健身運動能量消耗預測軟體的建立

工業工程與管理系學生 王家濠

編者按:工業工程管理系助理教授吳欣潔所指導的學生王家濠,日前榮獲第12屆(2005) 中華民國人因工程學會年會暨研討會學生競賽論文優等獎,特刊登論文摘要乙篇。

論文摘要
現代人飲食充裕,卻也飽受各種文明病之苦,而在健康意識高漲的今天,如何透過適量的飲食與運動控制,得到健康的身體,為忙碌的現代人重要的課題。期望透過儀器與實驗的設計,建構出合理且有理論基礎的軟體,可以預估健身運動所消耗的氧氣,幫助使用者了解不同運動強度與時間的能量消耗(卡路里),提供運動計畫或減肥計畫重要的參考資訊。
欲精確量測人體運動過程中的耗氧需借助專業的儀器,且過程繁瑣耗時,缺乏便利性。如何透過實驗數據的蒐集與相關文獻資料結合,設法找出便利且準確的耗氧預測方法,即為本研究的動機。而本研究主要目的分述如下:(1) 檢視國內、外之腳踏車及跑步機之相關文獻,尋找合適的廻歸方程式來應用;(2) 針對文獻稀少之橢圓踏步機進行耗氧量測實驗,再利用統計分析軟體,討論所設之自變項是否顯著影響耗氧量,並計算出其廻歸方程式;(3) 利用程式設計軟體,嵌入三種廻歸方程式,進而建構出一套健身運動能量消耗預測軟體,讓使用者不需利用精密之儀器,就可容易的預測運動器材使用一段時間之耗氧量及卡路里。
本研究的目的在建立一個軟體,可以預估健身運動所消耗的能量幫助使用者了解不同運動強度與時間的能量消耗,提供健身運動計畫或減肥計畫重要的參考資訊。此軟體目前提供三種運動的能量消耗預測功能,包括:腳踏車、跑步機和橢圓踏步機。前兩種運動的能量預測模型是根據期刊文獻整理而得;而橢圓踏步機的相關文獻較少,我們於是做了一組耗氧量測實驗,針對橢圓踏步機建立不同運動強度的能量消耗廻歸方程式。
研究選擇受試對象為年紀在20到30歲的健康青年人,每人從事不同的運動強度與速度組合共6種試驗,每次試驗持續30分鐘,收集其耗氧量。將所搜集到之資料,利用SPSS統計軟體進行相關分析,得知耗氧量與性別、身高、體重、時間和功率有顯著的相關性,再利用這5個變數,繼續做線性廻歸分析。將整合收集到之文獻和實驗分析後所得到之公式,設計出一套軟體,軟體主要目的是整合公式,讓使用者簡單的輸入幾個數值,就可以達到想要預測之結果,不需再利用繁雜之量測儀器,更便利了社會大眾。我們可以利用此軟體預測人們在做了某項運動之後,而會消耗多少之耗氧量及卡路里,對於想減重及保持身材的人們,是一個有利的工具。

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