Кому индивидуальных тренировок на основе ИИ?

Привет, Хабр! Мы тут заморочились вопросом о тренировках дома и погрузились в разработку фитнесс приложения (android | ios).

Для начала давайте разберемся, что обычно прячется за маркетингом фитнесс приложений? Мы все чаще встречаем рекламу с главным предложением — скачай апп или пройди тест и получи персонализированный план тренировок. Но действительно ли эти тренировки будут соответствовать вашим параметрам? Неужели искусственный интеллект (ИИ) уже во всю используется в приложениях для фитнеса?

Давайте разбираться, как это работает 🙂

Если вам когда-нибудь приходилось пользоваться фитнес приложением, то наверняка вы столкнулись с одним из следующих сценариев (постарайтесь вспомнить):

1. Самый простой вариант. Вы регистрируетесь и просто выбираете один из трех уровней сложности: новичок, средний или продвинутый. Потом начинаете тренироваться и оказывается, что тренировки в целом не то чтобы хорошо вам подходят. В начале, конечно, вы рады, что вообще начали тренироваться и кажется даже потеете 🙂 Но уже через недельку тренировки оказываются слишком легкими или слишком скучными. Да, можно перейти на следующий уровень сложности — но надолго ли хватит такой истории? Вы сами все понимаете.
   Ну и часто бывает, что вы выбрали уровень новичок (а вы последний раз приседали в школе на физкультуре, и то на скамейку запасных) — и вам прилетело 20 отжиманий… на одной руке… кхм (я почти не утрирую)

   

2. Чуть более продвинутый вариант. Вы регистрируетесь, вводите стандартные показатели: дату рождения, пол, рост и вес. Некоторые приложения дополнительно пытаются узнать вашу цель и как часто вы тренируетесь (Спойлер — они это делают, чтобы визуализировать на картинке результат и продать вам). У них есть несколько специальных заготовочек. Потом вы получаете “подобранные” для вас тренировки. Ну на самом деле это такие усредненные тренировки из тех же 3 уровней сложности 🙂 только теперь на вас еще и наваливается сумасшедший выбор из десятка шаблонов. Ну и по итогу вы тыкаете на первую попавшуюся и начинаете тренироваться. Через месяц вы уже выучите наизусть все заготовленные тренировки и у вас даже появятся “любимые”. Казалось бы все ок… Но а что делать дальше? Что там насчет сложности и персонализации? Что делать, если уже нужно больше нагрузки, ведь тело адаптируется к нагрузке и эффективность тренировок сходит на нет? Приседать не 10 раз, а 15?
3. Ну и самый продвинутый вариант — супер-пупер личный тренер на базе ИИ. Тут в начале вас ждет огромная анкета (Да, прошу обратить внимание — именно анкета). В которой будут все вышеупомянутые вопросы + еще несколько уточняющих. В анкете спросят про ваши предпочтения, чего вы хотели бы достичь.
   Обычно это стандартные ответы — похудеть, нарастить мышцы, поддержать форму ну или сохранить здоровье.
   А какие у вас проблемные зоны? Детализация обычно простая — это руки, грудные, ягодицы, живот, или ноги. Иногда бывают вопросы про сон или какой у вас тип телосложения, что уже интересней, ведь по этому можно скорректировать подход к вашему телу, пусть и в общих чертах. Кстати, недавно видел в одном из аппов такой вопрос: ” Что вам мешает тренироваться?”.
   На самом деле интересный вопрос, но кто может на него честно ответить? И да, это тоже вопросик для маркетинга, но не для того чтобы улучшить вам тренировки.
   Итог — мы получаем картинку, которая соответствует нашим ожиданиям. Но соответствуют ли им тренировки? И как вообще понять хорошие они или нет и насколько в действительности занятия будут эффективны.

Давайте для начала проведем небольшой эксперимент.

Закройте глаза и представьте себе вашего друга или коллегу. Как бы он ответил на те вопросы, о которых мы говорили чуть выше? Продумайте или даже запишите ответы на листок бумаги.
Я, например, представляю своего соседа Андрея. Это мужчина лет 30, ростом 174 см и весом в 85-90 кг. Такой типичный мезоморф, средней степени активности. Он мало спит, и ведет не самый активный образ жизни. Говорит, что ему не хватает мотивации, но он готов тренироваться 3 раза в неделю. Его цель — накачать мышцы, но какие точно, он не уверен. По итогу выбирает руки и живот как проблемные зоны. Ну и плюс он хочет тренироваться дома (это влияние карантина или просто любовь к домашним стенам — никто не знает).
У вас мог получиться и совершенно другой образ. Вдруг это слегка пухленькая девочка, отчаянно желающая похудеть на 5 кг. Главное, теперь мы можем идти дальше. Давайте попробуем набросать программу нашему воображаемому подопечному (и вы попробуйте).

Хм, допустим первая тренировка для Андрея будет комбинацией различных скручиваний и отжиманий (он же не зря указал живот и руки в анкете). Попробуем для наглядности создать максимально простую тренировку:

1. Набросаем разминку, раз грудь и скручивания — добавим побольше упражнений на верхний плечевой пояс: вращения в плечевом, локтевом суставах и тд. Тут вроде бы все просто. Почти вся информация для создания разминки у нас есть.
2. Собственно тренировка… Попробуйте определить, какие упражнения подойдут вашему «подопечному». Может быть ему или ей подойдут отжимания на коленях (они достаточно простые и сойдут в качестве легкого разогрева. Хмм… А сколько подходов нужно сделать, и самое важное, сколько повторений должно быть в этих подходах? Ну судя по описанию, мой образный юзер (сосед Андрей) сможет без труда сделать отжиманий 10-15 за раз (мы помним, что нам нужен легкий подход для разогрева).
   А если его максимум 40 раз? Подход наверное должен быть побольше — около 20 повторений. Но блин, 20 отжиманий на коленях хватит для разогрева и более продвинутому пользователю приложения. Окей, берем 20, а дальше разберемся.
3. А что будем делать с отдыхом? Все мы разные и нам нужно разное время, чтобы отдышаться и восстановить силы после упражнений разной сложности. Разве мы можем выбрать какую-то стандартную, фиксированную цифру и все время давать ее между подходами? ( Ну вот по мнению большинства аппов — можем. Хотя это и не супер профессионально — зато просто в реализации).

Видите, мы придумали всего один подход для одного упражнения, а уже столько вопросов… Но, давайте пойдем дальше. Наш подопечный разогрелся и теперь можно нагружать его по полной.
Для роста мышц нужны достаточно тяжелые тренировки, ведь мы должны активизировать большую часть двигательных единиц в его мышцах или, как минимум, достучаться до быстрых волокон (про типы волокон и о подборе тренировок для правильного роста мышц я писал чуть подробнее тут).

Итак, тяжелые тренировки — это растяжимое понятие. Что вообще для человека сложно?

Ну, в нашем случае — обычное отжимание наверное сойдет за сложное для моего «подопечного»? А наклонные отжимания (когда ноги ставятся выше плеч, чаще всего на стул, или скамью)? Может быть оптимально было бы сделать пару подходов отжиманий с хлопками, ведь они отлично задействуют быстрые волокна и прекрасно подходят под критерий тяжелый упражнений. И может ли он вообще выполнить такие упражнения? Этих данных у нас увы нет.

Получается, мы должны составить для человека персональную тренировку (то есть адаптированную под него), но все что мы о нем знаем, это чего он хочет в результате и насколько активный образ жизни ведет. О его теле и реальной физической подготовке у нас информации нет.
Так что выбирать упражнения мы будем вслепую, да и прогнозировать количество подходов тоже. Но ради любопытства вы можете еще немного потренировать мозги и придумать несколько этапов тренировки для вашего “подопечного”.

А я пока расскажу, как обычно решают эту проблему фитнес приложения.
Вспоминайте, пользователь видит несколько «программ тренировок» разного уровня сложности и вынужден сам выбирать, что ему подходит. Ну или просто получает программу, которую может выполнить большинство людей с таким же типом активности. Согласитесь, персонализацией не пахнет. Но иначе никак…

На самом деле приложение не знает о вас почти ничего, оно не знает сколько раз вы можете отжаться, и тем более, сколько раз вы отожметесь после нескольких подходов по N раз. Вспомните эти тренировки, где все количество раз всегда фиксировано. Присядьте 10 раз, отожмитесь 10 раз, теперь 10 повторений прыжков и наконец отдых (1 минута). Цифры, конечно, могут слегка меняться, но суть от этого не изменится. Человек просто запыхается и не заметит, что мышцы остались не проработаны. Вроде вспотел, мышцы болят — значит тренировка работает.
А если не хватило? — Ну держи тебе еще 10 приседаний.

Да, вы получите обычную кардио нагрузку, но вырастить мышцы она увы не поможет. Возможно вы даже похудеете на пару кг и точно тонизируете мышцы (если до этого не тренировались), соответственно, почувствуете какой-то эффект в течение первых недель. Но ключевое слово здесь — «какой-то».

Кстати, если прошелестить отзывы на Google play, то можно понять, как пользователи решают возникнувшие проблемы:
Если тренировка легкая, а другого апп предложить не может — человек просто проходит ее несколько раз подряд. Согласитесь — не самое увлекательное занятие. Но за неимением лучшего…
Если слишком сложная — можно попечалиться и попропускать половину упражнений.
Не думаю, что вы бы согласились заниматься с тренером, которому все время приходится говорить: «Игорь, давай следующее упражнение, я так больше не могу».
И это я еще молчу про безумные упражнения типа приседаний на одной ноге со штангой (о да, такое тоже встречается).

Вот вам еще пару приемчиков негодования пользователей самых популярных приложений на рынке 🙂

Ну и что теперь? Удалить все фитнес приложения со своего телефона и потихоньку обрастать жиром? Или продолжать делать хоть какие-нибудь тренировки и не обращать внимание на язык на плечах после 30 берби в тренировке для новичков?

Как разработчики приложения для фитнесса, еще на этапе зарождения концепции, в далеком 2018м, мы перепробовали тренироваться с несколькими десятками популярных фитнес приложений и прочувствовали все эти сложности на своей шкуре.

Мы поняли — нужно искать решение. И, думаю, нашли 🙂

В начале тренировочного пути наше приложение предлагает пройти тест-тренировку. Она состоит из 4 упражнений на растяжку и 5 базовых упражнений на силу (при этом задействуются разные группы мышц). Всего за 60 секунд человек должен выполнить максимальное число повторений в одном подходе и сосчитать количество раз, которое у него получилось. Кто-то сможет сделать 70 отжиманий за минуту, а кто-то всего 15 (и те на коленках). Согласитесь, такая информация может оказаться куда более полезной, чем просто анкета о вашем образе жизни.
И как же понять на основе этих данных, сколько раз человеку стоит выполнять то или иное упражнение? (А их, на минуточку, в базе приложения почти 160 штук).

Тут в дело вступает немного (много) машинного обучения, замешанного на биомеханике. Мы создали систему, способную достаточно точно предсказывать на сколько повторений вас хватит в том или ином упражнений. Как должна выглядеть подходящая именно вам тренировка и как лучше комбинировать упражнения, чтобы вы могли точно достигнуть своей цели.

Небольшой пример (на одной группе мышц), как все это работает.
Делюсь скриншотами тренировки из моего личного аккаунта 🙂
Пару слов обо мне сейчас: рост 176 см, вес 75 кг. В школьные годы я был довольно дрыщавым мальчиком в очках. По типу телосложения, как вы уже поняли, чистый эктоморф. Цель в профиле — увеличить мышечную массу. Поскольку примеры работы аппа будем показывать на тренировке груди, вам будет проще оценить ситуацию, зная мой уровень физ. подготовки: отжимаюсь 70+ раз за минуту, могу отжаться с хлопками 22-23 раза.

На что тут важно обратить внимание? В моей тренировке встречаются относительно сложные упражнения — отжимания с хлопками и часовые отжимания (отмечены молнией). Они эффективно задействуют большое количество двигательных единиц и, соответственно, приводят к повреждению большего числа волокон с последующей гипертрофией (увеличением в размере). Также, после большинства подходов отдых достаточно длинный, чего хватает для восстановления большинства молекул АТФ и креатинфосфата, израсходованных во время предыдущего подхода. В тренировке также отсутствуют многоповторные упражнения (мы знаем, что в груди все-таки быстрых волокон больше, чем медленных, а значит взрывные нагрузки средней и малой длительности будут эффективней для ее гипертрофии)

А теперь представим, что я неудачно сел в кресло и увидев на животе большую складку в панике переключил цель на “похудеть”. И снова создал тренировку на грудь (на самом деле я бы так не поступил, но наша с вами задача увидеть, как цель влияет на составление тренировки).

Итак, что мы видим? С довольно сложных упражнений акцент сместился на средние, такие как обычные отжимания широким хватом и изометрические отжимания — ведь их я могу сделать больше 🙂
Тренировка получается довольно интенсивной за счет использования дроп-сетов (тут они используются чаще, чем в тренировках для набора мышечной массы) и небольшого отдыха между подходами. Мышцы не успевают израсходовать весь энергоресурс, так что отдых нам больше для “отдышаться”. Если вы тренируете несколько групп — в тренировке начнут появляться суперсеты (комбинации из нескольких упражнений на разные группы мышц без отдыха).
Да, для меня эта тренировка не будет особо эффективной в плане мышечной гипертрофии, но отлично поможет потратить побольше калорий, а также после нее я быстрее восстановлюсь и смогу пойти тренироваться снова. И очень скоро избавлюсь от этой странной складки на животе 🙂

Так что, если вы хотите тренироваться эффективно, нажмите сюда, если у вас android, или сюда, если у вас ios и пройдите свою тест-тренировку. Да, еще какое-то время приложение будет бесплатным, но для первых 5к пользователей — делаем подарок — пожизненный доступ к индивидуальным тренировкам и всем новым продуктам сервиса AiforFit.