Обзор умных весов Huawei Scale 3. Доступный биоимпедансный анализ?

Сегодня у нас будет не совсем обычный, но оттого не менее интересный обзор, так как речь пойдет об умных весах Huawei Smart Scale 3 — устройстве, которое измеряет не только вес пользователя, но и еще десяток других показателей.

Тема эта непростая, так как «здравый смысл» подсказывает, что напольные весы не могут определить процент жира, мышечную массу или базальный метаболизм организма. А на форумах и новостных сайтах высмеять очередную новинку стало уже правилом хорошего тона.

Но сарказм и насмешки, как правило, можно услышать либо от специалистов, либо совершенно неосведомленных людей. Первые требуют от бытового прибора за ~$45 точности медицинского оборудования, на котором даже анализ провести стоит в разы дороже.

Ну а вторые полагают, будто весь «ум» таких весов заключается в том, чтобы на основе только веса и незамысловатых формул рассчитать все показатели, от висцерального жира до продолжительности жизни.

Понимая всё это, я изначально планировал выпустить отдельную статью, подробно и наглядно объясняющую биоимпедансометрию — тем более, что некоторые читатели просили об этом. Но затем решил рассказать о самих весах, попутно объясняя спорные и непонятные моменты.

Если же после обзора вам захочется углубиться в эту тему, тогда вернусь к изначальной идее с отдельным материалом.

Обзор весов Huawei Smart Scale 3. Общие сведения и аппаратные особенности

Весы поставляются в стандартной для подобных устройств комплектации, то есть, без ничего:

По дизайну Huawei Scale 3 заметно отличаются от предшественника — Huawei Body Fat Scale AH100. Красивый стальной шильдик с логотипом Huawei убрали, а прозрачные электроды заменили металлическими:

В этой модели используется 4 электрода: два токовых и два измерительных. На первые подается небольшой переменный ток (от 0.2 до 0.8 мА), а два других замеряют разницу потенциалов (напряжение). Площадь контакта с ногами достаточно большая.

Это стандартная схема для большинства умных весов, но существуют и так называемые «профессиональные» модели, использующие 8 электродов. Они стоят дороже и имеют немножко другую конструкцию. У той же Huawei такие модели тоже есть, но продаются не везде:

Чуть позже мы еще вернемся к электродам, а пока продолжим знакомство с весами.

Huawei Smart Scale 3 поставляются только в белом цвете, что не всегда практично. Разводы и следы от ног здесь не особо видны, но любой мусор или грязь сразу бросаются в глаза.

Верхняя часть сделана из закаленного стекла, здесь же расположен небольшой дисплей, яркость которого вполне комфортна при любом освещении (функции автояркости нет):

Если на экран падают прямые солнечные лучи, читаемость значительно ухудшается. Но, в любом случае, посмотреть результаты можно на смартфоне.

С обратной стороны находятся прорезиненные ножки, чтобы весы не скользили по полу. Как известно, во время взвешивания они должны стоять ровно. И позаботиться об этом нужно вам, так как устройство не умеет самостоятельно определять наклоны/неровности. Однако мелкие дефекты поверхности не являются проблемой из-за подвижных ножек:

Huawei Scale 3 работают от четырех «мизинчиковых» батареек ААА, которых должно хватить на полгода, если взвешиваться трижды в день. В отсеке для батареек также находится кнопка для сброса весов к заводским настройкам:

Прежде, чем обсуждать приложение и функциональность устройства, поговорим об измерении веса.

Точность измерения веса на Huawei Scale 3

Для того, чтобы узнать свой вес, не обязательно становиться на весы босиком. Естественно, вес они покажут и без использования электродов. Также взвешиваться может кто угодно — эти результаты не будут попадать к вам в приложение (об этом позже).

В весах используются высокоточные тензометрические датчики. Погрешность не превышает 100 г, если весы стоят на ровной твердой поверхности.

С проверкой точности приключилась забавная история. Вначале весы довольно точно определяли вес смартфонов. То есть, когда взвешиваешься со смартфоном в руке, общий вес увеличивается на ~200 грамм (проверялись смартфоны весом 193 и 227 грамм).

Но затем я решил проверить точность измерений, взяв в руки самый маленький килограммовый блин от своих гантелей. Однако в этот раз весы показали увеличение общего веса всего на 500 грамм! Взяв же в руки два идентичных блина, я увидел, что мой вес увеличился на 1.2 кг, что совершенно неприемлемо даже для бытового прибора.

И тут я впервые за 10 лет использования гантелей решил проверить их вес на кухонных высокоточных весах. Оказалось, мои «килограммовые» китайские блины весят от 560 до 680 грамм!

Интересно, проверяет ли кто-то вообще вес гантелей после покупки? Является ли моя история уникальным случаем или это уже давно отработанная схема, приносящая производителям вдвое больше прибыли?

Возвращаясь к весам, хочу отметить неплохую воспроизводимость результатов. Очевидно, весы слишком умные для того, чтобы просто показывать текущий вес при многократных повторных взвешиваниях.

Возможно, они используют алгоритм, который понимает, что взвешивается один и тот же человек несколько раз подряд и показывают идентичные результаты. А может дело и в высокой точности, так как если между повторными взвешиваниями на весы будут становиться другие люди с разным весом (чтобы запутать алгоритмы), то мой вес они снова показывают с той же точностью:

Если взвешиваться с интервалом в 20 минут, то показания могут отличаться на 100 грамм. Также весы отображают колебания веса, связанные с приемом пищи.

На Huawei Scale 3 можно взвешивать даже легкие предметы массой в 500 грамм, только предварительно нужно стать или сильно надавить на весы, чтобы они включились.

Погрешность при взвешивании килограммового предмета не превышает 50 грамм.

Биоимпедансный анализ на Huawei Scale 3

На точность биоимпедансного анализа влияет множество факторов¹, включая:

• Обезвоживание организма. Это увеличивает электрическое сопротивление тела и ведет к значительной переоценке процента жира
• Измерение после приема пищи или воды. Это может давать погрешность более 4% при измерении жира в организме
• Физическая активность перед взвешиванием. Умеренные упражнения снижают электрическое сопротивление тела. Например, взвешивание сразу после 90-минутного упражнения средней интенсивности может завысить безжировую массу на 12 кг. Поэтому взвешивание нужно делать спустя несколько часов после тренировок

Лучшее время для взвешивания — сразу после пробуждения. Таким образом вы исключаете многие негативные факторы.

Что касается непосредственно Huawei Scale 3, весы «измеряют» 11 показателей:

1. Вес
2. Индекс массы тела
3. Доля жира
4. Безжировая масса
5. Скелетная мышечная масса
6. Процент содержания воды в организме
7. Белок
8. Минеральный состав костей
9. Уровень висцерального жира
10. Базальный метаболизм
11. Пульс

Слово «измеряют» написано в кавычках, так как в реальности весы измеряют при помощи электродов только один показатель — объем жидкости в организме (не считая пульса, который не имеет никакого отношения к составу тела).

Все остальные параметры вычисляются на базе этого показателя при помощи фирменного алгоритма Huawei TruFit.

Ограничение метода нога-к-ноге и алгоритма TruFit

Как известно, тело человека проводит электричество. И если электричество в проводах — это движение электронов, то в теле — это движение ионов. Эти ионы плавают в растворителе, который мы называем водой, так как чистая вода сама по себе не проводит ток.

Соответственно, чем больше жидкости в организме, тем лучше тело будет проводить электричество, а значит, сопротивление току будет меньшим. Электрическое сопротивление жировой ткани примерно в 20 раз выше, чем безжировой массы.

Суть биоимпедансного анализа как раз и заключается в том, чтобы пропускать через организм слабый ток, параллельно измеряя напряжение. Чем больше жира в теле, тем выше будет сопротивление, а значит — ниже напряжение.

И вот тут мы подходим к важному ограничению Huawei Scale 3 и подобных весов. Когда вы становитесь ногами на весы, току незачем подниматься от левой ноги в левую руку, затем «заходить» в голову, опускаться в правую руку и через живот выходить в правую ногу. Нет, ток потечет по пути наименьшего сопротивления (показано красными стрелками на картинке ниже) — от левой ноги к правой, чуточку захватив низ живота:

Соответственно, при использовании 4 электродов мы никак не можем проанализировать количество воды/жира в верхней части тела (грудь, руки, верх живота, шея). Поэтому алгоритм TruFit экстраполирует полученные данные на всё тело, используя определенные закономерности и зависимости.

В более дорогих моделях с использованием 8 электродов (по два на каждую руку и по два на каждую ногу) удается «просканировать» почти всё тело, так как ток может двигаться в любом направлении:

Такой анализ называется сегментным, так как тело человека делится на отдельные сегменты — туловище, руки, ноги:

И система определяет сопротивление (импеданс) каждого такого условного «цилиндра» в отдельности, в то время, как для Huawei TruFit всё тело является одним большим цилиндром.

Вторая причина погрешности большинства умных весов заключается в том, что они работают только на одной частоте (напомню, весы используют переменный ток, как в розетке).

Дело в том, что общий объем воды в организме равен объему внеклеточной жидкости + объему внутриклеточной жидкости. Но ток может протекать как сквозь клетки, так и огибая их.

И здесь есть одна проблема. Чтобы ток проходил в клетки, частота должна быть очень высокой (например, 500 кГц), а чтобы ток только огибал клетки, его частота должна быть относительно низкой, например, 5 кГц. В этом случае весы смогут точно посчитать объем внеклеточной и внутриклеточной жидкости.

Алгоритм TruFit работает только с одной частотой, так как поддержка двух частот была добавлена в новой версии алгоритма Huawei TruFit 2, который доступен на более дорогих моделях с 8 электродами.

В результате, для определения общего объема воды, весы Huawei Scale 3 дополнительно используют алгоритмы. Так как на одной частоте (скорее всего, это 50 кГц) ток лишь частично проникает в клетки.

А теперь следите за руками! Или несколько слов о том, как работают умные весы

Итак, весы установлены на твердой ровной поверхности, я стою на весах прямо, не облокачиваясь о стену или другие предметы. В результате Huawei Scale 3 достаточно точно определяют мой вес:

Далее два электрода на частоте 50 кГц пропускают через мои ноги и нижнюю часть живота переменный ток. Два других электрода замеряют напряжение: чем меньше жидкости в организме, тем выше сопротивление, а чем выше сопротивление, тем меньше напряжение.

Теперь алгоритм TruFit экстраполирует полученные данные на всё тело и получает общий объем воды в организме:

Больше половины моего веса — это вода. Неплохо. Далее Huawei Scale 3 начинают определять безжировую массу тела. Как показывают различные исследования, общий объем воды в организме напрямую связан с безжировой массой тела. Процент воды в так называемой тощей массе поддерживается организмом на одном уровне и может быть вычислен по формуле:

Безжировая масса = общий объем воды / 0.737

Коэффициент 0.737, на самом деле, может варьироваться. В некоторых исследованиях приводятся цифры 0.72 или 0.717. Если взять последний коэффициент, то с учетом общего объема воды в моем организме (38.54 литра или 52.4% от 73.55 кг), получаем безжировую массу: 38.54/0.717 = 53.8 кг.

Смотрим, что показывает приложение Huawei Здоровье:

Как видим, данные отличаются на 4 кг или 7%. Но, как я уже сказал, TruFit может использовать свои коэффициенты, отличающиеся от приведенных. Скорее всего, учитывается возраст, пол и другие параметры. А возможно, алгоритм и вовсе использует нейросеть, обученную на реальных данных.

Можно пойти и другим путем, рассчитав безжировую массу по формуле:

Где FFM — безжировая масса в кг, h — рост в см, z — импеданс (измеренное электрическое сопротивление тела), w — вес в кг, a — возраст (лет) и g — пол (1 для мужского и 0 для женского).

Возможно, именно такая формула и используется в TruFit. Другими словами, я лишь хочу показать, что определить безжировую массу, зная электрическое сопротивление — это не самая трудная задача в мире.

Ну и теперь вычисляем то, ради чего умные весы в основном и приобретаются — процент жира в организме. Всё, что нам нужно для этого сделать — это отнять от общего веса (73.55 кг) безжировую массу (57.8 кг) и посчитать, какой это процент от общего веса: 73.55 — 57.8 = 15.75 кг. Если 73.55 кг — это 100%, тогда 15.75 кг — это 21.4% (15.75*100/73.55).

Смотрим данные в приложении и видим то же число:

Такой же логикой руководствуется алгоритм и при подсчете других показателей, вроде мышечной массы, минерализации костей и пр.

Некоторые показатели и вовсе не учитывают ни процент жира, ни общий объем воды. К примеру, индекс массы тела — это банально вес/рост² или в моем случае — 73.55/1.75² = 24. Собственно, именно это число и показывает приложение:

Только обратите внимание на то, что данная оценка может совершенно не отражать действительность. Ведь индекс массы тела не учитывает ни жир, ни мышечную массу и поэтому может показывать ожирение даже у человека с очень низким уровнем жира, но большой мышечной массой.

Основной обмен веществ (он же — базальный метаболизм) показывает, сколько калорий потребляет ваш организм в состоянии покоя (для поддержания дыхания, сердцебиения и других жизненно важных функций).

Этот параметр может рассчитываться, например, по формуле Кетча-МакАрдла, которая учитывает только безжировую массу (мышцы и другие ткани): 370 + 21.6 * БЖМ. Если подставить вместо БЖМ мое значение (57.8 кг), то получим цифру 1619 ккал (370 + 21.6 * 57.8). Смотрим, что рассчитал алгоритм TruFit:

Как видим, разница всего в 0.67% намекает на точность наших расчетов.

В целом, Huawei Scale 3 может давать определенную погрешность при каждом измерении. Причин для этого много и мы их рассмотрели выше. Поэтому, если вы надеетесь, что какие-либо бытовые умные весы сделают анализ состава тела с точностью рентгеновской денситометрии — не обольщайтесь.

Но если вам не нужно знать состав своего тела с точностью до процента, тогда Huawei Scale 3 прекрасно подойдет на роль недорогого и удобного биоимпедансометра.

В случае с умными весами всегда важны не значения в моменте, а общая тенденция, чтобы понимать, что именно происходит с вашим телом — набираете ли вы вес за счет жира или мышц, получается ли у вас сжигать жир и т.д.

Основная цель умных весов, помимо точного измерения веса — это мотивация. Они дают те самые циферки и метрики, которые можно наглядно отслеживать:

И в этом плане ни Huawei Scale 3, ни другие весы не являются «игрушкой» в негативном смысле слова. Но и не следует относиться к умным весам, как к медицинскому оборудованию.

Небольшое сравнение Huawei Scale 3 и предыдущими Huawei Body Fat Scale AH100

Если сравнивать Huawei Scale 3 с предыдущей моделью, то показатели отличаются. Связано ли это с новым алгоритмом или новыми электродами — сказать тяжело, но процентный состав тела разный:

Но гораздо важнее то, что предыдущая модель могла показывать разный состав тела при повторных измерениях. Вот данные трех взвешиваний (В1, В2, В3) на весах Huawei Body Fat Scale AH100, сделанных одно за другим с интервалом в 2 минуты:

Самое интересное то, что состав тела может отличаться по некоторым параметрам вплоть до +/-2%, даже если вес один и тот же, и взвешивания происходят одно за другим.

А вот, как выглядят такие же последовательные взвешивания на новых весах Huawei Scale 3:

То есть, мы видим идентичный состав тела при каждом взвешивании, что и должно быть в реальности. Более того, такой же процент жира (21.4%) весы показывали и в предыдущий день, когда вес был 73.5 кг вместо 73.2 кг.

Одним словом, у Huawei Scale 3 лучшая воспроизводимость результатов, чем у Huawei Body Fat Scale. Но не исключаю, что проблема может быть и в конкретном экземпляре (моим Body Fat Scale уже больше года).

Другие функции Huawei Scale 3

Одним из ключевых отличий новой модели от предыдущей стала поддержка Wi-Fi. И это на самом деле полностью изменило опыт использования весов.

Если раньше нужно было запускать программу перед взвешиванием, чтобы весы синхронизировали данные со смартфоном по Bluetooth, то теперь Bluetooth вообще не нужен.

Вы можете взвешиваться без смартфона в любое время в течение нескольких недель или даже месяцев и все эти показания будут автоматически выгружаться в облако по Wi-Fi. А как только вы откроете приложение Huawei Здоровье, все данные тут же появятся в соответствующем разделе программы:

Кроме того, любой человек может подключить ваши весы к своему смартфону и своей учетной записи Huawei. В этом случае вы, как администратор, получите запрос на совместное использование весов и после вашего разрешения Huawei Scale 3 будут автоматически отправлять каждому пользователю его данные (идентификация пользователя происходит по весу):

Если же весами пользовались без вашего ведома незарегистрированные пользователи, вы получите соответствующее уведомление и все данные. Можете либо удалить их, либо загрузить в свое приложение:

Здесь еще важно понимать, что на экране весов отображается очень ограниченный набор данных: пульс, вес и процент жира. Всё остальное необходимо смотреть в приложении. Поэтому, если кто-то из гостей захочет провести подробный анализ, в Huawei Здоровье есть специальный Гостевой режим:

Просто вводите параметры гостя (пол, дата рождения и рост), затем приложение предлагает стать на весы и после этого показывает все данные. Естественно, они не сохраняются в программу.

В настройках весов можно выбирать единицы измерения, управлять списком пользователей, имеющих совместный доступ, а также добавлять/изменять Wi-Fi сети, к которым Huawei Scale 3 сможет подключаться автоматически.

Выводы

Умные весы многим кажутся бесполезной игрушкой. И это совсем неудивительно, учитывая, сколько глупости можно услышать от «техноблогеров» на том же YouTube.

Когда вам говорят, что весы посылают через «электрические диоды» небольшие импульсы, которые собирают информацию о различных тканях организма, можно только посмеяться с таких «импульсов» и весов.

Как на самом деле работают умные весы, мы частично рассмотрели в этом обзоре. Их главная задача состоит в том, чтобы определить один единственный параметр — общий объем воды в организме. В зависимости от методов измерения (одночастотный/многочастотный/сегментный) и количества отведений (количества электродов) варьируется и точность измерений.

Не забывайте о том, что Huawei Scale 3 фактически анализируют только нижнюю часть тела, экстраполируя полученные результаты на весь организм. Это приводит к определенной погрешности. Какой именно — сказать наверняка тяжело. Какие-то исследования говорят о погрешности в 8%, другие называют цифры вплоть до 22%.

Если для вас такая точность неприемлема, поищите вместо умных весов другой метод анализа, благо, их предостаточно — от калипера или подводного взвешивания до рентгеновской денситометрии и компьютерной томографии.

Как бы там ни было, тенденцию такие весы покажут однозначно и в этом их главное достоинство.

Среди основных минусов Huawei Scale 3 можно отметить отсутствие нормальной расшифровки результатов. Приложение Huawei Здоровье не дает оценок никаким показателям, кроме индекса массы тела. Пользователь, увидев свой процент жира или объем воды в организме, не поймет, плохо это или хорошо. И было бы здорово, если бы программа объясняла такие моменты.

Также очень странным выглядит тот факт, что приложение измеряет пульс и оценивает его, как пульс в покое, что, конечно же, неверно:

Безусловно, это просто ошибка в интерфейсе, так как в разделе «Пульс» данные, собранные весами, не учитываются в качестве пульса в покое, а записываются в виде отдельных значений:

В любом случае, все эти придирки больше к приложению Huawei Здоровье, нежели к самим весам.

Даже если отбросить тот факт, что измерение состава тела новыми весами отличается от предыдущих и у новинки более высокая воспроизводимость результатов, я бы предпочел Huawei Scale 3 уже только из-за наличия Wi-Fi. Повторюсь, это незначительное обновление полностью меняет пользовательский опыт.