Статья посвящена решению проблемы достижения таких фитнес целей, как, например, похудение за счет внедрения системы по повышению мотивации и разработки системы достижения цели по технологии SMART — цель должна быть конкретна, измерима, достижима, актуальна и ограниченна по времени. Статья основана на результатах научного исследования, которое проводится при поддержке Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере по программе «УМНИК» по теме «Разработка спортивного онлайн-сервиса по достижению целей в домашних условиях» в рамках договора № 10506ГУ/2015 от 26.08.2016.
Ключевые слова: спорт, ЗОЖ, SMART, достижение целей, фитнес, высоко интервальные тренировки, игрофикация, геймификация, мотивация, диета, гидротация, интернет-сервис.
В статье использованы следующие термины:
Игрофикация (геймификация, геймизация) — применение для прикладного программного обеспечения и веб-сайтов подходов, характерных для компьютерных игр, в неигровых процессах с целью привлечения пользователей и потребителей, повышения их вовлеченности в решение прикладных задач, использование продуктов, услуг [1];
Мотивация — побуждение к действию; психофизиологический процесс, управляющий поведением человека, задающий его направленность, организацию, активность и устойчивость; способность человека деятельно удовлетворять свои потребности [2];
Информационные технологии (ИТ, также — информационно-коммуникационные технологии) — процессы, методы поиска, сбора, хранения, обработки, предоставления, распространения информации и способы осуществления таких процессов и методов (ФЗ № 149-ФЗ) [3]; приёмы, способы и методы применения средств вычислительной техники при выполнении функций сбора, хранения, обработки, передачи и использования данных (ГОСТ 34.003–90) [4]; ресурсы, необходимые для сбора, обработки, хранения и распространения информации (ISO/IEC 38500:2008) [5];
Скользящий показатель возвратов на сайт (Rolling retention rate) — процентное соотношение вернувшихся Пользователей на сайт в N-й день или любой день после дня N к зарегистрировавшимся Пользователям в день M (M
Высоко интервальные тренировки — вид тренировок, при котором используется чередование промежутков с высокой и низкой интенсивностью нагрузки: например, чередование спринта и бега трусцой. Задача, которая достигается механизмами интервальной тренировки — кратковременное достижение аэробного порога (то есть интенсивность, при которой организм переходит на анаэробный режим и использует в качестве источника энергии углеводы, а не жиры) и возвращение к обычному тренировочному уровню. Обычно аэробный порог составляет 85 % от максимального пульса. Интервальные тренировки во много раз эффективнее обычных тренировок ввиду увеличения метаболизма в течение нескольких дней после выполнения тренировки [7].
Базальная скорость метаболизма — это минимальная норма расхода энергии в единицу времени эндотермическими животными в состоянии покоя [8].
В статье также использованы следующие обозначения и сокращения:
Сайт — онлайн-сервис для тренировок в домашних условиях Sportklon.ru;
Пользователь — зарегистрированный посетитель Сайта;
Цель — фитнес-цель Пользователя, выбранная им на Сайте;
Сила — виртуальный параметр пропорциональный сложности тренировки, зависящий от параметров тела Пользователя и определяющий позицию Пользователя в рейтингах на Сайте;
Тонус — виртуальный параметр пропорциональный сложности тренировки, зависящий от параметров тела Пользователя и определяющий будет ли засчитан текущий день тренировок Пользователю;
RRR — скользящий показатель возвратов на сайт (Rolling retention rate);
ИТ — информационно-коммуникационные технологии;
Спортклон — виртуальный персонаж, размещенный в личном кабинете Пользователя, который меняет свою физическую форму в зависимости от прогресса Пользователя на пути к его Цели;
БЖУ — белки, жиры и углеводы;
BMR — базовая (базальная) скорость обмена веществ человека;
SEE — стандартная погрешность вычисления (Standard Error of the Estimate);
SMART — постановка целей (задач) по принципу: цель должна быть конкретной измеримой, достижимой, актуальный ограниченный во времени;
Обратный отсчет — программный таймер, показывающий число дней до достижения Цели Пользователя на Сайте в зависимости от параметров его тела и его активности на Сайте;
Достижение таких Целей как похудение, поддержание спортивной формы, наращивание мышц через тренировки и правильное питание требует от человека огромных усилий. Ввиду этого, мотивация при достижении таких целей быстро падает и её нужно постоянно поддерживать особенно первое время, чтобы выполнение тренировок и правильное питание вошло у человека в привычку.
На данный момент существует много ИТ решений для выполнения тренировок в домашних условиях. Однако, все они имеют низкую эффективность ввиду слабого механизма по поддержанию мотивации.
Помимо этого, все существующие ИТ решения не предоставляют точно прогнозируемого числа дней до достижения фитнес-целей и обычно сконцентрированы не на достижение фитнес-цели, а на конкретную часть этого процесса, например, тренировки или правильное питание.
Все вышеперечисленное стало основанием для добавления на Сайт дополнительного механизма мотивации Пользователей и Обратного отсчета с прогнозируемым числом дней до достижения Цели Пользователя (по технологии SMART), исходя из параметров его тела, выполняемых им тренировок, потребляемых им калорий из рациона питания и т. д.
Самым важным показателем, с помощью которого планируется оценить эффективность проведенной НИР является частота возвратов на Сайт, а именно скользящий показатель частоты возвратов на Сайт (RRR) ввиду распространенности в использовании.
Система мотивации
Проанализировав 47 основных игровых механик, используемых в разработке компьютерных игр для повышения вовлеченности Пользователя, были внедрены на Сайт предположительно самые эффективные механики, а именно:
1) Достижения, виртуальные товары. Были добавлены 17 уникальных виртуальных наград (кубки, медали, бейджи), которыми награждается Пользователь, если выполнил определенное число тренировочных дней подряд или суммарно.
Данная игровая механика направлена на то, чтобы вызвать у Пользователя положительную мотивацию и подтолкнуть его не пропустить следующий день тренировок. Вручение награды производится в пиковый по эмоциональности момент, а именно сразу после тренировки.
Награды за выполнение определенного числа тренировочных дней подряд вручает Спортклон и они дополнены уникальным текстом от него.
2) Вознаграждение за усилие. В конце каждой тренировки при полном ее выполнении Пользователь получает виртуальную награду в размере пропорциональном сложности тренировки в виде Силы и Тонуса. При этом данные параметры высчитываются исходя из параметров тела Пользователя, а также параметров тренировки. Внедрение такой механики позволило усилить положительный эмоциональный эффект от произведенного усилия, а именно выполнения тренировки до конца.
Рис. 1. Награда за тренировку — повышение Силы и Тонуса Пользователя
3) Счетчик дней до награды. В случае, если Пользователь пропустил более 2-х тренировок подряд счетчик получения наград за тренировочные дни подряд сбрасывается. В обратном случае, при выполнении пользователем заданий Сайта каждый день, он получает специальные виртуальные призы — уникальные кубки за 1 неделю, 2 недели и так далее.
4) Отмена награждения. В случае, если тренировка была выполнена не полностью, то награда Пользователю не предоставляется. Данная механика заставляет Пользователя выполнить тренировку именно до конца, так как обычно последние упражнения выполнять тяжело, и Пользователь просто может их пропустить. Можно сказать, что данная техника вызывает негативную мотивацию у Пользователя, но на самом деле такая мотивация возникает только у тех, кто сознательно решил не выполнять до конца тренировку.
5) Вознаграждение за определенную цепочку действий. Внедрена система заданий на каждый день, выполнив все из которых, Пользователь получает засчитанный тренировочный день.
Цепочка задач состоит из обязательных для достижения Цели Пользователя задач. Первая часть задач — это тренировки. Обязательным является выполнение основной тренировки, но также Пользователю предлагаются на выбор дополнительные тренировки в основном для профилактики заболеваний опорно-двигательного аппарата или для предотвращения травм при основной тренировке.
Вторая часть обязательных задач на день — это правильное питание, а именно потребление нужного числа калорий по сформированному под параметры тела пользователя рациону, а также контроль водного баланса.
Таким образом достигается максимальный результат по достижению Цели в результате объединения задач по тренировкам, питанию и водному балансу. Помимо этого, такой подход, а именно выполнение нескольких задач последовательно и ведение Пользователя по ним, вносит ясность и простоту в сложный процесс достижения Целей на Сайте.
6) Конкуренция. На основе Силы, которую получает Пользователь за успешно выполненную тренировку, строятся рейтинги за 1 день, 7 дней, месяц, год. Таким образом Пользователь может хоть и ненадолго, но занять первое место в рейтинге.
7) Прогресс Пользователя. Добавлен блок выполненных и будущих тренировочных дней. На элементах блока визуально показано в какой день Пользователя ждет награда и/или улучшение спортивной формы его Спортклона.
8) Усиление. Спортклон Пользователя улучшает свою спортивную форму или наоборот в зависимости от успехов Пользователя (рисунок 2.8.1). Так, Спортклон Пользователя склонного к полноте будет толстеть, а Спортклон Пользователя склонного к худощавому телосложению наоборот — худеть. В рамках НИР был разработан и внедрен такой механизм изменения Спортклона.
Рис. 2. Изменение физической формы Спортклона у Пользователя с худощавым телосложением
Данная механика и как следствие тип мотивации является ключевым на Сайте. Благодаря Спортклону Пользователь понимает, что тренировки нужно выполнять регулярно и даже всего несколько пропусков дней занятий приводят к потере всех полученных положительных результатов.
Система точного расчета калорий для Обратного отсчета
Для увеличения точности расчетов числа дней до достижения Цели Пользователем, а также для предоставления более точной и достоверной информации по сожженным Пользователем калориям при тренировках, разработана система расчета сожженных калорий при выполнении тренировки Пользователем на основе параметров его тела (роста, веса, пола, возраста, телосложения) и параметров самой тренировки (времени одного упражнения, числа упражнений, отдыха между упражнениями, числа повторов, интенсивности).
Число сожженных за любую физическую активность калорий определяется как произведение коэффициента сожженных калорий физической активности на вес Пользователя и на время, затраченное на физическую активность:
(1)
где 
— коэффициент сожженных калорий по любой физической активности, 
— вес Пользователя.
Коэффициенты сожженных калорий для разных типов физической активности уже рассчитаны эмпирически и являются общеизвестными величинами.
Коэффициенты сожженных калорий при тренировках на Сайте ввиду того, что данные тренировки являются высоко интервальными, отличается в большую сторону от имеющихся табличных данных. Поэтому стандартные коэффициенты уже не подходят для расчета сожженных калорий при выполнении Пользователем тренировок на Сайте. Ввиду этого стоит произвести расчет сожженных калорий по формуле:
(2)
где 
— коэффициент сожженных калорий по любой тренировке на Сайте, — вес Пользователя.
можно рассчитать, как:
(3)
где 
— число упражнений в тренировке,
— число подходов в упражнении 
,
— коэффициент (множитель) интенсивности упражнения ,
— коэффициент (множитель) интенсивности тренировки,
— время одного упражнения,
— коэффициент сожженных калорий для N-го упражнения (физической активности),
если 
, 
если 
— эмпирический коэффициент, зависящий от времени отдыха между упражнениями 
,
если 
, 
если 
— эмпирический коэффициент, зависящий от времени тренировки 
.
Основываясь на данных расчетах, создана система для расчета саженных калорий Пользователем.
Система расчета водного баланса для Обратного отсчета
Контроль водного баланса — это неотъемлемая составляющая при достижении любой из Целей на Сайте. При этом важно показать Пользователю какой объем воды ему нужно употреблять при его текущем весе. Для решения этой задачи была разработана системы расчета водного баланса Пользователя в зависимости от параметров его тела (роста, веса, пола, региона проживания).
Расчет водного баланса Пользователя. При расчете водного баланса важно учесть все источники поступления и/или образования воды в организме человека, а также все возможные потери воды в течение дня, которые нужно компенсировать:
(4)
где 
для женщин и 
для мужчин — объем воды, который в среднем дополнительно нужно выпивать женщинам,
для беременных женщин и 
для мужчин — объем воды, который в среднем дополнительно нужно выпивать женщинам в период беременности,
— объем воды, который в среднем теряет человек в течение дня при дефекации,
— объем воды, который в среднем теряет человек в течение дня при мочеиспускании,
— объем воды (по формуле Du Bois), который теряет человек в течение дня при потоотделении и который зависит от роста 
и веса человека [9],
— объем воды (по формуле Hoyt and Honig, 1996 [10]), который тратит человек в течение дня при дыхании, зависящий от базовой скорости обмена веществ 
(таблицы 1–2) и коэффициента (уровня) физической активности человека 
(таблица 3),
— объем воды (по формуле Hoyt and Honig, 1996 [10]), который выделяется в теле человека во время метаболизма пищевых продуктов и зависит от базовой скорости обмена веществ (таблицы 4.1–4.2) и коэффициента (уровня) физической активности человека (таблица 4.3),
— объем воды, который человек получает при употреблении пищи и который зависит от страны проживания человека.
Таблица 1
Расчет 
по Шотфилду для женщин взависимости от веса ивозраста
|
Возраст, лет |
|
Стандартная погрешность вычисления (SEE) |
|
< 3 |
58.317 × |
59 |
|
3–10 |
20.315 × |
70 |
|
10–18 |
13.384 × |
111 |
|
18–30 |
14.818 × |
119 |
|
30–60 |
8.126 × |
111 |
|
> 60 |
9.082 × |
108 |
— вес человека, кг)
Таблица 2
Расчет по Шотфилду для мужчин взависимости от веса ивозраста
|
Возраст, лет |
|
Стандартная погрешность вычисления (SEE) |
|
< 3 |
59.512 × W — 30.4 |
70 |
|
3–10 |
22.706 × W + 504.3 |
67 |
|
10–18 |
17.686 × W + 658.2 |
105 |
|
18–30 |
15.057 × W + 692.2 |
153 |
|
30–60 |
11.472 × W + 873.1 |
167 |
|
> 60 |
11.711 × W + 587.7 |
164 |
Таблица 3
Коэффициенты (уровни) физической активности человека
|
Физическая активность |
Пример |
|
|
Extremely inactive |
Пациент с церебральным параличом |
<1.40 |
|
Sedentary |
Офисный работник, который не выполняет никаких тренировок |
1.40–1.69 |
|
Moderately active |
Строитель или человек, бегающий 1 час в день |
1.70–1.99 |
|
Vigorously active |
Сельскохозяйственный рабочий (не механизированный труд) или человек, плавающий два часа в день |
2.00–2.40 |
|
Extremely active |
Профессиональный велосипедист |
>2.40 |
Система Обратного отсчета
Для достижения Цели по технологии SMART важно, чтобы Цель была конкретна, измерима, достижима, актуальна и ограничена во времени. Измеримость и ограниченность во времени как раз и обеспечивает Обратный отсчет. На этапе выполнения научного исследования Обратный отсчет реализован для Цели похудение
Запуск Обратного отсчета максимально приближен к реальной жизни, в которой его роль играет фитнес-тренер. В начале в анкете уточняются дополнительные параметры тела Пользователя для повышения точности результатов расчетов, а также уточняется физическая подготовка и наличие противопоказаний у Пользователя, чтобы снизить для него уровень травмоопасности при тренировках. После Пользователю показываются результаты расчета по данным его анкеты с детальной информацией о текущих физических параметрах его тела и параметрах, к которым ему рекомендуется прийти. Также в этом разделе указано число дней до достижения Пользователем Цели при правильном похудении и выведены рекомендуемая программа питания и программа тренировок индивидуально под Пользователя. В конце — теория по Цели пользователя, в которой понятно и в нужной последовательности расписаны главные шаги для достижения Цели Пользователя.
После запуска Обратного отсчета Пользователь может достигать свою Цель полностью в соответствии с технологией SMART (рисунок 3).
Рис. 3. Обратный отсчет запущен Пользователем
Система статистики ирезультаты выполнения НИР
Для оценки результатов проведения НИР был выбран показатель частоты возвратов Пользователя на Сайт, а именно скользящий показатель частоты возвратов на Сайт 
ввиду распространенности в использовании. Для получения данного показателя была разработана и внедрена на Сайт система статистики по расчету и выводу данного показателя за любой интервал времени, но не более 3-х месяцев ввиду большого объема данных на Сайте.
Для определения результативности проведенной НИР сравним показатели 
на 7-й и 10-й день до и после проведения НИР. Для снижения погрешности из-за сезонности спортивной тематики выберем один и тот же период времени выборки — с мая по июль соответственно до начала проведения НИР (2016 год) и после (2018 год). При этом для увеличения точности расчетов сравнивать будем результаты 
по каждому месяцу отдельно. В итоге результат сравнения 
будет определяться по формуле:
(5)
Где
, 
,
— это разница показателей до и после проведения НИР за май, июнь и июль соответственно представлены в таблицах 4 и 5.
Таблица 4
Статистика 
, 
и 
за 2016 и 2018 года
|
|
(01.05.2016 – 01.06.2016) |
(01.05.2018 – 01.06.2018) |
(01.06.2016 – 01.07.2016) |
(01.06.2018 – 01.07.2018) |
(01.07.2016 – 01.08.2016) |
(01.07.2018 – 01.08.2018) |
|
|
23% |
32% |
22% |
32% |
23% |
33% |
|
|
19% |
31% |
29% |
25% |
20% |
27% |
на 7-й день, %
Таблица 5
Изменение 
за период выполнения НИР
|
|
|
|
|
|
|
|
9 % |
10 % |
10 % |
9,66 % |
|
|
12 % |
-4 % |
7 % |
5 % |
(среднее)
на 7-й день,%
В итоге показатель возвратов на сайт на 7-й день увеличился на 9,66%, а на 10-й день на 5%. То есть показатель RRR после выполнения НИР вырос относительно своего значения до выполнения НИР на 42,65% на 7-й день и на 22,06% на 10-й день.
Увеличение в значительной степени обусловлено добавлением на Сайт Обратного отсчета. Пользователи, которые активировали Обратный отсчет с гораздо большей вероятностью продолжают возвращаться на Сайт и достигают свою Цель.
Литература:
1. Википедия [Электронный ресурс] / — Режим доступа: https:// ru.wikipedia.org/wiki/Игрофикация, свободный. — Дата доступа: 02.08.2017. — Загл. с дом. страницы.
2. Википедия [Электронный ресурс] / — Режим доступа: https:// ru.wikipedia.org/wiki/Мотивация, свободный. — Дата доступа: 02.08.2017. — Загл. с дом. страницы.
3. Федеральный закон от 27 июля 2006 года № 149-ФЗ «Об информации, информационных технологиях и о защите информации»
4. ГОСТ 34.003–90 Автоматизированные системы. Термины и определения
5. ISO/IEC 38500:2008, Corporate governance of information technology: resources required to acquire, process, store and disseminate information
6. User Retention: Yes, But Which One? [Электронный ресурс] / — Режим доступа: https://www.applift.com/blog/user-retention, свободный. — Дата доступа: 02.08.2017. — Загл. с экрана.
7. Интервальный тренинг для сжигания жира [Электронный ресурс] / — Режим доступа: http://sportwiki.to/Интервальный_тренинг, свободный. — Дата доступа: 02.08.2017. — Загл. с экрана.
8. Википедия [Электронный ресурс] / — Режим доступа: https://en.wikipedia.org/wiki/Basal_metabolic_rate, свободный. — Дата доступа: 02.08.2017. — Загл. с дом. страницы.
9. Википедия [Электронный ресурс] / — Режим доступа: https://en.wikipedia.org/wiki/Body_surface_area, свободный. — Дата доступа: 02.08.2017. — Загл. с дом. страницы.
10. Institute of Medicine (US) Panel on Dietary Reference Intakes for Electrolytes and Water. Dietary Reference Intakes for Water, Potassium, Sodium, Chloride, and Sulfate // Компоненты и технологии / Washington, D.C.: National Academies Press, c2005, NLM ID: 101209392
