Eine im Fachjournal PLOS One veröffentlichte Untersuchung des Medical Photonics Laboratory der Florida International University zeigt, dass ein höherer Körperfettanteil die Genauigkeit der Kalorienverfolgung bei Smartwatches während des Trainings verringert.
Die Wissenschaftler untersuchten die Leistungsfähigkeit marktüblicher Fitness-Tracker unter kontrollierten Trainingsbedingungen und stellten bei Personen mit höherem Fettanteil deutliche Abweichungen fest.
Testaufbau mit vier bekannten Modellen
Für die Erhebung absolvierten 58 hispanische Erwachsene aus Miami im Alter von 18 bis 50 Jahren und einem Durchschnittsalter von 23 Jahren eine zehnminütige Trainingseinheit auf einem Liegefahrrad bei moderater bis intensiver Belastung. Die Teilnehmenden wiesen die Hauttypen III bis V nach der Fitzpatrick-Skala auf.
Während der Einheit trugen sie zeitgleich vier verschiedene Modelle: die Apple Watch Series 8, die Garmin Forerunner 955, die Samsung Galaxy Watch 5 und die Fitbit Sense 2. Als wissenschaftliche Referenzmessung diente eine indirekte Kalorimetrie über eine Spirometrie mit dem System COSMED K5.
Die Daten zeigten herstellerübergreifend erhebliche Toleranzen. Über alle Geräte hinweg lag der Median-Fehler bei ca. 15 bis 25 Prozent. Dies bedeutet in der Praxis, dass bei einem auf der Uhr angezeigten Wert von 500 kcal real lediglich 350 kcal verbrannt worden sein könnten.
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Große Differenzen zwischen den Herstellern
Die durchschnittliche Abweichung unterschied sich zwischen den Geräten deutlich. Die Apple Watch Series 8 verzeichnete eine durchschnittliche Abweichung von ca. 21,6 kcal, die Samsung Galaxy Watch 5 lag bei ca. 56,8 kcal und die Garmin Forerunner 955 bei ca. 68,6 kcal. Das Modell Fitbit Sense 2 wies rechnerisch eine Abweichung von 3,1 kcal auf, zeigte in der Praxis jedoch eine sehr hohe Variabilität.
Bei sieben Messungen überstiegen die Werte 450 Prozent des Referenzwerts, in anderen Fällen zeichnete das Gerät gar keine Werte oder lediglich 1 kcal auf. Diese Messwerte mussten aus der Wertung ausgeschlossen werden; insgesamt 13 Prozent der Fitbit-Messungen wichen stark ab.
Die Modelle von Apple, Garmin und Samsung überschätzten den Kalorienverbrauch systematisch. Dabei verzeichnete Apple den geringsten Fehler, während Garmin und Samsung größere Abweichungen aufwiesen.
Körperfett als wesentlicher Einflussfaktor
Der Messfehler nahm bei allen Marken mit steigendem Körperfettanteil zu. Besonders ausgeprägt war dieser Anstieg bei den Modellen von Fitbit und Garmin, bei denen die Fehlerquote bei hohem Fettanteil teils 50 bis 100 Prozent und mehr erreichte. Bei Personen mit einem Körperfettanteil von 35 Prozent und mehr sowie einem Trainingsumfang von vier Stunden pro Woche können sich die Differenzen auf 1.200 bis 2.400 kcal pro Woche summieren.
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Die Auswertung der Florida International University ergab, dass der Körperfettanteil der wichtigste Einzelfaktor für die Fehlmessungen war. Ein statistischer Zusammenhang mit dem Hauttyp der Probanden wurde hingegen nicht festgestellt. Die Herzfrequenzmessung der Geräte erwies sich zudem in einer Begleitstudie als brauchbar.
Kritik an Algorithmen und methodische Grenzen
Studienleiter Jason Kostrna von der Florida International University verwies darauf, dass bei der Entwicklung der Algorithmen durch die Technologiekonzerne unklar bleibe, aus welchen Quellen die zugrundeliegenden Testdaten stammen. Man könne den angezeigten Kalorienwert folglich nicht als exakt betrachten.
Die Forschungsgruppe benennt zugleich Einschränkungen der eigenen Untersuchung. Die Versuche fanden ausschließlich auf einem Liegerad statt und die Probandengruppe bestand vollständig aus hispanischen Erwachsenen. Weitere Untersuchungen unter Einbezug anderer Bewegungsformen und breiter gefächerter Demografien stehen noch aus.
