ウォーキングの距離はスマホで正確に測れる？曲がり角と高い建物の誤差を読む

ウォーキングで同じ道を歩いたのに、スマホの距離が違う。GPSの検証研究から、高い建物、曲がり角、歩く速さで変わる誤差を読む。歩数の正確さとは何が違うのか、表示された距離をどう比べればよいのか。短い散歩の記録を、達成や失敗の判定だけにしないための見方を整理する。

公園をひと回りして、いつもの角を曲がって帰る。昨日と同じ道のはずなのに、記録に出た距離が少し短い。靴を脱いでから画面を見て、歩いた道を思い返す。そんなときは、脚より先に測り方を疑ってよい。

GPSによる距離測定は、条件が整えば役に立つ。ただし、精度は歩く環境によって変わる。歩行距離を実測と比べた研究では、高い建物のある市街地、屋内、主に長方形を描くコースでは信頼できる測定にならず、歩く速さも誤差に影響していた。[3]

「ウォーキングを2キロ、三キロ歩いた効果」を考える前に、画面の距離が何を表すかを確かめたい。ここで扱うのは減量の判定ではなく、散歩の記録の読み方である。「スマートウォッチとアプリで痩せるのか　歩数が増えても体重が変わらない理由」が扱う問いから離れ、距離の数字と実際に歩いた道のずれに焦点を当てる。

スマホの距離は、条件つきで頼れる数字である

距離の正確さを調べるには、スマホ同士の数字を見比べるだけでは足りない。比較相手となる実測値が必要になる。2019年の検証研究は、腰椎の変性疾患の患者が自分の歩行機能を測るために開発されたアプリを対象にした。GPSの位置情報から求めた6分間の歩行距離を、距離測定輪で測った距離と比較している。腰椎疾患の患者向けのアプリを実験環境で検証した結果であり、18〜39歳の女性の日常の散歩への適用は、使うアプリや歩行条件を照らして考える必要がある。[3]

測定輪は、地面を転がして進んだ距離を測る器具である。この研究ではスマホの機種、環境、歩き方、速さを変え、406件の測定を行った。研究者は、実測値に対する相対誤差の絶対値が7.5%未満であることを、信頼できる測定の条件にした。これは研究上の判定線であり、すべての散歩アプリに共通する保証ではない。[3]

住宅地、自然環境、高い建物のない市街地では、試したスマホの種類を通じて信頼できる測定が得られた。スマホと測定輪の一致を表す級内相関係数は0.97で、95%信頼区間は0.97〜0.98だった。直線的な歩行、連続した歩行、止まったり進んだりする歩行なども、信頼できる条件に含まれていた。[3]

ここでの読みどころは、「スマホだから不正確」と切り捨てる必要も、「スマホだから自動で正しい」と受け取る必要もない点だ。良い結果は、比較に使った道や歩行条件と組み合わせて読む。住宅地で得られた一致の高さだけを取り出し、高層建物の間でも同じだと考えることはできない。[3]

また、406件は測定の数である。多数の一般利用者が普段の散歩を長期間記録した人数と読み替えてはいけない。対象となる用途は6分間の歩行試験であり、通勤から買い物までを含む終日の距離集計とは異なる。この区別を残すと、研究を頼りにしながらも、自分の記録に過大な確信を持たずに済む。[3]

高い建物と曲がり角は、別々に確かめたい

同じ検証研究では、高い建物のある市街地、屋内、主に長方形を描く歩行コースの測定は信頼できなかった。つまり「外を歩いた」という説明だけでは、距離の測定条件はそろわない。市街地でも高い建物のない場所と、ある場所は結果が分かれていた。[3]

仕事帰りに建物の間を抜けた日と、休日に開けた道を歩いた日。その距離表示をそのまま比較する前に、通った環境を思い出す価値がある。これは立川の特定の通りの精度を保証したり否定したりする話ではない。研究が分けた条件を、自分の散歩でも区別しておくという使い方だ。[3]

曲がり方については、屋外スポーツ用のGPS受信機を使った別の検証もある。参加者は1人で、歩行、ジョギング、ランニング、全力疾走を、直線と非直線の各200mコースで行った。各強度とコースで試行を繰り返し、解析には7台の受信機の結果を用いている。18〜39歳の女性全体へこの1人の測定値をそのまま当てはめることはできず、ここでは道の形を変えて測った結果として読む。[6]

歩行の結果を見ると、直線コースは平均205.8m、標準偏差2.4mで、実距離に対する偏りは2.8%だった。非直線コースは平均198.9m、標準偏差3.5m、偏りは−0.5%だった。同じ実距離でも、測定値のずれる方向も異なった。曲がる道では必ず距離が大幅に足りなくなる、と一括りにはできないのである。[6]

さらに非直線コースの偏りは、ジョギングで−5.8%、ランニングで−7.7%、全力疾走で−9.8%となった。道の形と動く速さの組み合わせで結果が変わる。研究者は位置の誤差、位置情報の更新頻度、使用条件が距離精度に影響すると考察している。ただし、この数値を今使っているスマホの補正率として使うことはできない。[6]

画面の距離が短ければ、曲がり角の分を一定割合で足す。それでは別の誤差を作りかねない。歩行では直線で長め、非直線でわずかに短めという結果だったからだ。道の形が影響することと、すべての道に同じ修正式を当てられることは分けたい。[6]

ゆっくり歩く日ほど、距離の比較は慎重にする

速度の影響は、スマホを使った6分間歩行の研究でも確認された。歩行速度が時速1km遅くなるごとに、相対測定誤差が約2%高くなり、その95%信頼区間は1.4〜2.5%だった。ゆっくり歩くこと自体が悪いのではない。速度が変わると、同じ測定法の誤差も変わりうるという結果である。[3]

研究では速度に応じた数学的な補正を加えると誤差が小さくなり、スマホと実測の一致を表す係数は0.98、95%信頼区間は0.98〜0.99になった。速度の影響を考慮すると改善したことは、表示された距離が単純な事実の写しではなく、測定と計算の結果でもあることを教える。[3]

その補正を、自分で一律に距離へ加えるのは別の話だ。対象のアプリで確認された関係を、違う機器や違う計算方法に移すことには飛躍がある。研究の数字は「遅く歩いた日は記録の条件も変わった」と考えるために使い、画面の端数を手計算で真実に近づける道具にはしない。[3]

たとえば、友人と話しながら歩いた帰り道と、急いで駅へ向かった朝を比べる場面を考える。表示が短かった理由を、すぐに怠けたからと決めなくてよい。少なくとも速度に依存する測定誤差が確認されているため、歩く速さが違う記録は、その違いを残して読むのが妥当だ。[3]

速度と精度の関係も、機器とコースに応じて読む必要がある。スポーツ用受信機の研究では、非直線コースで動く強度が上がると距離の過小評価が大きくなった。[6] スマホの歩行試験で得られた速度の関係と、異なる機器によるスポーツの結果は、同じ条件の再現ではない。[3][6]

だからこそ「速ければ正確」「遅ければ正確」という短い標語にはできない。使う機器、道の形、速度を一緒に見る必要がある。散歩の目的を、距離表示がきれいになる歩き方に合わせる必要はない。比較したいときに条件をそろえる、という順序でよい。[3][6]

平均値だけでなく、ばらつきにも目を向けたい。直線の歩行で示された205.8mは平均であり、測定がすべてその距離になったという意味ではない。標準偏差2.4mという情報が添えられているのは、平均の周囲にも測定値の広がりがあるためだ。非直線では平均が実距離に近かった一方、標準偏差は3.5mだった。平均の近さだけで、毎回の測定まで同じ精度と判断しないようにしたい。[6]

また、実距離からの偏りと、測るたびの安定性も区別できる。同じ研究は受信機内と受信機間の変動係数を、それぞれ2.6%、2.8%と報告した。毎回近い値が出ることを確かめる視点と、実距離へ近い値が出ることを確かめる視点がある。同じ道で記録がそろうことは参考になるが、それだけで道の真の長さを確定するには実測との比較が必要だ。[6]

数字で読むウォーキングの距離測定

406件の測定：スマホによる6分間歩行距離を、距離測定輪と比べた検証の測定数である。[3]

7.5%未満：同研究が信頼できる測定と判定した相対誤差の絶対値であり、万人共通の許容基準ではない。[3]

0.97：条件の整った環境などで示された、アプリと実測の一致を表す係数。95%信頼区間は0.97〜0.98だった。[3]

205.8m：実距離200mの直線コースを歩いたときの、スポーツ用GPS受信機の平均測定値である。[6]

198.9m：同じ研究で、実距離200mの非直線コースを歩いたときの平均測定値である。[6]