歩数計

歩数計（ステップカウンタ）は、人の手や腰の動きを感知して歩数を数える、通常は携帯可能な電子式または電気機械式の装置です。歩いた距離は人によって異なるため、距離を長さの単位（キロメートルやマイルなど）で表示したい場合は、ユーザーが非公式に調整する必要があります。ただし、現在では、電子機器とソフトウェアを使用して人の歩数の変化を自動的に判断する歩数計もあります。歩行またはその他の手段による移動距離は、GPS 受信機で直接測定できます。

歩数計は、もともとスポーツやフィットネス愛好家が使用していましたが、今では日常的な運動のカウンターやモチベーションアップのツールとして人気が高まっています。ベルトに装着して一日中着用することが多く、その日に歩いた歩数、つまりキロメートルまたはマイル数 (距離 = 歩数 × 歩幅) を記録できます。歩数計の中には、靴ひもを結ぶためにかがむ、または車に乗っているときに道路の凹凸にぶつかるなど、歩行以外の動きを誤って記録するものもありますが、最新のデバイスでは、こうした「誤った歩数」を記録することが少なくなっています。歩数計は、フィットネスや減量のために自分と競争する励みになります。

1日あたり合計1万歩、つまり8キロメートル（5.0マイル）をアクティブなライフスタイルの基準として推奨する人もいますが、この点については専門家の間でも議論があります。30分間の中程度のウォーキングは、歩数計で測定すると3,000～4,000歩に相当します。 ^{[1]歩数計は、音楽プレーヤー、スマートフォン、携帯電話、時計（}アクティビティトラッカーと呼ばれる） などの携帯型消費者向け電子機器にますます多く組み込まれています。

歩数計は、身体活動を増やしたい人にとってモチベーションを高めるツールになり得ます。進捗状況を追跡できるさまざまなウェブサイトがありますが、毎日の歩数や心拍数をカレンダーに入力することもモチベーションアップにつながると考える人も多いでしょう。臨床研究では、歩数計は身体活動を増やし、血圧レベルとBMIを下げることが示されています。2007年11月の米国医師会雑誌に掲載された研究^[2]は、「歩数計の使用は身体活動の大幅な増加とBMIおよび血圧の大幅な低下につながることが結果から示唆されている」と結論付けています。

1日1万歩という目標が最初に提案されました。^[3] この目標は、米国公衆衛生局長官と英国保健省によって推奨されています。^{[4] [5]}普遍的な目標を設定することに対する主な批判は、運動障害のある高齢者や慢性疾患のある人には達成できないということであるが、一方で、この目標は子供にとってはおそらく低すぎるだろうということです。^[4]

歩数計に対する批判の一つは、運動強度を記録しないということだが、歩数目標に時間制限を設けることで記録できる（例えば、10分間で1000歩は中程度の運動とみなされる）。^[6]

レオナルド・ダ・ヴィンチ（1452–1519）は、軍事用途の機械式歩数計を構想していた。^{[7] [8]}ニュルンベルクのゲルマン国立博物館には、1590年頃の歩数計が収蔵されている（写真参照）。1685年、ゴットフリート・ライプニッツはフランス滞在中のことを次のように書いている。「…数年前（1672–1674年）、私は初めて、携帯すると歩行者の歩数を自動的に記録する機器を見た。」^[9] 1780年、スイスのアブラハム＝ルイ・ペルレは、歩行中の歩数と距離を測定する歩数計を作成した。これは、彼が1770年に考案した自動巻き時計を動かす機構を基にしたものだった。^{[10]フランスから入手した機械式歩数計は}、トーマス・ジェファーソンによって米国に導入された。^[11]彼が設計に手を加えたかどうかは不明である。この歩数計はジェファーソンの発明であると広く信じられていますが、^{[12] [13]}彼は自身の発明のいずれについても特許を申請していなかったため、その証明を得るのは困難です。^[14]

1963年、 1964年の東京オリンピックを控えた頃、東京最大のクリニックの院長である大矢巌医師は、時計メーカーの山佐時計計器（時計と計器を意味する）の東京の技術者である加藤樹里に、1960年代の日本の身体活動の低さを大矢がいかに懸念しているかを伝えた。大矢によると、その解決策は、誰もが1日1万歩歩くことだという。^[15] 1965年、2年間の改良を経て、加藤樹里は万歩計を製作した。^[15]万歩計と呼ばれる歩数計は、 1日1万歩が理想的であると主張したY. Hatanoによって1965年に販売された。^{[16] [検証失敗–議論を参照]}

1965年にヤマサが万歩計を日本で発売したことの影響は大きかった。^{[15] [16]}その後すぐに日本一万歩ウォーキング協会が設立され、すぐに47都道府県に支部が設立され、ヤマサの装置で計測できる定期的なウォーキングを企画するようになった。^[15]

1980年2月26日、加藤樹里の息子である加藤保治が歩数計の特許を米国特許商標庁に申請し、現在は山佐時計計器株式会社に譲渡されている^[17]。

2015年、日本の厚生労働省も1日1万歩を推奨した。^[18]しかし、この推奨は確固たる証拠に基づいていない。^[19]

歩数計の技術には、機械式センサーと歩数をカウントするソフトウェアが含まれます。初期の形態では、機械式スイッチと単純なカウンターを使用して歩数を検出していました。これらのデバイスを振ると、鉛のボールが前後に滑る音が聞こえたり、振り子が揺れて停止する音が聞こえたりします。今日の高度な歩数計は、歩数を検出するためにMEMS慣性センサーと高度なソフトウェアに依存しています。これらのMEMSセンサーは、1軸、2 軸、または 3 軸の加速度検出機能を備えています。MEMS 慣性センサーを使用すると、歩数をより正確に検出し、誤検出を減らすことができます。慣性センサーの出力を解釈して「正確な歩数を理解する」ために使用されるソフトウェア技術は多岐にわたります。現代の日常生活では、このような歩数計は、ユーザーがデバイスを頻繁に持ち運ぶ場所 (ベルト、シャツ/ズボンのポケット、ハンドバッグ、バックパック) で正確にカウントすることが期待されているという事実によって、問題はさらに複雑になります。近年、コンピュータービジョンを使用して歩数を測定するより高度な方法が開発されています。^[20]

歩数計の精度はデバイスによって大きく異なります。通常、デバイスを最適な位置（通常はベルトクリップに垂直）に配置すると、平らな面を歩く速度では歩数計の精度はかなり高くなります。従来の歩数計はさまざまな角度や場所に置くと大幅に影響を受けますが、最近の進歩により、理想的でない配置に対してもより堅牢になりました。それでも、ほとんどの歩数計は、ユーザーが車を運転しているときや、デバイスが一日を通して遭遇するその他の習慣的な動きをしているときに、歩数を誤ってカウントします。この誤差は、通勤距離が中程度のユーザーの場合に蓄積されます。^[21]距離測定の精度は、ユーザーが入力した歩幅にも依存します。

最も優れた歩数計は±5%以内の誤差で正確です。^{[22] [23]}

Appleの第5世代および第6世代iPod Nanoには加速度計が内蔵されている。^[24]

AppleとNike, Inc. は、 Nike のシューズに装着するか、他のブランドのシューズの靴ひもに装着するポケットに装着するモーション センサーを使用するNike+iPod Sport Kitを提供しています。このセンサーは、 iPhone (3GS 以降)、iPod touch (第 2 世代以降)、iPod nano (第 4 世代以降)、または専用アダプタと通信して、経過時間、移動距離、消費カロリーなどのトレーニング情報を送信します。

iPhone 5sは、Apple Motion Coprocessorを搭載した最初のiPhoneでした。これは、最初の64ビットARMベースのAppleプロセッサであるApple A7 SoC（System on a Chip）とペアになったM7チップと呼ばれていました。独立した常時オンのコプロセッサの追加により、加速度計、MEMSジャイロスコープ、デジタルコンパスで構成される慣性測定ユニット（IMU）を使用して、メインCPUが電話の動きを追跡している間、スヌーズすることができます。つまり、ジョギング中か車に乗っているかを認識し、その情報を取得して保存することができ、メインCPUを実行してバッテリーを消耗する必要はありません。後日ダウンロードしたアプリにデータを後から組み込むことができるため、新しいCoreMotion APIを使用するM7対応アプリはすべて、最近のトレーニングに関する情報を提供できます。

iPhone 6と6 Plusには、M8 モーション コプロセッサを搭載した次世代の Apple モーション コプロセッサが搭載されています。このチップは大幅に改良されたApple A8 SoC プロセッサとペアリングされ、 Bosch Sensortech気圧計のセンサー入力が追加され、 M8 は気圧の変化によって高度の変化を感知できるようになりました。

iPhone 6sと6s Plus では、 Apple Motion Coprocessors が新しいApple A9 SoC プロセッサのダイに統合され、改善されました。これによりスペースが節約され、ロジックボードのサイズが縮小され、電話機内の電力使用量も削減されました。このチップは、第 1 世代の iPhone SEの心臓部でもあります。Apple A9 の派生であるApple A9Xにも、M9 プロセッサがオンダイに組み込まれており、Apple iPad Pro を駆動します。

Apple Watchは、Apple S1 SIP（​​System in Package ）に統合された加速度計とジャイロスコープを使用して、Apple初のウェアラブルデバイスに歩数計測機能を拡張しました。Apple Watchは接続されたiPhoneと並行して動作し、ユーザーの歩数計測の精度を向上させます。^[25]

Fitbitは常時オンの電子歩数計で、歩数をカウントするほか、移動距離、上った高度 (歩数カウントによる)、消費カロリー、現在の強度、時刻も表示する。夜間にアームバンドで着用し、ユーザーの睡眠の長さと質も測定するとされている。1 日の目標として、10,000 歩と階段 10 段が組み込まれている。USB でコンピューターに接続すると、ユーザーのデータが自動的にアップロードされ、Web ベースのプロフィール ページに表示される。プロフィール ページは履歴データを追跡し、これに食事摂取データを追加することもできる。活動に基づいて、ユーザーには毎日の歩数と上った高度の目標に対するバッジが授与されるほか、同じ目標に対して「生涯」賞が授与される。米国と英国では、ユーザーは iOS または Android アプリをダウンロードして、データを記録および表示することもできる。^[要出典]ほとんどの Fitbit デバイスは、歩数、歩数の強度、ユーザーのプロフィール データ (具体的には性別と身長) に基づいて移動距離を推定する。個人は、平均歩幅を測定して調整することで、歩幅設定の精度を向上させることができます。^[要出典]一部のハイエンド Fitbit モデルには、心拍数モニタリングやGPS 追跡などの追加機能が搭載されています。

ほとんどのスマートフォン、iPod Touch、一部のMP3プレーヤーには加速度計が内蔵されているため、これらのデバイスに歩数計機能を導入することが可能です。このオプションは、多くのスマートフォンアプリケーション開発者によって実現され、^{[26] [27]}フィットネスに詳しいスマートフォン所有者は、歩数だけでなく移動距離や消費カロリーも追跡できるようになりました。

これは、従来の歩数計のように歩数をカウントする常時オンの歩数計を搭載した初の統合型携帯電話です。センサーはADI製です。この携帯電話は2004年に日本で発売され、300万台以上が販売されました。^[28]

Nokia 5500スポーツ フォンは、内蔵の 3 軸MEMS慣性センサーを使用して、ユーザーの歩数を検出します。歩数計アプリケーションは、歩数、経過時間、移動距離を追跡します。ただし、アプリケーションは携帯電話のバッテリーを消耗するため、連続して実行することはできず、そのため使用が制限されます。

Nokia Sports Tracker には、加速度計を搭載したNokia Symbian携帯電話用の歩数計機能が搭載されています。加速度計は、写真の正しい向きを保存し、GPS 測位機能を向上させるために携帯電話に搭載されています。

Nokia Step Counter は、 Nokia Beta Labsで入手できる無料アプリケーションで、幅広い N シリーズの Nokia 携帯電話で動作します。歩数計アプリケーションは、歩数、経過時間、移動距離を追跡します。このアプリケーションはバッテリーをあまり消費しないため、一日中実行したままにしておくことができます。

Sony Ericsson W710およびW580 ウォークマンフォンは、内蔵の 2 軸MEMS慣性センサーを使用して、ユーザーの歩数を検出します。W710 はクラムシェル フォンで、ユーザーの歩数が外部ディスプレイに表示されます。歩数をカウントするには、W710 を閉じる必要があります。歩数カウンターがアクティブになると、日中に検出された歩数がカウントされ、真夜中にカウンターが日ごとの履歴に保存されてゼロにリセットされます。

2008年11月1日、任天堂は2つの歩数計を搭載したニンテンドーDSタイトル『パーソナルトレーナー：ウォーキングDS 』を発売しました。赤外線信号を介してゲーム カードに接続します。

2009年9月12日、任天堂は日本でポケットモンスター ハートゴールド・ソウルシルバーを発売した。各ゲームにはポケウォーカーと呼ばれるデバイスが同梱されており、歩数計として機能し、プレイヤーは赤外線信号を介してゲームからポケウォーカーにポケモンを1匹転送することができる。パーソナルトレーナー：ウォーキング歩数計とは異なり、ポケウォーカーには小さな液晶画面と複数のボタンが付いている。ポケウォーカーを持って歩くと、ポケモンに経験値が得られる。^[29]

2011年3月27日に発売されたニンテンドー3DSには、スリープモード中に毎日の歩数をカウントして記録する内蔵歩数計が搭載されています。100歩ごとにプレイコインを獲得し、さまざまな特典やボーナスに使用できます。^[30]ただし、この歩数計は簡単に騙されやすく、デバイスを手で持ち上げたり下げたりするだけで、歩くのと似た動きで「歩数」を記録できます。^{[31] [信頼できない情報源? ]}

2013年10月31日、任天堂はWii Fit Uをリリースしました。これはフィットメーターと連携することができました。フィットメーターはポケウォーカーと同様のハードウェアですが、Wii Fit Uをテーマにしており、ユーザーのMiiを保存して表示する機能があります。Wii Uゲームパッドの上部にある赤外線トランシーバーを介してゲームにチェックインでき、歩行中のプレイヤーの高度を追跡できます。

2010年5月にフィリップスから発売された。このMP3対応歩数計は有酸素運動の強度を測定し、プレイリストの曲をマッチングしてユーザーの興味とモチベーションを維持する。^[32]

Tractivity は、靴に装着するセンサーを含む健康関連サービス群です。Tractivity センサーは、人が歩いたり走ったりした距離、消費カロリー、活動時間を記録し、それをプライベート Web ページで表示できます。Tractivity のオンライン Web アプリケーションは、人々がより健康的なライフスタイルを送るよう促すグラフィック体験とモチベーション リソースを提供します。Tractivity は、歩行者やランナーの歩幅の変化をペースの変化に応じて計算します。センサーは、アクティビティ データをワイヤレスで安全なサーバーに転送し、個人のコンピューターで表示します。^[33]

Androidはバージョン4.4（KitKat）で歩数計を統合しました。^[34]

このセンサーをすでにサポートしているデバイスとしてはNexus 5があります。もう 1 つのスマートフォンはSamsung Galaxy S5で、S Health (後に Samsung Health に名称変更) ソフトウェアを使用して毎日の歩数やその他のフィットネス情報を表示する歩数計を内蔵しています。現在、ほとんどの Samsung デバイスにはこのソフトウェアが標準でバンドルされています。

ウィキメディア・コモンズには、歩数計に関連するメディアがあります。

• VanWormer JJ (2004)。「歩数計と簡単な電子カウンセリング：太りすぎの成人の身体活動の増加」。J  Appl Behav Anal。37 ( 3): 421–5。doi : 10.1901 / jaba.2004.37-421。PMC 1284519。PMID 15529901。 
• アルバータ州アクティブリビングセンターの歩数計情報シート
• 古い機械式歩数計の説明付きコレクション