マイキー・キャンベル
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トッド・ハミルトンによるiWatchのコンセプト
米特許商標庁は木曜日、ユーザーの身体上の位置を自動的に判断し、高度な処理アルゴリズムを使用して歩数を補うことができる手首に装着するスマート歩数計に関するアップルの特許出願を公開した。
Apple の「手首型歩数計による歩数検出」は、ウェアラブル市場が急成長を遂げる中、数か月前から噂されていたことだが、同社が少なくとも手首に装着する健康機器を検討していることを示す、もう一つの直接的な兆候だ。
前述の通り、Appleの発明は歩数検出、より具体的には歩数計の位置に基づいた歩数検出を扱っています。スマートウォッチや類似の健康メーターが登場する以前は、歩数計は主に人の体に装着するものであり、歩数を追跡する際に内部センサーが除去すべき「ノイズ」ははるかに少なかったのです。
最新世代の歩数計、ステップカウンター、スマートウォッチは、内蔵の3軸加速度計からの信号を解読して動きを測定します。Nike FuelBandのように、多くの製品はディスプレイを備え、手首に装着するように設計されています。また、体のどの部分に装着しても測定できる製品もあります。
搭載センサーからの読み取り値は、重力を含む力の強さの変化を反映するため、正確な動きのデータを出力する上でソフトウェア解析が大きな役割を果たしています。ハードウェアに関しては、方向的な強さの急上昇は、腕の振り、歩行時の衝撃、キーボードへの衝撃などによって隠されてしまう可能性があります。
さらに、ピーク振幅と歩数データに基づく現在のアルゴリズムでは、歩数計測の見逃しを十分に考慮できていません。例えば、一部のシステムでは振幅測定閾値の移動平均を比較しますが、この手法では動きによる干渉で歩数を見逃す可能性があります。これは特に、デバイスを手首に装着している場合に問題となり、ユーザーの腕の振りによって計測結果がずれたり、何らかの形で乱れたりする可能性があります。
出典: USPTO
Appleが提案する実装は、生成された生データをインテリジェントに解析し、歩数と移動距離を正確に表現することを目的としています。さらに重要なのは、このシステムにより、ユーザーは歩数計デバイスを体のどこにでも装着できるということです。
具体的には、特許出願では、動作データを加速度の大きさに変換し、その結果を分析して支配的な周波数を決定するシステムについて説明しています。この製品は、ピークツーピークの閾値通過と通過間の時間を比較することでさらに分析されます。
文書に記載されているように、この方法では継続的な調整が可能です。不一致が発生した場合、システムは無効な閾値を横切るピークツーピークの振幅閾値を、直前に収集されたデータと比較します。無効な閾値が最後の有効な閾値以上の場合、システムは自動的に調整を行い、歩数をカウントします。
さらに、Appleの発明は歩行間の時間も計算し、腕の振りによる干渉で歩行が中断されたタイミングを推測できます。この歩調推定により、デバイスが体の他の部分に装着されている場合でも、より高い精度を実現できます。
歩数計をユーザーの体幹部（左）と手首に装着したときに検出されたモーションセンサーデータを表すグラフ。
Appleのデザインにおける興味深い機能の一つは、手首の自動認識です。この実施形態では、デバイスは高速フーリエ変換（FFT）周波数解析を用いて、ユーザーの手首への装着を自動的に検出します。同じ手法を用いて、ユーザーが走り始めたことを判別することも可能です。
アップルの腕時計型歩数計の特許申請は2012年に初めて提出され、ヤシュ・ロヒット・モディ氏が発明者として名を連ねている。
