Как я проанализировал данные FitBit, чтобы улучшить общее состояние здоровья

Оказывается, данные помогут вам сохранить здоровье

Трекеры физической активности превратились в категорию продуктов с многомиллионным оборотом. У меня была изрядная доля модных трекеров, начиная с Nike Fuelband и затем с MI Activity Band. Лично я не смог хорошо освоить ни один из них, и в конечном итоге все они превратились в модные цифровые часы, которые нужно заряжать каждые несколько дней, чтобы они могли показывать точное время.

А затем, несколько месяцев назад, мой друг подарил мне Fitbit Versa. Что-то щелкнуло. Зачем?

Многое произошло с тех пор, как я отказался от мысли об эффективности браслетов. Когда я получил этот подарок, я был на этапе, когда я был приклеен к стулу и моему ноутбуку. В результате у меня возникла серьезная проблема с болями в спине и нарушением осанки. Многолетний проступок нельзя было исправить за несколько дней или недель. В трудной борьбе с сидением, которое сейчас многие считают новым «курением», я стал внимательно относиться к своей позе и идее вести активный образ жизни.

Итак, я подумал о том, чтобы дать Fitbit чистый лист и пробовал его в течение недели. Приложение Fitbit неплохо справилось со сбором и демонстрацией данных в удобном формате.

Прошло две недели с тех пор, как я расстался с механическими часами. Заинтригованный огромным разнообразием точек данных, которые может захватывать Fitbit, возникло желание увидеть, что скрывается за данными.

Вскоре я начал эксперимент, чтобы увидеть, насколько хорошо я смогу идти в ногу с поставленными мною целями. Я также хотел знать, есть ли какие-либо посторонние факторы, которые повлияли на эти цели. Наконец, я хотел раскрыть все скрытые и интересные находки по пути. Мне было особенно интересно узнать:

  • Насколько активны мои дни? Провожу ли я много времени в сидячем положении?
  • Как эти данные различаются по будням и выходным?
  • Какие факторы способствуют сжиганию самого большого количества калорий?
  • Какие упражнения являются лучшим и самым простым способом достижения моих ежедневных целей?
  • Соблюдаю ли я постоянный режим сна? Какие факторы на это влияют?
  • Разберитесь в стадиях сна и узнайте, что нужно для более глубокого сна.
  • Как влияет переедание Netflix на сон по выходным?
  • Обучите простую модель машинного обучения, чтобы увидеть, есть ли скрытые закономерности для улучшения сна.

Я не мог найти ответы на эти вопросы в стандартном приложении Fitbit. Мне нужны были необработанные данные.

Получение данных

Первой задачей было придумать способы извлечения данных из моего устройства. Просматривая страницы разработчиков, я обнаружил, что они предоставляют веб-API для доступа к пользовательским данным. Изучив эти API, я был шокирован, увидев огромное количество данных, которые собираются и сохраняются каждую минуту. Записываются пройденные шаги, сожженные калории, этапы сна и даже частота сердечных сокращений в минуту для любого дня!

Иногда соблазнительное желание узнать о нашем общем самочувствии заставляет нас забыть, какой личной информацией мы в конечном итоге делимся. Изучая их политику конфиденциальности, я обнаружил, что Fitbit провела дополнительные проверки, чтобы сохранить данные в безопасности. В любом случае для этого нужен отдельный пост, поэтому, не отвлекаясь от нашей основной цели, продолжим.

Я зарегистрировал свое приложение и получил необходимые учетные данные на стороне клиента, чтобы начать сбор данных. Пройдя необходимые шаги авторизации, я собрал и объединил данные о своей ежедневной активности, сне и частоте пульса и выгружал их в файл Excel. После некоторой очистки данных набор данных был готов!

PS. Полный код можно найти здесь вместе с записной книжкой Jupyter.

PPS. Заявление об ограничении ответственности: этот анализ данных основан на очень ограниченном наборе данных, и его будет трудно обобщить для масс. Пожалуйста, считайте это забавным чтением!

Анализ активности

Fitbit имеет широкий спектр точек данных для измерения уровня ежедневной активности. Шаги, калории и полы - вот некоторые из стандартных мер. Он также отслеживает, сколько минут я ежедневно провожу умеренно, немного и очень активно.

Не думая о ежедневном сжигании калорий, я поставил себе цель достигать 8000 шагов каждый день на своем устройстве Fitbit. Графики ниже показывают, что я делаю в среднем около 7800 шагов в день, что довольно близко к моей цели. Есть некоторые исследования, которые показывают, что идеальным вариантом является выполнение 10000 шагов в день, и это будет следующей целью.

Со вторника по субботу я набирал в среднем около 40 минут очень активных минут, что просто означает активные упражнения. Меньшее количество минут по воскресеньям было связано исключительно с ленью / временем восстановления. Снижение количества активных минут по понедельникам доказывает, что я влюбляюсь в Monday Blues и думаю, что пора это исправить. ??

Анализ количества сожженных калорий в минуту для различных действий дает некоторые интересные результаты. Хотя в Интернете доступно множество аналогичных данных, очень сложно обобщить эти цифры для всех. Поскольку во многом это зависит от уровня физической подготовки, демографических данных, набора навыков и, что наиболее важно, от того, насколько мне нравится выполнять определенные упражнения.

Интересно видеть, что бег помогает мне сжигать почти 12 калорий в минуту. Математика проста: чтобы компенсировать пиво, мне нужна 10-минутная пробежка. ?? ‍ +? знак равно

Большой теннис ? - любимое занятие из лотереи - занимает второе место. Это снова беспроигрышный сценарий! Будет интересно посмотреть, изменится ли это число по мере того, как я буду улучшать свои навыки.

Показатели плавания не шокировали меня, потому что я все еще изо всех сил стараюсь не отставать от постоянного подсчета кругов. И, проведя некоторое время в бассейне, упражнение превращается в досуг.

Здесь следует отметить, что сожженные калории не должны быть единственным показателем, по которому можно оценивать эти действия. Но это единственный показатель, который я сейчас могу измерить с помощью Fitbit.

Наконец, полезно увидеть, как различные точки данных коррелируют друг с другом. Построение корреляционной тепловой карты помогает сделать некоторые выводы.

Количество сожженных калорий сильно зависит от количества шагов и минут активности . Минуты малоподвижного образа жизни имеют отрицательную корреляцию с будними днями, что означает, что я трачу больше времени на отдых в выходные.

Анализ сна

Сон необходим для поддержания настроения, памяти и когнитивных способностей, и от него нельзя сбежать. Мы проводим около трети своей жизни во сне. Это ошеломляющие 26 лет, проведенных в постели ! Хотя метаболизм обычно замедляется, все основные органы и регуляторные системы продолжают функционировать. Следовательно, становится важным получать от сна как можно больше.

Читая больше об этом, я обнаружил, что есть несколько стандартных способов, которые могут помочь добиться хорошего ночного сна.

  • Соблюдение хорошего режима сна
  • Избегайте яркого / синего света ночью, прежде чем лечь в постель.
  • Избегайте кофеина в течение дня
  • Сон в прохладной и темной комнате
  • Спать не менее 7–9 часов. Некоторые исследования говорят, что даже за 5 часов вы можете добиться максимальной отдачи от сна.

В ходе этого эксперимента я пытался выполнить описанные выше шаги, чтобы привязать себя к строгому графику сна. Пришло время их проверить.

Из приведенных ниже графиков я обнаружил, что в среднем я сплю 7 часов без особых отклонений в цифрах. Хотя я смог лечь спать до 11, время пробуждения по-прежнему варьировалось от 5:30 до 7:00 утра.

Хотя средняя продолжительность была примерно такой же, общее качество сна было другим. В некоторые дни я был очень активен, даже достигнув 6 часов сна, в то время как было много случаев, когда даже после позднего сна я не чувствовал себя бодрым. Я нашел ответ, проанализировав мистические циклы сна .

Пока мы спим, наше тело обычно проходит несколько циклов сна, чередуя следующие стадии:

ЛЕГКИЙ СОН: этот этап обычно начинается через несколько минут после засыпания. На этом этапе дыхание и частота сердечных сокращений обычно немного снижаются. Легкий сон способствует умственному и физическому восстановлению.

ГЛУБОКИЙ СОН: Глубокий сон обычно наступает в первые несколько часов сна. Дыхание замедляется, мышцы расслабляются, а частота сердечных сокращений обычно становится более равномерной. Когда мы просыпаемся утром отдохнувшими, вполне вероятно, что мы пережили длительные периоды глубокого сна. Глубокий сон способствует физическому восстановлению и аспектам памяти и обучения.

REM SLEEP: REM-сон - это активный период сна, отмеченный интенсивной мозговой деятельностью. Первая фаза быстрого сна обычно наступает после начальной стадии глубокого сна. Дыхание более частое, нерегулярное и поверхностное. Глаза быстро движутся в разных направлениях, отсюда и название Rapid Eye Movement - REM Sleep. Это стадия, на которой мы обычно видим сны во сне. Было показано, что быстрый сон играет важную роль в регуляции настроения, обучении и памяти.

График ниже показывает, что в среднем мое тело тратит около 17% в глубоком сне, 19% в фазе быстрого сна, а остальное - на свету или в легком бодрствовании. График даты и времени Света и Глубокого сна показывает, что эти числа сильно различаются.

Если мы построим график корреляции различных стадий сна, мы увидим, что время, проведенное в постели, сильно коррелирует с легким сном, но нет сильной корреляции с глубоким сном.

По сути, это означает, что просто больше спать не всегда гарантирует хороший глубокий сон. Думаю, это помогает подтвердить важные знания о сне:

Важно качество сна, а не количество.

Соблюдать строгий график сна в будние дни легко, но выходные - совсем другое дело.

На диаграмме выше показано, что в наибольшей степени страдают субботы, когда время в постели колеблется от 5 до 9 часов. Разгул Netflix и вечеринки по выходным - вот некоторые из пороков, которые повлияли на эту рутину. Напротив, меньший по размеру график по воскресеньям показывает, что я готовлюсь к утрам понедельника. Интересно наблюдать, как эти подсознательные телесные особенности четко проявляются на этих сюжетах.

Наконец, я хотел посмотреть, влияют ли мои повседневные занятия на мой сон. Хотя у меня не было много данных для модели машинного обучения,

первоначальный запуск показал некоторые интересные результаты. Он предсказал, что активность днем ​​и возможность ложиться спать до 23:00 положительно влияют на последние минуты глубокого сна.

Хотя еще слишком рано проверять это, я повторю это еще раз, когда у меня появятся еще некоторые данные о сне и дополнительные функции для повышения точности модели. Подробности можно найти в этом блокноте Jupyter.

Все это того стоило?

Этот эксперимент оказался полезным. Я обнаружил несколько интересных способов, которыми мое тело реагирует на внешние раздражители. Это похоже на машину, где настройка определенных ручек может помочь достичь разных результатов.

Следующим в очереди я планирую установить несколько улучшенных целей деятельности. Я также попробую несколько биохаков, чтобы увидеть, окажут ли они какое-либо положительное влияние на качество моего сна. Я также подумываю о разработке приложения для будильника Fitbit, которое будит меня только после того, как я достаточно высплюсь (не уверен, что он уже существует?).

Наконец, я не собираюсь больше называть это экспериментом . Распорядок дня, который вначале казался насильственным, теперь стал привычкой. Раньше я встречал много статей, в которых изучалась важность раннего пробуждения, и, наконец, я понял это из первых рук. Эта статья на Medium, которая фактически является моей первой, является одним из многих побочных продуктов этой новой привычки.

Спасибо, что нашли время пройти мой анализ. Я буду более чем благодарен узнать, понравилось ли вам это, и у меня есть предложения по улучшению в целом! :)