全体的な健康状態を改善するためにFitBitからのデータを分析した方法

データはあなたを健康に保つことができることがわかりました

身体活動トラッカーは、数百万ドルの製品カテゴリになりました。私は、Nike Fuelbandから始めて、MIアクティビティバンドから始めて、ファンシートラッカーをかなりの割合で持っていました。個人的には、どれもうまく採用できず、結局、正しい時刻を知らせるために数日おきに充電する必要のある豪華なデジタル時計になってしまいました。

そして、数か月前、友人からFitbitVersaをプレゼントされました。何かがクリックされました。どうして?

健康バンドが効果的であるという考えをあきらめて以来、多くのことが起こりました。このプレゼントを受け取ったとき、私は椅子とラップトップに接着している段階でした。その結果、腰痛や姿勢の不均衡という深刻な問題を抱えていました。長年の不正行為は、ほんの数日または数週間で修正することはできませんでした。今では多くの人に新しい「喫煙」と見なされている、座ることとの困難な戦いと戦い、私は自分の姿勢とアクティブなライフスタイルを維持するという考えに気づきました。

そこで、Fitbitにきれいな状態を与えることを考え、1週間試してみました。Fitbitアプリは、データを消費可能な形式でキャプチャして表示するという非常に優れた仕事をしました。

機械式時計を解散してから2週間が経ちました。Fitbitがキャプチャできるデータポイントの多様性に興味をそそられ、データの背後に何が隠されているのかがわかり始めました。

私はすぐに実験を開始して、自分が定義した目標にどれだけうまく対応できるかを確認しました。また、これらの目標に影響を与えた外部要因があるかどうかも知りたいと思いました。最後に、途中で隠された興味深い発見を明らかにしたいと思いました。私は特に次のことを発見することに興味がありました。

  • 私の日々はどれくらい活発ですか?私は座りがちな生活にかなりの時間を費やしていますか?
  • このデータは平日と週末でどのように異なりますか?
  • 最高のカロリー燃焼に寄与する要因は何ですか?
  • 私の毎日の目標を達成するための最良かつ最も簡単な方法はどのエクササイズですか?
  • 私は安定した睡眠スケジュールに従っていますか?どのような要因がそれに影響しますか?
  • 睡眠段階を理解し、より良い深い睡眠を得るには何が必要かを調べます。
  • Netflixのビンジウォッチングが週末の睡眠に与える影響は何ですか?
  • 簡単な機械学習モデルをトレーニングして、より良い睡眠を実現するための隠れたパターンがあるかどうかを確認します。

標準のFitbitアプリからこれらの答えを見つけることができませんでした。生データが必要でした。

データの取得

最初のタスクは、デバイスからデータを抽出する方法を見つけることでした。開発者ページをスキャンすると、ユーザーデータにアクセスするためのWebAPIが提供されていることがわかりました。これらのAPIを調べてみると、毎分キャプチャされて保存されている膨大な量のデータを見てショックを受けました。カバーされた歩数、消費カロリー、睡眠段階、さらには特定の日の心拍数/分が記録されています!

時々、私たちの一般的な健康について知るという魅惑的な誘惑は、私たちが共有することになった個人情報を忘れさせてしまいます。彼らのプライバシーポリシーを読んで、Fitbitがデータを安全に保つために追加のチェックを入れていることがわかりました。とにかく、これには独自の別のポストが必要なので、私たちの主な目標から逸脱することなく、続けましょう。

アプリを登録し、データの取得を開始するために必要なクライアント側の資格情報を取得しました。必要な認証手順を実行した後、毎日のアクティビティ、睡眠、心拍数のデータを収集してマージし、Excelファイルにダンプしました。データクレンジングの後、データセットの準備が整いました。

PS。コード全体は、Jupyterノートブックと一緒にここにあります。

PPS。免責事項:このデータ分析は非常に限られたデータポイントのセットに基づいており、大衆に一般化することは困難です。楽しい読み物と考えてください!

活動分析

Fitbitには、毎日の活動レベルを測定するためのさまざまなデータポイントがあります。ステップ、カロリー、およびフロアは、標準的な測定値の一部です。また、適度に、わずかに、非常にアクティブであるために私が毎日何分費やしたかを追跡します。

毎日のカロリー消費に煩わされることなく、Fitbitデバイスで毎日8000歩を達成するという目標を維持していました。以下のグラフは、平均して1日あたり約7800ステップであり、これは私の目標に非常に近いことを示しています。1日あたり10000歩を打つことが理想的であり、それが次の目標になることを示唆するいくつかの研究があります。

火曜日から土曜日は、平均して約40分の非常に活発な時間でした。これは単に活発な運動に相当します。日曜日の分数が少なかったのは、純粋に怠惰/回復時間によるものでした。月曜日のアクティブな時間の減少は、私が月曜日のブルースに落ちていることを証明しており、それを修正する時が来たと思います。??

さまざまなアクティビティで1分あたりに消費されるカロリー量を分析すると、いくつかの興味深い結果が得られます。インターネット上には同様のデータがたくさんありますが、これらの数値をすべての人に一般化することは非常に困難です。これの多くは、フィットネスレベル、人口統計、スキルセット、そして最も重要なことに、特定のエクササイズをどれだけ楽しんでいるかに依存します。

ランニングが毎分約12カロリーを燃焼するのに役立つのは興味深いことです。計算は簡単です。ビールを補うために、10分間のランニングが必要です。?? ‍ +?=?

テニス?—たくさんのお気に入りのアクティビティ—が2番目の場所になります。これも双方にメリットのあるシナリオです。スキルを向上させるにつれて、この数値が変化するかどうかを確認するのは興味深いことです。

私はまだ継続的なラップカウントに追いつくのに苦労しているので、水泳の数は私に衝撃を与えませんでした。そして、プールでしばらく過ごした後、運動は余暇活動に変わります。

ここで注意すべき点は、消費カロリーだけがこれらの活動を評価できる唯一の指標であってはならないということです。しかし、これは私が現在Fitbitを介して測定できる唯一のメトリックです。

最後に、さまざまなデータポイントが互いにどのように相関しているかを確認すると便利です。相関ヒートマップをプロットすると、いくつかの調査結果を明らかにするのに役立ちます。

消費カロリーは、歩数アクティブな分数に強く関係しています座りがちは平日と負の相関関係があります。これは、週末に休む時間を増やすことを意味します。

睡眠分析

睡眠は気分、記憶、認知能力を維持するために不可欠であり、そこから逃げることはありません。私たちは人生の約3分の1を睡眠に費やしています。それはベッドで寝て過ごした驚異的な26年です!代謝は一般的に遅くなりますが、すべての主要な臓器と調節システムは機能し続けます。したがって、私たちの睡眠を最大限に活用することが重要になります。

これについてもっと読んで、私は良い夜の睡眠を達成するのを助けることができるいくつかの標準的な方法があることを発見しました。

  • 良い睡眠スケジュールに従う
  • ベッドに当たる前に夜に明るい/青い光を避けてください
  • 一日の後半にカフェインを避ける
  • 冷暗室で寝る
  • 少なくとも7〜9時間の睡眠をとること。5時間でも睡眠を最大限に活用できると言う研究がいくつかあります。

この実験の過程で、私は上記の手順に従って、厳格な睡眠スケジュールに縛られるようにしました。それらを検証する時が来ました。

下のグラフから、平均して7時間の睡眠であり、数値に大きなばらつきがないことがわかりました。私は11時前にベッドに着くことができましたが、起床のタイミングは午前5時30分から7時までの範囲でした。

平均持続時間はやや似ていましたが、全体的な睡眠の質は同じではありませんでした。ある日、6時間の睡眠をとってもとても活発でしたが、夜遅くまで寝ても新鮮さを感じないことが多かったです。私は神秘的な睡眠サイクルを分析することによって答えを見つけました。

私たちが眠っている間、私たちの体は通常、次の段階を交互に繰り返すいくつかの睡眠サイクルを経ます。

浅い眠りこの段階は通常、眠りに落ちてから数分以内に始まります。通常、呼吸と心拍数はこの段階でわずかに減少します。浅い睡眠は精神的および肉体的な回復を促進します。

ディープスリープ:ディープスリープは通常、睡眠の最初の数時間に発生します。通常、心拍数がより規則的になる一方で、呼吸が遅くなり、筋肉が弛緩します。朝、さわやかな気分で目覚めたとき、しっかりとした深い眠りを経験した可能性があります。深い睡眠は、身体の回復と記憶と学習の側面を促進します。

レム睡眠レム睡眠は、激しい脳活動を特徴とする活発な睡眠期間です。レム睡眠の最初の段階は、通常、深い睡眠の初期段階の後に発生します。呼吸はより速く、不規則で浅いです。目はさまざまな方向に急速に動くため、Rapid Eye Movement — REMSleepという名前が付けられています。これは、私たちが一般的に睡眠中に夢を見る段階です。レム睡眠は、気分の調節、学習、および記憶において重要な役割を果たすことが示されています。

下のプロットは、平均して、私の体が深い睡眠に約17%、REMに19%を費やし、残りを軽い睡眠またはわずかに目覚めている状態で過ごしていることを示しています。浅い眠りと深い眠りの日時プロットは、これらの数値が大きく異なることを示しています。

さまざまな睡眠段階の相関関係をプロットすると、就寝時間は浅い睡眠と高い相関関係にありますが、深い睡眠との強い相関関係はありません。

これは本質的に、もっと眠るだけでは必ずしも良い深い眠りが保証されるわけではないことを意味します。これは睡眠についての重要な学習を検証するのに役立つと思います:

重要なのは睡眠の質であり、量ではありません。

平日の厳しい睡眠スケジュールに従うのは簡単ですが、週末はまったく別の球技です。

上の箱ひげ図は、土曜日が最も影響を受けており、就寝時間が5〜9時間の範囲であることを示しています。Netflix Bingeと週末のパーティーは、このルーチンに影響を与えた悪徳の一部です。それどころか、日曜日の小さな箱ひげ図は、私が月曜日の朝に向けて準備をしているところを表しています。これらの潜在意識の身体の行動がこれらのプロットでどのように明確に公開されているかを見るのは興味深いことです。

最後に、日常生活が睡眠に影響を与えているかどうかを確認したいと思いました。機械学習モデルのデータはあまりありませんでしたが、

最初の実行では、いくつかの興味深い結果が示されました。その日のうちに活動し、午後11時前に就寝することは、最後の深い睡眠時間にいくつかのプラスの貢献をすると予測しました。

検証するのは時期尚早ですが、モデルの精度を向上させるための睡眠データと追加機能が追加されたら、これをもう一度繰り返します。詳細については、このJupyterNotebookをご覧ください。

それはすべて価値がありましたか?

この実験はやりがいのある経験でした。私の体が外部刺激に反応するいくつかの興味深い方法を特定しました。これは、特定のノブを微調整することでさまざまな結果を得ることができる機械のようなものです。

次は、改善された活動目標を設定する予定です。また、いくつかのバイオハックを試して、これらが私の睡眠の質にプラスの影響を与えるかどうかを確認します。また、十分な量の質の高い睡眠を取得した後にのみ目を覚ますFitbitアラームアプリの開発も検討しています(これがすでに存在するかどうかはわかりませんか?)。

最後に、私はこれを実験としてラベル付けするつもりはありません。当初は力強く感じていた日常生活が今では習慣になっています。昔は早起きの大切さを研究した記事もたくさん出てきて、ついにそれを直接受け入れました。実際に私の最初の記事であるこの中程度の記事は、この新しく発見された習慣の多くの副産物の1つです。

分析に時間を割いていただきありがとうございます。あなたがそれを気に入ったかどうかを知り、一般的な改善について提案があることを私は感謝しています!:)