Waarom voorspelt Garmin veel te snelle tijden? (deel 2)

Eerder schreven Hans en Ron al over de verkeerde waardes van de Garmin Race Predictor. Hebben ze nu de oorzaak gevonden?

Waarom voorspelt Garmin veel te snelle tijden? (deel 2)

Foto: Janneke Poort

Al vele malen hebben lopers en coaches ons de vraag gesteld hoe het nu komt dat de Race Predictor van Garmin veel te snelle tijden geeft. Tijden die voor vele lopers absoluut onhaalbaar zijn. Ook op internet is veel kritiek te lezen van teleurgestelde lopers, die gedemotiveerd raken door de te snelle tijden van de Race Predictor. Dat is des te meer jammer daar de meeste lopers hopen en verwachten dat hun horloge op basis van de trainingsdata een goede voorspelling maakt van de tijden bij de wedstrijden. Dat is juist een belangrijke reden om zo’n horloge aan te schaffen!

In een eerder artikel hadden we al eens uitgezocht hoe dat nu zit. Naar aanleiding van dat artikel kregen we vele reacties van lopers die hun ervaringen met ons deelden. De voor ons meest interessante reactie kwam van een loper, die suggereerde dat de oorzaak misschien was dat Garmin gebruik maakt van de formule van Jack Daniels¹ bij het voorspellen van de wedstrijdtijd op basis van de VO2 max. In onze boeken ‘Hardlopen met Power!’ en ‘The Secret of Running’ vergeleken we de formule van Jack Daniels eerder met ons hardloopmodel en zagen dat zijn formule inderdaad leidt tot snellere tijden.

In dit artikel gaan we nader in op de formule van Daniels en analyseren we wat de verschillen zijn met ons universele model. Tenslotte laten we zien dat de verschillen verklaarbaar zijn en dat ons hardloopmodel voor de meeste lopers de beste voorspellingen geeft.
Om te voorkomen dat lezers steeds terug moeten bladeren naar ons eerste artikel over de Garmin Race Predictor, beginnen we met een samenvatting hiervan.

Hoe werkt de Garmin Race Predictor?

Je Garmin berekent eerst je zuurstofopnamevermogen VO2 max op basis van je trainingsgegevens en met name de data van je snelheid en je hartslag. De trainingsdata worden vervolgens geëxtrapoleerd naar je maximale hartslag (HR max). Ze doen dit op basis van onderzoek van Firstbeat Technologies².

Volgens dit artikel is de methode in staat om de VO2 max te bepalen met een nauwkeurigheid van 95%, mits de HR max juist is ingevoerd. Dit is een heel mooi resultaat!
Vervolgens voorspelt de Race Predictor je wedstrijdtijden op basis van deze VO2 max.
Hoe werkt dat en hoe pakt dat uit in de praktijk? En waardoor komt het nu dat de voorspelde tijden te snel zijn? Zoals altijd hebben we de resultaten ook getest aan de hand van onze eigen resultaten met Garmin horloges (Hans de Forerunner 935 en Ron de Fenix 6X).

¹ J. Daniels, Daniels Running Formula, 2005, Human Kinetics, Leeds, UK
² Firstbeat Technologies white paper, Automated fitness level (VO2 max) estimation with heart rate and speed data

Hans en Ron hebben het vaak over hardloopprestaties.
Hans en Ron hebben het vaak over hardloopprestaties. (Foto: Janneke Poort)

Hoe werkt het? VO2 max

Eén van de leuke aspecten van een hardloophorloge is dat je iedere dag een update krijgt van je conditie in de vorm van je VO2 max. Het horloge berekent dit uit je trainingsgegevens en met name de data van je snelheid en je hartslag. Zoals we bij ProRun lieten zien, is de VO2 max een heel bruikbare grootheid om je conditie weer te geven: hoe hoger je VO2 max, hoe beter je conditie en hoe sneller je kunt lopen.

Onderstaande tabel geeft de standaard indeling van VO2 max waarden van mannen en vrouwen als functie van hun conditie (die ook door Garmin gebruikt wordt):

Standaard indeling van VO2 max

Hoe hard kun je lopen met je VO2 max?

In principe is je loopsnelheid recht evenredig met je VO2 max. In de praktijk zullen de weersomstandigheden en het parcours natuurlijk ook van invloed zijn. Al deze factoren worden behandeld in onze boeken. Je kunt ze ook zelf berekenen met onze calculatoren. Wat voor tijd je kunt lopen op diverse klassieke afstanden hebben we weergegeven in de onderstaande tabel (die geldt voor ideale omstandigheden en is berekend met ons universele model van hardlopen).

Hoe snel kun je lopen met je VO2 max

Hoe werkt het? De Race predictor van Garmin

De Race Predictor van Garmin voorspelt de looptijden op 5 km, 10 km, halve marathon en hele marathon op basis van je VO2 max. Hoe dit precies werkt is een bedrijfsgeheim van Garmin. In principe houdt men rekening met de persoonlijke informatie (met name leeftijd), de trainingshistorie en trainingsopbouw en de data van de trainingen (met name hartslag en snelheid, opgesplitst in verschillende segmenten).
Op internet vonden we een nuttig en interessant overzicht van de relatie tussen de VO2 max van Garmin en de voorspelde tijden van de Race Predictor.

De eerste 2 kolommen van de onderstaande tabel zijn overgenomen uit dit artikel en geven de relatie weer tussen de Garmin VO2 max en de voorspelde 5 km-tijd. We hebben vervolgens die voorspelde 5 km-tijd als uitgangspunt genomen en met ons universele hardloopmodel (zoals uitgelegd in onze boeken Het Geheim van Hardlopen en Hardlopen met Power!) berekend met welke “echte” VO2 max die tijd overeenkomt. Het resultaat staat in kolom 3 en blijkt maar liefst 3-5 eenheden hoger dan de door Garmin gerapporteerde VO2 max. Het verschil tussen de “echte” VO2 max en die van Garmin staat in de 4e kolom.

Relatie tussen de VO2 max van Garmin en de voorspelde tijden van de Race Predictor

Hoe kan dit nu? Enkele analyses.

De resultaten van de tabel komen overeen met de ervaringen van vele lopers, coaches en zien we ook in tal van posts op internet. Meestal meldt men dat je pas op realistische tijden uitkomt als je orde 3-4 eenheden aftrekt van de Garmin VO22max. Diverse hardloopvrienden hebben ons gemeld dat ze ook op realistische tijden uitkomen als ze de Garmin VO2 max nemen en onze calculator gebruiken (en dus niet de Race Predictor). Trainer Sander Schreurs stuurde ons zelfs een geanonimiseerde Excel met de VO2 max én Race Predictor waarden van zijn atleten die met een Garmin lopen.

We kunnen dit illustreren aan de hand van de resultaten van auteur Hans (in geel gemarkeerd in de tabel). Hans laat zijn VO2 max regelmatig bepalen op het SMA Midden Nederland van Guido Vroemen en weet dus dat zijn VO2 max in de orde van 60 ml/kg/min is (afhankelijk van de vorm van de dag natuurlijk). Zijn Garmin Forerunner 935 horloge geeft keurig dezelfde waarde aan (afhankelijk van de vorm van de dag varieert het wat tussen de 59 en 61). Hans loopt tijden van rond de 18:30 op de 5000 meter, hetgeen goed overeenkomt met het resultaat van onze calculator bij een VO2 max van 60. Volgens de Race Predictor zou hij echter met een VO2 max van 60 een ondenkbare tijd van 17:01 moeten kunnen lopen! Om met de Race Predictor op een tijd van 18:30 uit te komen, zou Hans 4 eenheden af moeten trekken van zijn Garmin VO2 max van 60.

Hoe kan dit nu? Een verklaring.

Zonder informatie over het exacte algoritme van Garmin, is het natuurlijk heel lastig om te verklaren waarom de Race Predictor zo de fout in gaat. Op internet vonden we echter wel het originele patent van FirstBeat Technologies (de partner van Garmin). Hierin staat vermeld dat men bij hardlopen het zuurstofverbruik berekent met de formule: VO2 max = 3,5*v, waarbij v de snelheid is in km/h.

Met ons universele hardloopmodel hebben we echter in Hardlopen met Power! afgeleid dat de juiste formule voor het zuurstofverbruik (zonder luchtweerstand) is: VO2 max = 3,77*v. Dit komt overeen met een verschil van ruim 7%. Bij dezelfde waarde van de VO2 max berekent Garmin dus een aanzienlijk hogere snelheid v en dus een snellere tijd. Daarnaast moet overigens rekening gehouden worden met de luchtweerstand, die groter is bij de snellere lopers. Of en hoe Garmin hiermee rekent, hebben we niet kunnen vinden en ook niet ervaren.

Hoe zit het met de formule van Jack Daniels, kan dat de verklaring zijn?
In het eerder genoemde white paper van Firstbeat Technologies wordt verwezen naar een tabel uit het boek van Jack Daniels voor de relatie tussen VO2 max en de wedstrijdtijden.
Daniels drukt het vermogen van de menselijke motor uit in de VDOT/VO2 (in ml/kg/min) en de snelheid v in meter per minuut. Hij heeft empirisch de volgende relatie afgeleid:

VO2 = -4,80+0,182258v+0,000104v2

Het nadeel van de formule van Daniels is natuurlijk dat deze geen natuurkundige basis heeft. Zo houdt hij geen rekening met het feit dat de luchtweerstand (in zijn formule v2, in werkelijkheid v3) omgekeerd evenredig moet zijn met het gewicht!
In onze boeken hebben we de resultaten van de formule van Daniels al eerder vergeleken met ons model en toen gezien dat bij dezelfde VO2 max de berekende snelheid een stuk hoger is. We verklaarden dat toen door aan te nemen dat Daniels zijn formule heeft afgeleid voor lopers met een zeer hoge loopefficiency (Running Economy in ml O2/kg/km), waardoor deze lopers minder zuurstof gebruikten bij dezelfde snelheid.

Om het effect te laten zien, hebben we onderstaande tabel gemaakt. De tabel geeft voor alle snelheden weer hoe hoog de VO2 max wordt volgens de formule van Daniels en wat deze is volgens ons model. Tevens is aangegeven hoe hoog het bijbehorende specifieke vermogen in Watt/kg bedraagt.

Tabel VO2 Max formule van Daniels

Als voorbeeld gebruiken we weer de gegevens van auteur Hans. Hij weet dat hij een VO2 max heeft van ca 60 en hij loopt inderdaad gedurende een uur ongeveer 15 km/h met een FTP van circa 4.3 Watt/kg. Dit klopt allemaal keurig met ons model. Volgens de formule van Daniels zou hij echter met een VO2 max van 60 maar liefst 18 km/h moeten kunnen lopen met een FTP van 5.2 Watt/kg! Dat zou Hans graag willen, maar is helaas absoluut onhaalbaar!

Om te illustreren wat de invloed van de loopefficiency (RE) is, hebben we ook onderstaande tabel nog gemaakt. Hierin zie je hoe hoog je VO2 max moet zijn om een uur lang een bepaalde snelheid te kunnen lopen als functie van je loopefficiency RE.

VO2 max als functie van snelheid en RE

Als voorbeeld gebruiken we weer de gegevens van auteur Hans. Hij heeft een VO2 max van circa 60 en loopt circa 15 km/h. Dit komt overeen met een loopefficiency RE van circa 210 ml O2/kg/km en die waarde is inderdaad ook bij loopbandonderzoek bij de Amersfoortse SMA Midden Nederland van Guido Vroemen bevestigd.

De tabel laat ook zien dat Hans in theorie 18 km/h zou kunnen lopen met dezelfde VO2 max van 60 als hij super efficiënt zou lopen met een RE van 180 ml/kg/km. Dit is een extreem lage waarde die bij uitzondering wel eens vermeld wordt voor Keniaanse en Ethiopische topatleten, die dus maar heel weinig zuurstof nodig hebben bij een bepaalde snelheid. Omgekeerd zou Hans maar 13 km/h kunnen lopen met dezelfde VO2 max van 60 als hij heel inefficiënt zou lopen met een RE van 240 ml/kg/km. Dit soort waarden hebben we bij ons onderzoek met de Radboud Universiteit Nijmegen wel gezien bij ongetrainde, inefficiënte lopers.

Conclusies

De Race Predictor van Garmin geeft systematisch te snelle/onhaalbare tijden.
De verklaring hiervoor is waarschijnlijk een fout in het algoritme dat de snelheid/tijd berekent. Het zou kunnen dat dit komt doordat Garmin de formule van Daniels gebruikt, die is afgeleid voor super efficiënte toplopers met een RE van 180 ml/kg/min. Dit is niet reëel voor gewone lopers. De door Garmin berekende VO2 max vinden wij wel realistisch.

Er zijn 2 oplossingen voor dit probleem:

  1. Gebruik de VO2 max van Garmin (of die van een test bij het SMA) in combinatie met onze calculator. Dit levert voor normale lopers de juiste tijden op.
  2. Verlaag de VO2 max van Garmin met 3-5 eenheden in combinatie met de Race Predictor. De orde van grootte klopt dan ook, afhankelijk van waar je zit in de tabel.
Een voorbeeld van de (te snelle) tijden voor Hans van de Race Predictor van Garmin
Een voorbeeld van de (te snelle) tijden voor Hans van de Race Predictor van Garmin

8 reacties

  • Vierendeels Eddy

    Bedankt voor de deskundige uitleg!

  • Lucas

    Volgens mij heeft Garmin het algoritme aangepast. Op mijn 945 krijg ik nu veel realistischer waarden. Tijden die ik ook daadwerkelijk gelopen heb.

  • Mark

    Er interesant artikel! En erg er fijn boek om te lezen (Hardlopen met Power). Ik heb zelf een “Garmin Running Dynamics Pod”. En deze geeft ook nogal hoge waardes.

    Wanneer komt er een test en vergelijking (van Garmin Running Dynamics Pod) met de Polar en Stryd hardloop vermogensmeters?
    In jullie boek (Hardlopen met Power) komt niet duidelijk naar voren hoe je tijdens trainingen goed gebruik kan maken van realtime vermogensdata en vermogen data analyse na de trainingen. Graag zou ik dit nog in een blog of artikel willen zien met theoretische uitleg en praktische trainingschema’s en tips.

  • rene

    Jack Daniels werkte samen met Jimmy Gilbert aan ‘oxygen power’. Uit dit boek komt de genoemde (maar in jullie artikel verkeerd overgenomen) formule voor de VO2: http://www.vivamarathon.com/OxygenPower.htm
    Gilbert is een natuurkundige die 35 jaar bij NASA heeft gewerkt: https://www.ambyburfoot.com/2019/07/notable-runners-larry-berman-and-jimmy.html.
    Dus om nou te zeggen dat het model geen natuurkundige basis heeft…

    Waar de auteurs er van uitgaan dat je een uur op VO2max kunt lopen, gaat dat volgens het model van Daniels/Gilbert slechts ongeveer 12 minuten (hallo Coopertest…). Een uur lang zou je ongeveer op 88% van je VO2max kunnen lopen, zie het model van Daniels.
    Dat zou dus een VO2 van 54 zijn ipv 60. Wanneer je dat combineert met de relatie tussen VO2 max en RE (~3.5  RE/VO2) kom je voor Hans uit op een RE van 185 (ml/kg/km).
    Dat is nagenoeg gelijk aan de gemeten waarden!

    Overigens heeft Jack Daniels zijn formules zo bewerkt dat er nu wordt gewerkt met VDOT (zie Jack Daniels Running Formula). In deze formules zit de Running Economy ingebakken.
    De VDOT gaat uit van je race afstand en de bijbehorende tijd. Voor Hans zou dat een VDOT van 53.4 zijn.

    Dat is ook weer nagenoeg gelijk aan zijn VO2 voor een uur.

    • Hans van Dijk & Ron van Megen

      Dag Rene, complimenten voor de wijze waarop je in deze materie bent gedoken! We kennen het boek oygen power, maar zijn formule is wel degelijk empirisch en niet op natuurkundige basis.
      De VDOT getallen zijn inderdaad een stuk lager dan de VO2 max, dat is juist het probleem, want Garmin geeft VO2 max waarden en rekent (wellicht) met de VDOT waarden die dan veel te hoge snelheden geven.
      Alles bij elkaar kan dus de conclusie zijn dat Garmin per abuis de VDOT tabellen van Daniels gebruikt om de tijden te voorspellen op basis van de VO2 max.
      Mogelijk zijn we hier niet duidelijk in geweest, de VO2 max is inderdaad voor 10 minuten en niet voor 1 uur. Voor het verschil in snelheid kan 88% aangehouden worden, zoals je schrijft.
      Wellicht nog aanvullend: de VO2 max 60 van Hans is ook bij de SMA op deze waarde bepaald. Hans heeft bij herhaling orde 60. Garmin geeft dit ook aan, evenals ons fysisch/fysiologisch hardloopmodel bij de snelheden die Hans loopt. Dus geen 54.

  • Hans van Dijk & Ron van Megen

    Dag Mark, we hebben je vragen op ons lijstje gezet. Daar staat sowieso al op dat we gaan kijken naar de nieuwe ontwikkelingen/tools bij Stryd m.b.t. het gebruik en evaluatie van vermogen bij trainingen.
    Zie bijvoorbeeld deze blog van Stryd: https://blog.stryd.com/2020/10/08/closer-look-training-plans/

  • Donné Noom

    Ik heb een sportmedische keuring gedaan. Zo ook mijn broer en schoonzus. Wij hebben alle drie een Garmin sporthorloge. Er wordt hier beweert dat Garmin 95% accuratie heeft wat betreft de VO2max. In verhouding met het horloge gaf de keuring mij 9 punten minder. Mijn broer kreeg 7 punten meer en schoonzus exact hetzelfde. Wie kan ik nu vertrouwen? Ik ga er van uit dat een sport medisch centrum zuiverder de zuurstof opname kan meten.

    • Ron van Megen

      Dag Donné, heb je al eens gekeken welke VO2 max jullie tijden opleveren met onze calculator?
      Zie https://hetgeheimvanhardlopen.nl/calculator/
      Een sportmedische centrum zou betrouwbaar moeten zijn. Als jullie alle drie bij dezelfde SMA bij dezelfde sportarts op dezelfde loopband hebben gelopen is het temeer interessant om te zien wat het verschil met onze calculator en met Garmin is.

Reacties zijn gesloten.

De beste looptips en inspirerende artikelen 2x per week in je mailbox?

Meld je dan aan voor onze nieuwsbrief en mis niets!

Meer uit Gadgets & Gear