具有变化的参数的临界功率自适应训练制造技术

自适应训练系统可以确定有限做功能力和临界功率，并使用这些确定结果生成锻炼参数的自适应训练程序。为了确定有限做功能力和临界功率，自适应训练系统可以接收锻炼数据；通过为每次锻炼确定在多个时间窗口尺寸中的每一个完成的最大做功量来生成数据点；将这些锻炼数据点拟合至函数；并基于拟合函数确定临界功率和有限做功能力。一旦自适应训练系统确定了关键能力和有限做功能力，自适应训练系统就可以通过将一组锻炼参数所定义的函数保持在基于临界功率和有限做功能力的能力函数以下来使用它们来生成自适应训练程序。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有变化的参数的临界功率自适应训练
技术介绍
数以百万计的人们希望训练并保持更好的状态。由于所花时间或努力不足，对于许多人来说相当困难。已经开发了许多系统来帮助人们开始训练或最大化他们的训练努力。例如，人们阅读健身杂志，参加锻炼程序，参加课程，聘请私人教练，等。尽管其中一些程序是为个人量身定制的，但由于过度劳累，他们常常无法最大限度地发挥人的潜能或造成挫败感。造成这种情况的原因之一是，这些程序中的许多程序都不是基于对人进行锻炼的潜能的测量。即使对于使用某些先前方法为个人定制程序的程序，这些方法也难以实现并且结果也不准确。此外，基于这些测量值制定的训练程序未能提供正确的强度水平和持续时间。例如，VO2是确定人可以使用的最大氧气量的测量系统。通过将每分钟吸入的氧气量除以每分钟排出的氧气量来测量VO2。因此，基于VO2的评估要求用户连接到可以测量进气和出气以及空气中氧气量的设备。此外，VO2测量值通常对于一个人而言是静态的，没有明确的方法将VO2测量值转换为训练的持续时间或强度水平。已经开发了一些技术来基于心率测量值提供锻炼指导。但是，这些仍然需要连接到人的专用心率监测器，是不准确的，并且不能正确估计时间或强度训练指标的限制。
技术实现思路
本技术提供了一种自适应训练系统和相关方法，其克服了现有技术的缺点并提供了其他益处。在至少一个示例中，自适应训练系统可以基于临界功率和变化的锻炼参数来生成适合于特定用户的训练程序。一个人的功率输出等于他们的无限能力产生功率(“临界功率”)，加上在给定量的时间内超过其临界功率(“有限做功能力”)的某些有限能力。用户的临界功率和有限做功能力的实际应用是使用它们来生成用户特定的训练程序。训练程序可以是单个训练课程，也可以是一系列训练课程，其具有基于用户的临界功率或有限做功能力确定的指定参数。基于临界功率的训练程序是准确的，不需要特殊的心率或氧气测量装置，并且可以自适应用户不断变化的能力水平。此外，可以为多种类型的练习和时间范围提供将临界功率转换为训练程序。一个或多个示例的自适应训练系统包括应用临界功率分析的两个方面：(1)在不需要心率信息或使用侵入性测量设备的情况下确定特定用户的有限做功能力和临界功率，以及(2)使用这些确定来针对任何给定的锻炼参数集，特定于用户生成自适应训练程序。在确定用户的有限做功能力和临界功率时，自适应训练系统可以接收来自用户当前或先前锻炼或一次锻炼中的几段中的一项或多项的统计信息，并仅基于时间间隔以及表示功率输出的测量值(例如，跑步速度，固定自行车输出的瓦数，一段时间内的重复执行次数，等)来确定用户的有限做功能力和临界功率。此外，当用户记录其他锻炼时，可以更新这些有限做功能力和确定临界功率的确定，并且可以为用户生成新的或修改的训练程序。在一些实现方式中，与较早的锻炼统计相比，较新的锻炼在确定这些测量值时可具有更大的权重。例如，可以将标量(scalar)衰减函数应用于锻炼数据以基于年龄对其加权。自适应训练系统可以通过从一个或多个锻炼统计集中生成数据点来确定特定用户的有限做功能力和临界功率。每个数据点都可以衡量用户在特定长度的任何时间窗口范围内进行的锻炼中的最大做功量。对于特定的锻炼，可以使用不同的时间窗口长度获取多个数据点。每个数据点可以是通过为给定的时间窗口尺寸，对基于时间提供功率的函数进行最大积分而计算出的做功值。因此，做功数据点将是在与该数据点的时间窗口尺寸匹配的任何间隔内的功率函数下的最大面积。在使用多个锻炼的情况下，最终锻炼统计集只能保留多个锻炼中每个时间窗口尺寸的最大做功值。自适应训练系统可以将来自一个或多个锻炼统计集中的点拟合为能力函数。能力函数可用于确定与能力函数的斜率相对应的临界功率，以及与能力函数的y截距相对应的有限做功能力。可选地，自适应训练系统可以将最终锻炼统计中的显示的做功点用作将来训练程序的边界点。下面结合图3-5讨论关于确定用户的能力函数和/或有限做功能力和临界功率的附加细节。一旦自适应训练系统已经确定了临界功率和有限做功能力，自适应训练系统就可以使用那些确定来为给定的锻炼参数集生成自适应训练程序。对于任何特定的锻炼类型，许多参数可以按照做功和时间来描述锻炼。例如，在具有固定间隔的间隔锻炼中，可以根据五个参数来定义锻炼：间隔数，间隔持续时间，间隔期间的功率输出，休息时间，休息期间的功率输出。这些参数中除一个以外的所有参数都可以由用户指定，也可以基于锻炼的特征来指定。例如，对于在跑步机上的锻炼，用户可以指定间隔持续时间和休息持续时间，并且可以基于跑步机设置(例如速度和角度)来确定间隔期间的功率输出和休息期间的功率输出。然后，自适应训练系统可以基于用户的临界功率和有限做功能力来计算最终参数，从而可以生成特定于用户的锻炼计划，该计划指导用户的锻炼接近但不超过疲劳阈值。例如，可以设置间隔的数量，以使基于锻炼/时间映射的五个参数的描述锻炼的函数不超过用户的能力函数。在多种实现方式中，能力函数可以由用户的做功能力来提供。在一些实现方式中，如上所述，能力函数可以是拟合至锻炼统计集的线性或非线性函数。能力函数的斜率可以定义用户的临界功率，并且y轴截距可以定义用户的有限做功能力。在某些实现方式中，一旦确定了临界功率(CP)和有限做功能力(W')，就可以修改能力函数以考虑现实情况，例如，给定零时间用户的做功能力也为零。这种修改可以包括将能力函数变成线性和对数函数的组合。例如，能力函数可以指定为W＝CP*t+W'*log(t+1)，其中W是做功能力(因变量)，t是给定的时间量(自变量)。在一些实现方式中，能力函数可以是用作训练程序的相应点的边界的锻炼统计集。下面结合图6和图7讨论有关使用能力函数或临界功率和有限做功能力为参数定义的锻炼类型生成特定训练程序的附加的细节。在多种实现方式中，自适应训练系统可以至少部分地作为在共享信息的锻炼机器网络中的锻炼机器的集成组件，作为健身追踪器中的“应用”来实现，作为基于服务器的信息系统(例如，通过网页访问)的一部分，或其任何组合。例如，自适应训练系统可以被集成到锻炼器材中，该锻炼器材被仪器化以进行表示功率输出(例如，阻力和每分钟转数，时间和距离等)的做功测量值。自适应训练系统可以使用这些测量值来确定做功相对时间的数据点。这些数据点可用于计算用户的临界功率和有限做功能力(例如，通过将它们拟合为能力函数)。自适应训练系统然后可以提供训练程序，该训练程序被配置为使用户处于阈值量之内而不超过，该阈值量是基于临界功率和有限做功能力或能力函数确定的疲劳点。可以将训练程序作为具有建议锻炼参数的视觉输出提供。替代地或附加地，可以提供训练程序作为对锻炼设置(例如跑步机速度)的自动调整。下面结合图8A描述该配置的示例。作为另一个例子，自适应训练系统可以在锻炼机器的网络中实现。在此例子中，自适应训练系统可以基于提供给锻炼机器或通过移动装置(例如通过网站或应用)，通过扫描机器上的QR码等的身份验证数据来确定用户。然后，在随后的锻炼期间，可以将来自该机器上的测量值的数据点添加到来自先前在其他机器上进行的测量值的数据点，以保持更新的临界功率和有限做功本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于自动提供自适应训练程序的锻炼机器系统，所述系统包括：/n实现具有给定参数的特定类型的训练课程的锻炼设备；/n与所述锻炼机器集成在一起的仪器系统，其获得表示功率输出的测量值；和/n处理组件，被配置为通过以下生成所述自适应训练程序：/n在表示功率输出的所述测量值内，通过以下确定多个窗口尺寸持续时间的每个特定窗口尺寸的做功值：/n为与所述特定窗口尺寸匹配的间隔，确定由表示功率输出的所述测量值指定的函数的最大积分；/n将函数拟合至所确定的做功值，作为能力函数；/n将所述给定参数和至少一个附加参数应用于为所述特定类型的所述训练课程定义的锻炼函数，以使所述锻炼函数的值在所述训练课程的持续时间内的任何时间不超过所述能力函数的值；和/n使用所述给定参数和至少一个附加参数来生成所述自适应训练程序；/n其中，基于所述自适应训练程序自动提供所述锻炼设备的输出或设置。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171221 US 62/609,298;20181115 US 16/192,7331.一种用于自动提供自适应训练程序的锻炼机器系统，所述系统包括：
实现具有给定参数的特定类型的训练课程的锻炼设备；
与所述锻炼机器集成在一起的仪器系统，其获得表示功率输出的测量值；和
处理组件，被配置为通过以下生成所述自适应训练程序：
在表示功率输出的所述测量值内，通过以下确定多个窗口尺寸持续时间的每个特定窗口尺寸的做功值：
为与所述特定窗口尺寸匹配的间隔，确定由表示功率输出的所述测量值指定的函数的最大积分；
将函数拟合至所确定的做功值，作为能力函数；
将所述给定参数和至少一个附加参数应用于为所述特定类型的所述训练课程定义的锻炼函数，以使所述锻炼函数的值在所述训练课程的持续时间内的任何时间不超过所述能力函数的值；和
使用所述给定参数和至少一个附加参数来生成所述自适应训练程序；
其中，基于所述自适应训练程序自动提供所述锻炼设备的输出或设置。


2.根据权利要求1所述的锻炼机器系统，
其中，所述锻炼机器系统还包括通过网络连接的多个锻炼机器；和
其中将函数拟合至针对多个窗口尺寸持续时间所确定的所述做功值还包括基于表示在除所述锻炼设备之外的所述联网的锻炼机器之一上获取的功率输出的测量值，将所述函数拟合至针对所述多个窗口尺寸持续时间所确定的附加做功值。


3.根据权利要求2所述的锻炼机器系统，其中，将所述函数拟合至所述做功值和所述附加做功值包括：
对于每个特定窗口尺寸，选择与所述特定窗口尺寸相对应的所述做功值和所述附加做功值中的最大值；和
将函数拟合至所述窗口尺寸的所选最大值。


4.根据权利要求1所述的锻炼机器系统，其中，所述处理组件是经由网络连接至所述锻炼机器的服务器系统。


5.根据权利要求1所述的锻炼机器系统，
其中，所述处理组件响应于包括表示所述锻炼设备的代码的标识而生成所述自适应训练程序；和
其中，表示所述锻炼设备的所述代码通过图像捕获系统被提供给与所述用户相关联的移动装置，在所述移动装置上，捕获与所述锻炼设备一起显示的字母数字代码，条形码，或QR码。


6.根据权利要求1所述的锻炼机器系统，其中，所述自动提供所述锻炼设备的所述输出或设置包括将所述输出提供给服务器系统，所述输出包括所述至少一个附加参数的至少一个表示。


7.根据权利要求1所述的锻炼机器系统，其中，所述自动提供所述锻炼设备的所述输出或设置包括将所述输出提供给所述锻炼设备，所述输出被配置为使所述锻炼设备的显示器提供用于所述自适应训练程序的指令。


8.根据权利要求1所述的锻炼机器系统，其中，所述自动提供所述锻炼设备的所述输出或设置包括基于所述设置在所述锻炼设备上实施所述自适应训练程序，以使得所述锻炼设备实现所述给定参数和所述至少一个附加参数。


9.根据权利要求1所述的锻炼机器系统，其中，所述特定类型是间隔类型锻炼，并且其中，用于所述间隔类型锻炼的所述给定参数包括以下一项或多项：间隔数，间隔持续时间，间隔期间的功率输出，休息持续时间，休息期间的功率输出，或其任何组合。


10.根据权利要求1所述的锻炼机器系统，其中，所述特定类型是跳过间隔类型锻炼，并且其中，所述跳过间隔类型锻炼的所述给定参数包括以下一项或多项：间隔数，间隔期间的高峰做功持续时间，间隔内的短休息时间的持续时间，间隔峰值期间的功率输出，间隔之间的休息持续时间，休息期间的功率输出，或其任意组合。


11.根据权利要求1所述的锻炼机器系统，其中，将所述给定参数和至少一个附加参数应用于为所述训练课程的所述特定类型定义的锻炼函数包括：
获得针对所述训练课程的所述特定类型的预定义函数；
在所述预定义函数中填写所述给定参数；和
求解所述至少一个附加参数。


12.根据权利要求11所述的锻炼机器系统，其中，在所述预定义函数中填写所述给定参数包括为一个或多个所述函数参数使用一个或多个默认值，所述一个或多个所述函数参数不包括在所述给定参数中并且不包括在所述至少一个附加参数中。


13.根据权利要求1所述的锻炼机器系统，其中，所述处理组件还被配置为：
当执行所述自适应训练程序时，接收表示功率输出的进一步测量值；
基于表示功率输出的所述进一步测量值来确定进一步的做功值；
更新所述能力函数以进一步拟合至所述进一步的做功值；
基于更新的能力函数来更新一个或多个所述给定参数或所述至少一个附加参数中的一个或多个；
基于更新的...

【专利技术属性】
技术研发人员：约书亚·S·史密斯，
申请(专利权)人：鹦鹉螺公司，
类型：发明
国别省市：美国;US