리 소비에 기초하여 상기 사용자의 교정된 최대 산소 소비량을 결정하는 것;
    심박수 칼로리 모델을 상기 사용자의 상기 심박수 데이터 및 상기 교정된 최대 산소 소비량에 적용함으로써 심박수 칼로리 소비를 결정하는 것; 및
    상기 운동량 칼로리 소비 또는 상기 심박수 칼로리 소비 중 적어도 하나를 상기 통신 연결을 통해 상기 피트니스 기계로 전송하는 것을 포함하는 동작들을 수행하게 하는, 무선 웨어러블 컴퓨터.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 무선 웨어러블 디바이스의 상기 하나 이상의 모션 센서들로부터, 상기 피트니스 기계 상의 상기 사용자의 모션에 응답하여 생성된 모션 데이터를 획득하는 것;
    상기 무선 웨어러블 컴퓨터의 디지털 만보기에 의해, 상기 모션 데이터에 기초하여 만보기 출력 데이터를 결정하는 것;
    상기 만보기 출력 데이터 및 상기 기계 데이터에 기초하여 상기 사용자의 교정된 보폭을 결정하는 것; 및
    상기 교정된 보폭을 상기 운동량 칼로리 모델에 입력으로서 적용하는 것을 추가로 포함하는, 무선 웨어러블 컴퓨터.
  13. 제12항에 있어서, 상기 기계 데이터는 거리, 페이스 또는 케이던스 중 적어도 하나를 포함하는, 무선 웨어러블 컴퓨터.
  14. 제11항에 있어서, 상기 피트니스 기계는 트레드밀이고, 상기 기계 데이터는 속도, 페이스, 경사, 그레이드, 또는 이동 거리 중 적어도 하나를 포함하는, 무선 웨어러블 컴퓨터.
  15. 제11항에 있어서, 상기 피트니스 기계는 고정식 바이크 또는 로워이고, 상기 기계 데이터는 저항, 보폭, 스트로크 카운트 또는 파워 중 적어도 하나를 포함하는, 무선 웨어러블 컴퓨터.
  16. 제11항에 있어서, 상기 피트니스 기계는 계단 클라이머이고, 상기 피트니스 데이터는 걸음 카운트 또는 고도 이득 중 적어도 하나를 포함하는, 무선 웨어러블 컴퓨터.
  17. 제11항에 있어서, 상기 운동량 및 심박수 MET는 연속적인, 중첩되지 않는 시간 간격들에 걸쳐 추정되는, 무선 웨어러블 컴퓨터.
  18. 제11항에 있어서, 상기 운동량 칼로리 소비 또는 상기 심박수 칼로리 소비 중 적어도 하나를 상기 통신 연결을 통해 상기 피트니스 기계로 전송하는 것은,
    상기 운동량 및 심장 칼로리 소비 값들의 크기들을 비교하는 것; 및
    사용자 칼로리가 소모됨에 따라 가장 큰 크기를 갖는 상기 칼로리 소비를 상기 피트니스 기계로 전송하는 것을 추가로 포함하는, 무선 웨어러블 컴퓨터.
  19. 제11항에 있어서, 걷기에 대해 2차 운동량 칼로리 모델이 사용되고, 달리기에 대해 선형 운동량 칼로리 모델이 사용되는, 무선 웨어러블 컴퓨터.
  20. 제19항에 있어서, 상기 선형 모델은 상기 사용자의 특정 속도에서 호출되고, 상기 2차 모델은 상기 사용자의 신장에 기초하는, 무선 웨어러블 컴퓨터.
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