热量跟踪手机应用程序设计研究

摘 要：文章依据农业部和卫生与人类服务部的数据资料对肥胖症产生的现象和原因以及肥胖的危害进行研究，设计开发一款卡路里跟踪手机应用。鼓励用户根据自身的性别、年龄和运动状况建立个人档案，通过手机随时跟踪卡路里的摄取和消耗情况。设计中运用processing的安卓模式跟踪和计算用户走路过程中消耗的能量，从而让用户清楚的了解身体的卡路里摄取和消耗状况，调整饮食结构，控制热量跟踪，避免肥胖症状的发生。

关键词：肥胖症 卡路里 手机应用

检 索：.cn

一、肥胖现状

近年来肥胖症呈低龄化的趋势。在图1中，可以看出1970年到2008年之间美国肥胖症数量已经翻了一番，甚至是三倍。超重和肥胖不仅影响体形而且危害身体健康。患有肥胖症的患者比正常人容易引发疾病，例如II型糖尿病，心脏病和某些癌症。更加严重的是肥胖可能会增加过早死亡的风险。早期针对肥胖症的预防，尤其是儿童起着至关重要的作用。肥胖的人，尤其是那些患有心血管疾病的患者，应该改变饮食结构，积极参与锻炼，防止体重的增加。

二、饮食习惯与食物结构

造成肥胖症的主要原因是食物的过度摄取和缺乏锻炼。许多儿童和成年人日常摄入的热量远远超过他们保持正常生活成长的热量，加上长期缺乏体力活动来消耗多余摄入的热量，因此造成了肥胖症的发生。

图2是美国国家癌症研究中心对日常饮食的分析得出的结果。食品和饮料被分成97个类别，根据卡路里含量排行。图2中列出对于不同年龄的群体，每样食品的类别和卡路里含量，尤其是排行前25位的食物热量。同时此表格还将人群分成两个群体：青年人（年龄在2至18岁）和成年人（年龄在19岁及以上）的美国人，并且针对这两个不同年龄层次的人群列出主要的热量食物来源。

三、热量的平衡

从食物和饮料中控制卡路里的摄入对于保持热量。在调整饮食结构的时候，理解身体对卡路里的需求，了解食物中的卡路里含量，认识食物和饮料的摄入与体重高低之间的关系可以促进改善热量的平衡和体重的管理。

一个人每天需要的卡路里总量取决于很多因素，包括年龄、性别、身高、体重和体力活动水平。同时，减少体重，保持体重，增加体重等需求也决定了每天该消耗多少能量。美国农业部（USDA）借用不同年龄段、性别群体的身高和体重参数，通过方程式，估算能量需求，得出图3数据。图3中列出了不同年龄段，性别和体力活动情况下需要的每日卡路里需求量。从图3中可以看出成年女性每日大约需要1600～2400卡路里，成年男性每天大概需要2000～3000卡路里，根据年龄和运动状况不同，每日所需卡路里也会变化。在每个年龄和性别归类中，卡路里需求最小值对应久坐不运动的群体，最大值对应积极运动的群体。

身体每天从食物中摄入的卡路里与身体每天需要的卡路里是否相当，就必须要先知道自身需要的卡路里量，再了解每样食物的卡路里含量，才能做出平衡。需要减肥的成年人可以设定初始目标，每天至少减少500卡路里热量，可以通过减少食物的摄入，也可以通过增加体育锻炼。

四、步行燃烧的卡路里

很多经常走路的人甚至还没有意识到步行可以燃烧脂肪。步行是一种能够每天消耗大量卡路里的运动，但到底可以燃烧多少呢？人体需要能量从事各种活动，在运动时，我们说食物被“燃烧”掉。因此，步行是一种活动，而身体需要卡路里支持这项运动，卡路里自然就被燃烧掉。

大多数人通常认为走路的时间对燃烧卡路里很重要，但事实并非如此。热量燃烧的数量取决于走的距离。假设一个人用60分钟行走了6公里，他就比走4公里的人消耗更多热量。因此，速度和时间不是燃烧多少热量的关键因素，另一个影响热量消耗数量的因素是步行者的体重。这很容易推算，较重的人需要付出更多努力移动身体。因此，一名180斤和120斤重的人比较，在同等速度、距离和时间的情况下，体重大的人消耗更多热量。基于上面提出的步行消耗卡路里原理，美国的新陈代谢研究中心（MET-Metabolic equivalents of various activites）给出了图4数据。

从图4可以看出，同样的步行速度，不同体重的人消耗的卡路里也不一样。总体来说，美国人步行500步相当于1/4英里，步行1000步相当于半英里，2000步相当与1英里，一万步相当于5英里。因此，一步的平均长度为1/2000英里（1.6公里）。结合表2和表3中的数据可以知道每个人每天的卡路里的需求量和每个人步行消耗的卡路里。

五、热量跟踪手机应用设计

对于需要保持的体重或者需要减肥的人，知道自身每天需要的卡路里数量，了解所摄取食物的卡路里含量至关重要，只有知道这些信息才能够做出方案去调整饮食结构。然而人们每天不只是摄入卡路里，在步行的过程中同样在消耗卡路里，每天走路较多的人群相比走路较少的人群每天需要更多的卡路里能量，所以人们也需要了解每天自身消耗的能量，才能平衡体内的卡路里，做到“收支平衡”。

结合以上数据，本文将利用美国农业部和美国新陈代谢研究中心的研究数据，运用processing软件设计开发一款手机应用，使得手机用户可以随时了解走路带来的热量消耗和食物摄入带来的摄取热量。在应用编码中，调用GL graphic的数据库进行界面设计，运用三个下拉菜单供用户选择自身的性别，年龄，运动状况，然后程序将给出每日建议的卡路里需求量，同时提供排行前25的卡路里来源食物的图片供用户选择，显示食物所含有的卡路里，当用户通过点击方式选择已经摄取的食物时，应用程序将自动叠加已选食物的总量，在页面底部显示以数据条的形式显示用户摄取食物的卡路里总量。与此同时，由于在步行过程中，身体处于震动状态，随身携带的手机也随着身体的震动而震动，因此在processing的安卓模式编码过程中，引入Kaitai.sensor数据库，测定手机的初始位置pAccelerometer和震动后的末端位置accelerometer，这样身体每步行一次，手机也就跟着震动一次，记录手机震动的次数，以此代表步行的次数，通过结合图4中的数据，通过数学算式计算走路消耗的卡路里，最后用户可以了解自己走路消耗的能量。

六、热量跟踪手机应用设计之交互方式

触摸技术已经发展相对成熟，也是智能手机交互方式中非常流行的一种。触摸方式可以减少用户的思考时间，降低记忆负担，同时在交互上提高效率。用户和手机的交互方式很多，主要有长按、轻触、滑动、拖动、旋转、缩放、摇动这八种手势。

在热量跟踪的手机应用中，用户通过手指点击选择和切换图片，通过手指拖动放大缩小屏幕，通过身体走路过程中的抖动带动手机的抖动，因此本文设计中主要包含四种交互方式（图5）：

1.基本操作：应用中的按钮和选择菜单均是点击区域，只需要稍微移动下手指就可以进行选择。

2.导航操作：通过手指滑动手机屏幕，切换图片和页面，选择已经摄取的食物图片，若出现未摄取的食物图片，则继续滑动手机屏幕。

3.对象操作：由于手机屏幕较小，用户有时需要通过手指展开和收缩来放大或者缩小图片文字等。

4.步行抖动：计算步行带来的卡路里消耗需要用户随身携带手机，当左右脚在走动过程中，身体处于抖动状态，随之手机也处于抖动状态，以此计算走路的步数和消耗的卡路里。

七、热量跟踪手机应用设计之界面设计

优秀的手机应用开发不仅需要满足用户的需求，还要提供舒适人性化的操作方式，简单明了的导航系统，视觉美学化的图形界面。图形界面设计（User Interface Design）是用户和科技连接点，人性化的设计可以消除用户对科技的胆怯，鼓励用户利用科技便利生活，同时在使用过程中感到愉悦。遵循操作简单人性，界面时尚大方等原则，手机应用的界面设计如下：

1.用户选择性别，年龄，体力活动水平，如图6所示。

2.点击“提交”之后，切换到下一个页面，将显示用户维持正常体重需要多少卡路里。

3.手指滑动页面，点击页面右下角的按钮来选择今日摄取的食物，如图7所示。

4.用户在行走过程中，应用程序会自动计算步速，转换成消耗的能量，同时在页面底部的卡路里总量中将自动减去消耗的卡路里。

5.如果摄取的热量超过美国USDA参考的每日卡路里需求量，底部条将变成红色，以提醒用户饮食过量，需要控制饮食，如图8所示。

结语

本文基于肥胖问题以及肥胖引起的身体疾病问题，结合美国农业部和美国卫生与人类服务部以及美国新陈代谢研究中心的数据，设计开发一款热量跟踪的手机应用。通过手机随时记录卡路里的摄取，同时开发走路跟踪模式，计算用户在走路过程中消耗的能量，从而让用户清楚的了解身体的卡路里的摄取和消耗状况，调整饮食结构，控制热量摄入，保持身体健康。

参考文献

1 Flegal KM，Carroll MD，Ogden CL，Curtin LR.Prevalence and trends in obesity among U.S.adults，19992008.JAMA.2010；303（3）：235-241.

2 Ogden CL，Flegal KM，Carroll MD，Johnson CL.Prevalence and trends in overweight among U.S.children and adolescents，19992000.JAMA.2002；288（4）：1728-1732.

3 Ogden CL，Carroll MD，Curtin LR，Lamb MM，Flegal KM.Prevalence of high body mass index in U.S.children and adolescents，20072008.JAMA.2010；303（3）：242-249.