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Smartwatches überschätzen häufig den Kalorienverbrauch beim Training
Smartwatches können den Kalorienverbrauch beim Sport deutlich falsch einschätzen. In einem Labortest mit vier verbreiteten Modellen lag der typische relative Messfehler je nach Uhr bei etwa 15 bis 25 Prozent, wobei die Abweichungen mit steigendem Körperfettanteil zunahmen. Für eine präzise Energiebilanz sind die angezeigten Kalorien daher nur eingeschränkt geeignet.
Miami (U.S.A.). Wer sein Gewicht kontrollieren will, orientiert sich häufig an der Energiebilanz aus aufgenommenen und verbrauchten Kalorien, für die Smartwatches laufende Schätzwerte liefern. Doch ihre Genauigkeit ist ausgerechnet beim Sport begrenzt, und frühere Vergleiche hatten bereits deutliche Fehler gezeigt, während der Einfluss von Körperfett und Hauttyp noch unzureichend untersucht war.
Forscher der Florida International University (FIU) um Jason Kostrna haben nun vier verbreitete Modelle unter kontrollierten Bedingungen verglichen. Die 58 Erwachsenen mit hispanischem Hintergrund absolvierten ein zehnminütiges Intervalltraining auf einem Liegerad, eingerahmt von je fünf Minuten Ruhe und Erholung. Dabei trugen sie gleichzeitig eine Apple Watch Series 8, Fitbit Sense 2, Samsung Galaxy Watch 5 und Garmin Forerunner 955, während ein COSMED-K5-Stoffwechselmessgerät den Energieverbrauch über die Atemgase bestimmte. Die Aktivitätsaufzeichnung lief vom Beginn der ersten Ruhephase bis zum Ende der Erholung.
Bei Apple, Garmin und Samsung war der mittlere Schätzfehler signifikant von null verschieden und positiv. Die Apple Watch lag im Mittel 21,6 Kilokalorien über dem Referenzwert, die Samsung-Uhr 56,8 und Garmin 68,6 Kilokalorien. Beim Fitbit war der bereinigte Mittelwert dagegen nicht signifikant verzerrt, doch sieben Messwerte lagen mehr als 450 Prozent über dem Referenzwert und in einem Durchlauf fehlte eine Kalorienangabe ganz. Werden diese Ausreißer einbezogen, steigt der mittlere Fitbit-Fehler auf 128,6 Kilokalorien.
Über alle vier Marken hinweg lag der Median des absoluten prozentualen Fehlers je nach Gerät bei ungefähr 15 bis 25 Prozent. Damit beschreibt der einzelne Kalorienwert einer Uhr den tatsächlichen Verbrauch während dieses Versuchs nur grob, auch wenn die Abweichung von Messung zu Messung unterschiedlich ausfällt.
„Man kann die angezeigte Zahl der verbrannten Kalorien nicht als genauen Wert behandeln, denn das ist sie nicht“, erklärt Jason Kostrna.
In statistischen Modellen hing die Fehlergröße nicht nur vom Gerät ab, denn auch ein höherer Körperfettanteil war mit größeren Abweichungen verbunden, wobei sich die Stärke dieses Zusammenhangs zwischen den Marken unterschied. Für den nach der Fitzpatrick-Skala erfassten Hauttyp zeigte sich dagegen kein robuster Haupteffekt.
Das ist kein Beleg dafür, dass Hautpigmentierung bei Wearables grundsätzlich keine Rolle spielt. Die Stichprobe umfasste ausschließlich Menschen mit hispanischem Hintergrund und die Fitzpatrick-Typen III bis V, wobei nur vier Personen dem Typ V angehörten. Außerdem erwiesen sich zwei objektive Verfahren zur Hautfarbmessung in diesem Versuch als technisch unzuverlässig, weshalb die Hauptanalyse auf der Selbsteinstufung beruhte.
Wie die Fehler mit dem Körperfett entstehen, hat die Studie nicht direkt geklärt, denn Smartwatches kombinieren optisch gemessene Herzfrequenzdaten mit Bewegungsinformationen und herstellerspezifischen Algorithmen. Die Autoren halten es deshalb für möglich, dass Unterschiede in Sensorik und Trainingsdaten der Algorithmen zu den beobachteten Abweichungen beitragen.
„Deshalb halte ich es für hilfreich, wenn die Unternehmen solche Daten sehen, damit sie ihre Produkte mit der Zeit verbessern können“, sagt Kostrna.