運動消耗不會整筆計入上限
為何我們把它折算
大部分卡路里應用程式假設:多動一分,每日上限便多一分。 人體並非如此運作。本文說明 CaLoMei 採用的能量模型、補償係數預設值 0.72 的兩條推導路徑, 以及為何這個數值最終交由你自己調整。
每日總消耗由什麼組成
Basal Metabolic Rate
基礎代謝
維持心跳、體溫、呼吸與器官運作所需的熱量。與活動量無關, 由體重、身高、年齡與性別推算。這一部分佔每日總消耗的大半, 而且不論你當日有沒有運動,都會照樣消耗。
Measured Movement
測得的活動
步數、由健康平台匯入的訓練紀錄,以及手動輸入的運動。 三者皆由感測器量度或由使用者申報,皆需折算後才計入上限。 本文要解釋的,正是這道折算。
※ 本頁不討論基礎代謝公式本身的選擇,該題目見 Issue 001。
兩種能量模型
加法模型(additive model)假設每日總消耗等於基礎代謝、日常活動與運動三者相加。 多動一分,總消耗便多一分,兩者成正比。多數卡路里應用程式採用此模型。
約束模型(constrained model)則觀察到另一種情況:當活動量持續上升,每日總消耗的增幅會逐漸收窄。 身體會在不自覺之間減少其他開支——坐下時的小動作、姿勢的維持、 部分生理系統的活躍度——把多出來的運動消耗抵銷一部分。 Pontzer 等人(2016)在成年人身上記錄到這個現象。
CaLoMei 採用的正是這個折衷:以加法為骨架,再以單一個係數描述折減的幅度。我們不會嘗試逐項模擬身體在哪裡省下了能量——那需要的資料, 手機與手錶都給不了。
Interactive · 自己試一次
上圖是示意的。若想看見係數落在不同數值時, 自己的數字會如何變動,可以使用我們的免費工具: 填入體重、步數與運動紀錄,再拖動滑桿。 把它推到 1.00,看到的就是加法模型本身。
打開補償係數計算機 →為何測得的活動需要折算
感測器提供的是「測得的活動量」,而每日上限需要的是 「這些活動對總消耗的實際影響」。兩者之間有兩重落差: 一是身體的生理補償,二是量度方式本身的偏差。 CaLoMei 以單一個補償係數同時吸收兩者,而非分別套用多個修正—— 係數少一個,可解釋性便高一分,使用者亦只需理解一個數值。
為何預設值是 0.72
兩條互相獨立的推算路徑,指向大致相同的比例。
Careau 等人(2021)以雙標水法分析當時最大的成人總消耗資料集 (1,754 人),估算一般人的能量補償幅度平均約為 28%。 該研究的結論寫得相當直接:因活動而多消耗的熱量之中,僅約七成會反映為當日總消耗的淨增加。
穿戴裝置與步數換算報告的是活動期間的總消耗(毛值), 當中包含即使靜坐也會消耗的基礎代謝。 上限已另行計入基礎代謝,整筆加上便會重複計算。 以一般速度的步行而言,扣除靜態消耗後的淨值約為毛值的七成。
新用戶預設值
補償係數 = 0.72已折算消耗 = 測得消耗 × 0.72※ 0.72 是一個實用的單一數值,並非兩項修正相乘的結果。 兩條路徑各自獨立,卻收斂於接近的比例,我們因此採用它作為新用戶的預設值。 既有用戶維持原有的 0.75,不作追溯調整。
※ 路徑二的「約七成」是依 Ludlow 與 Weyand(2016) 所發表的兩段式步行消耗方程式推算而得——該方程式把靜態代謝列為獨立的加項—— 而非該研究直接引述的數字。以身高 1.7 米、靜態代謝 3.5 ml/kg/min 的成年人計算,靜態部分在每秒 1.1 至 1.5 米的步速下 佔毛值約兩成三至三成。
量度本身的偏差
毛值與淨值之外,裝置的估算本身亦有相當誤差,而且方向與上述一致。 Shcherbina 等人(2017)測試七款腕戴裝置,發現心率量度的中位誤差多在 5% 之內,但沒有任何一款的能量消耗誤差低於 20%:最準確的一款中位誤差為 27.4%,最不準確的一款為 92.6%, 而步行正是誤差較大的情境之一。Fuller 等人(2020)檢視 158 項研究後的結論同樣直接:以能量消耗而言,沒有一個品牌是準確的。 補償係數一併吸收了這重偏差。
它同時作用於你的日常步行
補償係數並非只作用於運動紀錄。凡屬「測得的活動」,都經過同一個係數:
| 項目 | 是什麼 | 是否經過係數 |
|---|---|---|
| 步數基準 | 過去七日、已扣除訓練時段的平均步數,構成日常消耗基準的一部分 | 是 |
| 額外步數 | 當日超出步數基準的部分。永不為負,低於基準的日子不會倒扣 | 是 |
| 運動紀錄 | 手動輸入,以及由健康平台匯入的訓練紀錄 | 是 |
| 基礎代謝 | 由公式推算,並非量度所得 | 否 |
調高係數,並不只是讓一次跑步多算幾千卡; 你的日常步行基準亦會同步上調, 亦即在完全沒有運動的日子,上限一樣會升。 三者量度的是同一件事——身體的移動——沒有理由用不同的標準折算。
※ 若你已手動固定日常消耗基準,該基準不再隨步數變動,當日全部步數均會計入。
為何開放讓你調整
補償幅度因人而異。Careau 等人的資料顯示,補償程度與體脂比例相關; 裝置之間的高估幅度亦不一致。單一個預設值無法涵蓋所有情況。
判斷依據不是感覺,而是你自己的體重趨勢: 若長期依照上限進食,而體重變化持續慢於預期,代表係數偏高; 持續快於預期,則代表偏低。建議每次調整不超過 0.05, 並觀察至少兩至三星期再作下一次判斷。可調範圍為 0.50 至 1.00。
Roadmap
這個係數是一個預留的接口。當體重趨勢資料足夠時, 系統可自動為每位用戶校準,屆時固定的預設值便會退場。