私たちの日常をデータ化する「行動センシング」、スマートウォッチはどうやって計測している？

おすすめ本の抜粋「トコトンやさしいウェアラブルの本キーテクノロジーと活用分野がわかる！」

2021年02月23日トピックス

私たちの日常をデータ化する「行動センシング」、スマートウォッチはどうやって計測している？

行動センシングとは、加速度センサやマイクなどから得られる情報を用いて、ユーザの日常行動を観測し、認識することを言います。スマートフォンを用いた研究が多く行われており、「歩く」「走る」「座る」「階段を上る・降りる」などの身体の動きを伴う行動を高精度で認識できるようになってきています。このような行動情報はライフログや高齢者の見守りなどに利用されます。

もっともよく用いられているのが、歩数と運動量の推定です。1日の歩数および運動量は加速度センサのデータ処理によって行われます。このようなセンシングは数Hzから100Hz程度の3軸の加速度データをもとに行います。加速度の平均値や分散値、あるいはニューラルネットワーク、ＫＮＮ、ＳＶＭ、NaiveBayesなどの識別木を用いて認識を行います。最近は複数の識別器を生成して多数決で識別を行うランダムフォレストがよく使われています。実験室レベルでは20種類以上の行動を98％の精度で識別できるという報告が多いのですが、実際の環境では70％以下になってしまいます。

行動の推定は加速度センサだけでもある程度可能ですが、運動量の推定では、心拍数の情報を加えるとより精度が上がります。手だけを激しく動かしている場合と全身運動している場合を比較すると、後者のほうが運動量は多くても前者のほうが大きな加速度が連続的に検出される可能性があります。心拍数は運動量とも関連して増減するので、その情報を加味することで、より正確な運動量が推定できるのです。また、睡眠の推定においても加速度と心拍数を組み合わせるケースが多いようです。ただし、レム睡眠、ノンレム睡眠の判別においては、体動の有無が関連するので、加速度センサの値が用いられる場合があります。

体温や温湿度、におい、血圧、血糖値などが取れるようになれば、より詳しい行動センシングが可能になります。これまでに数多くの研究が行われており、実生活でも少しずつ使われるようになりそうです。
（「トコトンやさしいウェアラブルの本キーテクノロジーと活用分野がわかる！」p.88, 89より一部抜粋）

書籍紹介

スマートウォッチに代表されるようなウェアラブルは、コンピュータの小型化により実用的な製品が数多く発売され、日本では産業用途での利用が広まっている。ウェアラブルの仕組み・技術や出来ること、効果的な使い方などがこの一冊で理解できる。

書名：トコトンやさしいウェアラブルの本キーテクノロジーと活用分野がわかる！
　編著者名：塚本昌彦
　判型：A5判
　総頁数：160頁
　税込み価格：1,650円

執筆者

塚本昌彦（つかもと・まさひこ）
　神戸大学大学院工学研究科　教授（電気電子工学専攻）
　NPOウェアラブルコンピュータ研究開発機構　理事長
　NPO日本ウェアラブルデバイスユーザー会　会長
　NPOウェアラブル環境情報ネット推進機構　理事
　ウェアラブルコンピューティング、ユビキタスコンピューティングのシステム、インタフェース、応用などに関する研究を行っている。応用分野としては特に、エンターテインメント、健康、エコをターゲットにしている。
　2001年3月よりHMDおよびウェアラブルコンピュータの装着生活を行っている。