En evaluering af effekten af ​​app-baseret træningsordination ved hjælp af RL på tilfredshed og træningsintensitet (PERFORM-RL)

Undersøgelsesoversigt PERFORM-RL-studiet var et 12-ugers randomiseret crossover-forsøg, der blev udført for at evaluere effekten af ​​app-baseret personlig træningsrecept på brugertilfredshed og træningsintensitet, ved at bruge forstærkningslæring (RL) som nøglemekanismen til tilpasning. Denne undersøgelse søgte at afgøre, om RL-genererede træningssessioner kunne forbedre brugertilfredsheden og øge træningsintensiteten sammenlignet med ikke-personlige, generiske sessioner. Resultaterne forventes at bidrage til det voksende felt af digitale sundhedsinterventioner, især inden for området skalerbare, app-baserede træningsprogrammer designet til at øge brugerengagement og langsigtet overholdelse.

Undersøgelsens mål Det primære formål med undersøgelsen var at sammenligne brugertilfredshed mellem RL-genererede træningssessioner og generiske sessioner. Hypotesen var, at RL-drevet personalisering ville resultere i højere brugertilfredshed, målt ved Physical Activity Enjoyment Scale (PACES-8). Det sekundære mål var at evaluere effekten af ​​RL på træningsintensiteten, målt ved Borg Rating of Perceived Exertion (RPE) skalaen. Det blev antaget, at deltagerne ville træne med en højere intensitet i RL-tilstanden på grund af den skræddersyede karakter af sessionerne, som passede til deres præferencer og konditionsniveauer.

Studiedesign

Dette var et randomiseret, assessor-blindet crossover-forsøg. Hver deltager gennemførte to forskellige betingelser i løbet af den 12-ugers undersøgelse:

Interventionstilstand: Træningssessioner blev tilpasset ved hjælp af en forstærkende læringsmodel, der tilpassede sessionens sværhedsgrad og indhold baseret på deltagernes præferencer, tidligere præstationer og feedback.

Kontroltilstand: Deltagerne gennemførte generiske, ikke-personlige træningssessioner. Disse sessioner var prædesignede og tilpassede sig ikke baseret på brugerens feedback eller præferencer.

Deltagerne vekslede ugentligt mellem interventions- og kontrolbetingelserne, hvilket betyder, at de hver uge oplevede en anden tilgang til træningsrecept. Dette design sikrede, at hver deltager fungerede som deres egen kontrol, hvilket reducerede variabiliteten og øgede resultaternes robusthed. Alle træningssessioner blev leveret gennem i80 BPM-appen, udviklet af Samsung, som også lettede dataindsamling.

Deltagere Deltagerne blev rekrutteret fra Dublin, Irland og dets omkringliggende områder via mund til mund og sociale medier. I alt 62 deltagere (27 mænd, 42 kvinder; gennemsnitsalder 42 år) gennemførte mindst én træningssession, med 559 sessioner gennemført i alt i løbet af den 12-ugers prøveperiode. Deltagerne var raske, rekreativt aktive voksne i alderen 18 til 65 år. De blev screenet for berettigelse ved hjælp af "Exercise Preparticipation Health Screening Questionnaire for Exercise Professionals." Eksklusionskriterier omfattede fysisk handicap, alvorlig kognitiv svækkelse eller manglende evne til at læse og skrive på engelsk.

Interventioner Reinforcement Learning (RL) Intervention

RL-modellen, der anvendes af i80 BPM-appen, tilpassede træningssessioner baseret på brugerpræferencer, opfattet anstrengelse og feedback fra tidligere sessioner. RL-rammen brugte en beslutningstager, som udvalgte øvelser fra en allerede eksisterende database baseret på brugerens fitnessniveau, mål og feedback i realtid. Modellens belønningsfunktion havde til formål at maksimere brugertilfredshed og sessionseffektivitet ved at tilpasse træningens sværhedsgrad og indhold som svar på brugerens skiftende behov.

For eksempel, hvis en deltager rapporterede høj tilfredshed og moderat intensitet i en tidligere session, ville RL-modellen foreslå lignende eller lidt mere udfordrende øvelser til den næste session. RL-systemet lærte løbende af brugerinteraktioner og justerede træningsrecepten for at opretholde optimalt engagement og effektivitet.

Kontroltilstand

I kontroltilstanden modtog deltagerne generiske træningssessioner, der ikke var personligt tilpasset eller tilpasset baseret på brugerfeedback. Disse sessioner omfattede et fast udvalg af øvelser og udviklede sig ikke over tid, hvilket gav en baseline, som den personlige RL-intervention kunne sammenlignes med.

Resultatmål Primært resultat: Brugertilfredshed

Brugertilfredsheden blev vurderet efter hver session ved hjælp af en forkortet 8-element version af Physical Activity Enjoyment Scale (PACES-8). Denne validerede skala måler, i hvilket omfang deltagerne nød deres træningssessioner. Scoren varierer fra 1 (lav tilfredshed) til 5 (høj tilfredshed), hvor højere score indikerer større nydelse og generel tilfredshed med træningsoplevelsen.

Sekundært resultat: Træningsintensitet

Træningsintensiteten blev målt ved hjælp af Borg Rating of Perceived Exertion (RPE) skalaen, som går fra 1 (meget let) til 10 (maksimal anstrengelse). Deltagerne blev bedt om at vurdere deres opfattede anstrengelse efter hver session via appen, hvilket sikrede realtidsfangst af deres oplevelse. Pulsdata, indsamlet ved hjælp af et Samsung Galaxy Fit 2 smartwatch, tjente som et ekstra mål for intensitet, der validerede de subjektive RPE-score.

Yderligere resultat: Puls

Pulsen blev kontinuerligt overvåget under hver session ved hjælp af Samsung Galaxy Fit 2 smartwatch. Pulsdataene blev automatisk videresendt til i80 BPM-appen og brugt til at spore fysiologiske reaktioner på træningssessionerne.

Dataindsamling og -styring Data blev indsamlet gennem i80 BPM-appen, som registrerede brugertilfredshed, træningsintensitet, puls og varigheden af ​​hver træningssession. For at sikre deltagernes fortrolighed blev alle data anonymiseret før analyse. Deltagerne fik tildelt en unik identifikationskode, og alle følsomme dokumenter blev opbevaret sikkert, hvor kun autoriseret personale fik adgang.

Prøvestørrelse og effektberegninger Baseret på en tidligere gennemførlighedsundersøgelse blev prøvestørrelsen estimeret til at være minimum 40 deltagere for at detektere en gennemsnitlig forskel på 8 point på PACES-8-skalaen med 80 % effekt. I alt 69 deltagere blev rekrutteret for at tage højde for potentielle frafald, og 62 deltagere gennemførte mindst én træningssession. Den endelige prøvestørrelse gav tilstrækkelig kraft til at detektere forskelle mellem RL- og kontrolbetingelserne.

Statistisk analyse Generalized Estimating Equations (GEE) blev brugt til at analysere de primære og sekundære resultater. GEE-modeller blev anvendt til at redegøre for korrelationen af ​​gentagne mål inden for emner. De afhængige variabler i modellerne var brugertilfredshed (PACES-8-score) og opfattet anstrengelse (Borg-skala-score), mens de uafhængige variable var tilstand (RL vs kontrol) og forsøgsuge. Kovariater inkluderede alder, køn og fysisk aktivitetsniveau ved baseline, med deltager-ID inkluderet som en emneeffekt.