Galaxy Watchで全身の動きを読む技術をコーネル大が発表｜スピーカーの超音波で12関節を推定誤差は約10cm未満【研究レポート】

公開日： 2026.11.12

スマートウォッチを着けた腕を前に出すコーネル大学の研究者。後ろのモニターにはウォッチの音で推定した全身の姿勢が人の形で表示されている

Table of Contents

米コーネル大学は2026年11月11日、市販のスマートウォッチ1台で、着けている人の全身の動きを読み取るシステム「EchoMotion」を発表しました。ウォッチに入っているスピーカーとマイクで人に聞こえない高い音（超音波）を出し、腕や脚に当たってはね返る音から姿勢を割り出します。カメラを使わないので、本人や周りの人のプライバシーを守れるとしています。

改造していないGalaxy Watch 6で、頭から足首までの12の関節の位置を、初めて使う人でも平均4インチ（約10cm）未満の誤差で推定できました。研究はまだ試作の段階で、製品に入る時期は決まっていません。スマートウォッチで手の動きを読む研究は、ノースウェスタン大学の発表でも紹介しています。

ウォッチのスピーカーとマイクが超音波で全身の動きを読む

EchoMotionは、コーネル大学の情報科学の准教授、チェン・ジャン（Cheng Zhang）さんが率いるSciFi Labが開発しました。論文の筆頭著者は博士課程のサイフ・マフムード（Saif Mahmud）さんです。研究は、ウェアラブル機器などをテーマにした国際学会「UbiComp/ISWC」で、10月13日に上海で発表されました。

仕組みは、コウモリや船のソナーに近いものです。ウォッチのスピーカーから超音波を出すと、着けている人のまわりに音の球のような範囲ができます。手足が動くと、はね返ってくる音の様子が変わり、それをウォッチのマイクが拾います。はね返りの模様から体の姿勢を割り出すのは、ウェアラブル機器の中でも動かせるように小さく作ったAIのモデルです。

チームは最初に、左右に1組ずつスピーカーとマイクを付けた、3Dプリンターで作ったウォッチの模型で試しました。市販のウォッチにはスピーカーとマイクが1組しかないため、それでも動くようにシステムを作り替えています。

改造なしのGalaxy Watch 6で12関節の誤差は約10cm未満 12分の調整で約6cmに

AIの学習には、10人のボランティアが利き手でないほうの手首にウォッチを着け、18種類の運動をしたデータを使いました。頭から足首までの12の関節について、EchoMotionが推定した位置と、カメラでとらえた姿勢を比べて精度を確かめています。

新しく集めた15人が、改造していないGalaxy Watch 6を着けて試したところ、初めて使う人でも、関節ごとの平均の誤差は4インチ（約10cm）未満でした。1人あたり1回だけ12分間の調整をすると、誤差は3分の1以上減り、約2.4インチ（約6cm）になりました。

同じAIのモデルは、学習し直さなくてもGalaxy Watch 7とGoogle Pixel Watch 3で動きました。さらに別の10人が、狭い部屋、細い廊下、交通量の多い道路の脇で18種類の運動をした試験では、家具や周りの騒音の影響は受けませんでした。廊下では、ほかの人に当たってはね返る音のせいで、精度が少し下がっています。

消費電力は約12ミリワット 30分使って電池の減りは5〜6%

音を使う計測は、カメラにくらべてデータの量が少なく、処理が軽くて済みます。EchoMotionの計測にかかる電力は約12ミリワットで、体に着けるカメラの約40分の1です。Galaxy Watch 6で30分使ったときの電池の減りは、5〜6%でした。

スマートフォンやイヤホン、VRのヘッドセットを用意しなくても、今あるウォッチだけで使える点も利点に挙げています。

筋トレの回数やフォームを数えるAIコーチやリハビリの記録に使える

研究チームは、運動や日常の動き、リハビリの進み具合の記録に使えるとしています。たとえば、AIのフィットネスコーチが、ブルガリアンスクワットの回数を数えたり、フォームを直したりする使い方です。スマートグラスのカメラと組み合わせて、手に取った物まで記録する案や、市販のウェアラブル機器やVRに組み込む案も挙げています。

一方で、試験に参加したのは各回10〜15人と少なく、地下鉄のような混み合った場所で使うには、数千人規模のデータが必要だと研究チームは話しています。試したのは18種類の運動で、それ以外の動きでどこまで読み取れるかは示されていません。

手首のウォッチだけで全身の動きが分かるようになれば、筋トレのフォームのチェックも、カメラやスマートフォンを立てずにできるようになります。スマートウォッチの研究の関連記事は、下にまとめています。

Source: Cornell Chronicle／EchoMotion論文（ACM）／画像：Cornell University