Nike+iPod Sprot kitにおける走行ペースと計測距離の考察
(2007/01/03 マイブーム)
を入手して約１ヶ月が経ちました。最初はもの珍しさもあり楽しんで使っていたのですが、ちょっと計測される距離に疑惑が出てきました。そもそも、最初にキャリブレーションしたのがフルマラソンを走った翌日だか翌々日。距離の計測には加速度センサーを使っているとのことなので、走り方によってずれが出てくるのでないだろうか？そんな疑問を解決するために、冬休みのとある日、Nike+iPod Sprot kitの実験・考察を行いました。題して冬休み自由研究『Nike+iPod Sprot kitにおける走行ペースと計測距離の考察』。
１．初めに
Nike+iPod Sprot kitは靴にセンサーを装着することによって手軽に走行距離を計測できる。それと走行時間・自己申告体重を組み合わせることでペースや消費カロリーも計算できる。しかしながら、その走行距離はセンサーが加速度を計測することによって算出すると公式ページにはある。センサーに与えれれる加速度と走り方は個人差があるわけで、それを解消するためにキャリブレーションというセッティングを最初に行うことが推奨されている。キャリブレーションはウォーキングとランニングを既知の一定距離を歩く（走る）ことで行われる。しかし、市民ランナークラスでも、ランニングにはＬＳＤペースのような有酸素運動が主になるものもあれば、ペース走のように心拍を高いレベルで保ちスピードが高めのものもある。はたして、それらの走り方で正確な距離が測れるものなのか・・・。今回、いろいろな状況で一定距離を走り、Nike+iPod Sprot kitが算出する距離と実際の距離がどれくらい一致するかを調べ、考察してみた。
２．実験
ａ．使用品
iPod nano
(5K62304****) + Nike + iPod Sport kit(4H6445A****)をSwitchEasy RunAway Adapter
でランニングシューズに装着ｂ．キャリブレーション
まず、実験と同一の日の最初にＪ公園400mトラックを利用して1000mを4分52秒（時速12.33km/h）でランニングのキャリブレーションした。またウォーキングキャリブレーションもおこなった。
ｃ．本測定
Ⅰ：キャリブレーションと同一のコースを1000m走で確認。おのおのの測定は100m以上の助走の後、測定開始。トラック1000m通過時に数値を確認、nanoの距離表示がどうなっているかを測定した。またすべて同じ地点をスタートとしゴールとした。そのため周回としての風の影響はおのおののデータには影響しないと考える。
測定は、、4分50秒ペース（時速 12.41km/h）5分35秒ペース（時速 10.75km/h）、4分10秒ペース（時速 14.4km/h）、6分24秒ペース（時速 9.38km/h）の４つをこの順番で行った。
Ⅱ：同一日に同一トレッドミルにて、5分27秒ペース（時速 11.0km/h）、5分00秒ペース（時速 12.0km/h）、4分37秒ペース（時速 13.0km/h）、6分00秒ペース（時速 10.0km/h）（以上斜度0.0%）の４つをこの順番でおこなった。おのおの助走を100m以上おこなった後にトレッドミル上の1000m通過時ににnanoの距離表示がどうなっているかを測定。
また、同じように5分27秒ペース（時速 11.0km/h）において、斜度0.0%、1.0%、2.0%、3.0%でも測定をおこなった。
３．結果
Ⅰ：トラックにて走るペースを変えた場合、このグラフのような結果となった。
キャリブレーションをおこなったペースとほぼ同じ4分50秒ペース（時速 12.41km/h）では実際の距離とNike+iPod Sprot Kitのずれは無い。つまり再現性はあると言える。しかし、走行速度（ペース）が上がるに従ってNike+iPod Sprot Kitは実際の距離よりも短く判定してしまう。それは例えば、、4分10秒ペース（時速 14.4km/h）で走った場合は1000mを910mと判断してしまう。逆に、6分24秒ペース（時速 9.38km/h）の場合は1000mを1140mも走ったと判断してしまうようだ。つまり、キャリブレーションした時のスピードより速く走ると距離を短く判定してしまい（結果ペースが本来より遅いと伝えてしまう）、遅く走ると実際の距離より長く走ったと判定（ペースが本来より速いと伝えてしまう）するという結果となった。その相関は直線上に乗る結果となった。
Ⅱ：トレッドミルでの場合も検証した。ただし、トレッドミル自身の表示距離が常に正しいとは限らない。が、トレッドミルでNike+iPod Sprot Kitを使用することもあるので、トラックでの実験の再現性も含めて検証してみた。
結果はこのグラフの通り、ほぼトラックでの傾向と同じである。ただ、キャリブレーションをおこなった4分50秒ペース（時速 12.41km/h）で、トラック同様に差がほとんど無しという結果にはならず５％程度ずれている結果となった。これはトレッドミルでの表示距離の誤差なのか、トレッドミルとトラック走とのフォームの違いによる物なのかは不明である。ただ、トラックでもトレッドミルでも速度と距離ずれの相関（つまり傾き）はほぼ等しかった。それは、トラックデータでは時速が1km/h上がる毎にずれが1000m当たり44mずれるのに対し、トレッドミルでは1000mあたり49mずれるという結果になった。つまり速度変化に対するNike+iPod Sprot Kitの測定誤差傾向はトラックとトレッドミルによる差はほとんど無い。
Ⅲ：トレッドミルを使用する場合は傾斜による計測ずれも知っておきたい。角度を変えた場合の距離ずれの結果が以下の通りである。
傾斜を変えることによっても、フォームの変化か（トレッドミルの誤差か？）Nike+iPod Sprot Kitとトレッドミル表示距離のずれが生じてくる。今回は角度がつくに従って実際の距離より大目に表示してしまう傾向が出た。例えば1%角度をつけることによって1000mあたり22mの誤差が生じているようである。
４．結論
キャリブレーションをおこなっても、そのキャリブレーションをおこなった時の走行速度からずれて走った場合には、走行距離に誤差が生じることが判った。それはキャリブレーション時よりもり速く走ると距離を短く判定してしまい、遅く走ると距離を長く判定してしまう。その程度は、今回の場合、時速が1km/h上がる毎にずれが1000m当たり44m短く判定した。
外を走った場合と、トレッドミルで走った場合は若干のずれはあるものの、やはり同様の結果となった。ただし、トレッドミルに傾斜を付けた場合、傾斜を付けるほど実際の距離より大目に表示してしまうようである。
Nike+iPod Sprot Kitでは、たぶんWalkとRunでの２つの速度でのキャリブレーションを行うことによって速度変化に対する距離ずれを補正しようとしているのであろうが、実際、私が使うであろう時速10km以上（通常は11km/h、ハイペース時では12km/h）においては距離ずれが生じてくる。
Nike+iPod Sprot Kitを使用する状況を考えるとLSD時が一番多いと思われるので、キャリブレーションはそのLSD時の速度（ペース）で行わないと実際の距離とはずれが生じることがわかった。
（尚、今回の検証は私のランニングフォームによる影響が大きいと思われるので、絶対的な数値は個体差が生じると思われます。）
次のレポートに続く(^^)
申し訳ございません。コメントはPC用ページから頂いています。 コメントはこちらから
【いただいたコメント】
＞ThomasTT さんからのコメント
興味深いデータですね。思ったよりちゃんと線形に乗ってますね。５％の誤差なら全然OKですし、装置としても悪くない数字だと思います。Wiiも加速度センサーを使っていますが、５％なら十分ゲームになるんじゃないですかね。ご苦労様でした。今からネットで買います！
2007/01/03
＞バンコキアン さんからのコメントコメントでははじめまして。バンコク在住者です。
二月ほど前に当地でフルマラソンに初挑戦したのですが、ゴール時には53キロ走ったと言われました。（4時間48分、、、）
20キロあたりまでは５キロ当たり2,300メートルの誤差でしたが、その後ペースが落ちて行くに従って誤差がどんどん広がっていきました。
50キロ以上も記録されてしまい、iPodに距離を褒めてもらうことはしばらくなさそうです。
ではでは
2007/01/03
＞あくび さんからのコメントたぶんそうじゃないかな～。と、思ったのですがこんなにきちんと実験してデータを出されるまささんは流石！
やっとこPCを新調して今日初めて使ってみました。信号などで足踏みするとカウントしてますよね？
いっそ調整しないほうがいいのかなぁ？まだとりあえずそのまま走っただけなので、試行錯誤中です。でも、面白いですよね～。
2007/01/03
＞HIDE10 さんからのコメントまささんさしい、素晴らししデータ収集に基づくレポートを、興味深く拝見させていただきました＾＾
本年も、どーぞよろしくお願いいたしますm(_ _)m
2007/01/03
＞masa さんからのコメント＞ThomasTT さん
そうなんです。思ったより直線に乗ってそうなので、３点でいいと思った測定を４点取ってしまいました(^^)
＞バンコキアンさん
お初です。ipodに誉めてもらうのもだんだん難しくなりますよね。今年の中で１番とか言ってくれるのでしょうかね
＞あくびさん
今度、自転車乗ったらちゃんと計測するかやってみようと思ってます(^^)
＞HIDE10さん
久しぶりにこういうの書きましたけど、やっぱ書き方も難しいですね。ことしもよろしくです。
2007/01/04
＞マカニ・トモ さんからのコメントいや、興味深い研究ですね。僕も持っていたら、やってみたくなりますよ。夏のボーナスで買おうかな。
2007/01/04
＞あくび さんからのコメントところで、これはペースを設定して走るってのは出来ないんでしょうかねぇ。
「遅すぎます」とか「もうちょっと抑えて」って優しい声で教えてもらえるといいのになぁ。
2007/01/04
＞wiwi さんからのコメント遅くなりましたがあけましておめでとうございます。ことしもよろしくお願いいたします。
大晦日に実家の近くでiPod自分へのご褒美に購入しました。こういう機器オンチの私はとりあえず本体だけですでに翻弄されていてSports kitにはとうぶんたどりつきそうもありません。。。
2007/01/04
＞masa さんからのコメント＞マカニ・トモさん
夏のボーナスといわず昼食代の一部で買ってくださいｗ
＞あくびさん
ペース設定いいですね。でも、それやっちゃうと信号無視とかする人増えちゃうかも。
＞wiwiさん
慣れるまで最初の機械は大変ですよね。がんばってください♪
2007/01/05
＞亀オヤジ さんからのコメントわ～・・・さすがまささん。
私には一回読んだだけでは、何のこっちゃ判らん程の凄ーいレポご苦労さまでした。
2007/01/05
＞masa さんからのコメント>亀オヤジさん
はは。関係の無い人には全くわけわからないですよねｗ
2007/01/05
＞今年こそ・・・ さんからのコメントnike+を買うかどうかは精度の問題・・と思いwebめぐり。すばらしいレポートに出会えました。ありがとうございます。
wlkingには使用しないとすると8km/hくらいと12km/ｈくらいの2pointでキャリブレーションしたら線の傾きは小さくなるかも。
いずれにしても思っていたより精度が出ているので買います。
ありがとうございました。
2007/01/07
＞masa さんからのコメント>今年こそ・・・さん
こんにちは。いろいろとキャリブレーションしてみて結果が出たらお教えくださいね。
2007/01/08
＞初めまして さんからのコメント私もnike+を使っているのですが、しばらく使ってみた結果、ピッチx歩幅=距離という風に割り出されているように感じました。
というのも、同じような速度でも歩幅を小さくするとペースアップしたように表示され、歩幅を大きくするとペースダウンしたように表示される気がするからです。
実際、加速度で距離を割り出すのは技術的にも大変そうなので、万歩計と同じように一歩毎のタイミングを計って、それにキャリブレーションで得られた平均歩幅の値を掛けているのではないかと想像しています。検証はしていないんですけど。
2007/02/10
＞masa さんからのコメント>初めましてさん
こんにちは。頭のいい友人は加速度を２回微分すれば簡単に距離が出るんだよねと言っていました。なるほど・・と思いましたが。
2007/02/11
＞Shiraishi さんからのコメントはじめまして。
ワタシもadidasのシューズでnike+使ってます。
すごい検証とレポート恐れ入ります。
ワタシはトレッドミルで使える、足踏みでも距離が出る時点で、
加速度センサーは使ってないと思います。
加速度を２回微分しても前に進むプラス（脚が空中のとき）と
後ろにすすむマイナス（脚がベルトに着地しているとき）の加速度で距離は0になるのでは・・・と思います。
多分歩数だけカウントしてるような感じデス。
会員サイトですが分解レポートがありました。
http://techon.nikkeibp.co.j...
2007/02/19
＞masa さんからのコメント>Shiraishiさん
はじめまして。実際はどうなんでしょうね。ただ公式サイトでも確か加速度センサー云々言っていたと思うので・・
2007/02/20
＞taka さんからのコメントはじめまして。 今までnikeシューズでないものを靴紐に装着して使用しておりましたがnike
シューズを購入して靴底にサンサーを入れて使ってみたら距離がほとんど測定できません。
１０キロのランで２キロ程度になってしまいます。
なにか原因があるのでしょうか？
どなたかおわかりになる方おりましたらアドバイスお願いします。
2008/11/29
＞masa さんからのコメント>takaさん
はじめまして。うーん何ででしょうねー。電池が無くなってきたとか・・。
2008/11/30
＞taka さんからのコメントmasaさん ありがとうございます。 でも靴紐装着では正確に測れるんです。
せっかくnie＋のシューズ買ったのに靴紐につけて使っております。
こういった内容の相談電話とかあるのでしょうかね？？？
2008/12/01
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