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スマートウォッチの消費カロリー計測|METs(メッツ)を使った計算値との精度検証 編

Calories measured by smartwatch

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スマートウォッチをつけて歩けば消費カロリーはリアルタイムで確認することができますが、運動強度の指標である「METs(メッツ)」の値を使えば、おおよその数値を計算式で求めることも可能です。

今回は、実際に私がスマートウォッチで計測した結果も交えて精度の検証をしてみました。

この記事では、さらに一歩踏り込み、スマートウォッチとMETs計算、それぞれの「仕組み」を解説し、ウォーキングや筋トレなど運動の種類によってどちらの数値を「目安」にすべきか、その「使い分け」までを徹底解説します。ダイエットや運動管理の参考にしてください。

【実測比較】Apple Watch vs METs計算(ウォーキング編)

スマートウォッチを操作する様子

私の普段歩く速度は、時速5.2km〜6.0kmぐらい。平均で考えると「時速5.6km」となり、これはMETs(メッツ)の単位で「4.3メッツ」に相当します。

▼METsを使った計算式で算出
この前提(4.3METs、体重66kg、時間0.5h)で計算すると、下記のようになります。

4.3 × 66 × 0.5 × 1.05 = 148.995kcal
計算式:METs × 体重(kg) × 時間(h) × 1.05

▼Apple Watchでの計測結果 一方、Apple Watchでの計測結果(下:写真参照)は、仮定のスピードよりはやや遅い速度(時速約5.2km)になりましたが、「143kcal」という結果でした。

Apple Watchの計測結果:約30分歩いた場合の消費カロリー(撮影写真)
Apple Watchでの計測結果

結論:「ウォーキング」においては、数値は非常に近く、精度は高いと言えます。

歩く時間
(約30分)
スマートウォッチ
(Apple Watch)
143kcal
METsでの算出
(4.3メッツ)
148.995kcal
※数値はあくまでも目安です。

実際には歩く環境(信号待ち、坂道など)が異なるため、消費カロリーが多かったり少なかったりする場合もありますが、数値がおかしいと言えるほどの誤差ではありません。

では、なぜスマートウォッチはこれほど正確に近い数値を推定できたのでしょうか? その「仕組み」を見ていきましょう。

スマートウォッチは「どう」カロリーを測っているか?

スマートウォッチが消費カロリーを測る際、最も重要な役割を担っているのが、手首に光る緑色のライト「光学式心拍センサー」です。

仕組み(簡易解説)

  1. 心拍センサーが、血流の変化を読み取って「心拍数」を計測します。
  2. 加速度センサーが、歩数や腕の振りなど「体の動き」を検知します。
  3. これら「心拍数(=運動強度)」と「動き」のデータを、ユーザー情報(年齢・性別・体重)と合わせて、メーカー独自のアルゴリズムで「活動カロリー」として推定しています。

ウォーキングは「動き」と「心拍数の上昇」が連動しやすい(速く歩けば心拍数も上がる)ため、スマートウォッチが最も得意とする運動の一つです。

だからこそ、先ほどの比較でもMETsの計算値と非常に近い、精度の高い結果が出たと考えられます。

METs(メッツ)とは?「平均的な」カロリー計算術

次に、比較対象となった「METs(メッツ)」について解説します。

メッツ(METs)とは

METs(Metabolic Equivalents)とは、運動で消費するカロリーが、安静時の何倍に当たるかを表す単位として、国際的な基準として使用されています。 座って安静にしている状態が 1 メッツ、時速4キロ程度の歩行は3メッツに相当します。

  • 座位安静時・・・1メッツ
  • 普通歩行・・・3メッツ

詳細については、国立健康・栄養研究所の公式サイトに改訂版「身体活動のメッツ(METs)表」が掲載されています。

消費カロリーの目安と計算方法

メッツ(METs)の数字を用いることで、下記計算式でおおよその消費カロリーを算出できます。

消費カロリーの求め方(計算式) メッツ × 体重(kg) × 時間(h) × 1.05

「1.05」という数字の意味は、安静時のエネルギー消費量を考慮する値(安静時による成人体重1kgにつき1時間あたりのエネルギー消費量)を表しています。

METsの限界

METs計算は客観的な指標ですが、あくまで「標準的な活動」を想定した平均値です。 例えば、同じウォーキング(3.5METs)でも、急な坂道を登った時の「個人のキツさ(心拍数の上昇)」や、体力差までは反映されない、という側面も持ちます。

シナリオ別:スマートウォッチとMETs、どっちを目安にすべき?

ウォーキングではどちらも信頼できる数値が出ましたが、運動の種類によっては「得意・不得意」があります。

① ウォーキング・ジョギングの場合

結論:スマートウォッチがおすすめ。

理由: METs計算では反映しきれない「坂道」や「ペースアップ」による個人のリアルな心拍数の変動(=頑張り)を、スマートウォッチは正確に反映してくれるためです。

② 筋力トレーニングの場合

結論:METs計算の方が目安になる(スマートウォッチは不正確になりがち)。

理由: 筋トレは、心拍数が上がりにくい割に筋肉への負荷が高い運動です。そのため、心拍ベースで計測するスマートウォッチでは、実際の負荷よりも消費カロリーが「過小評価」されがちです。

METs表(例:ウェイトリフティング 高強度 6.0 METs)で、大まかに計算する方が実態に近い場合があります。

③ ヨガ・ピラティスの場合

結論:METs計算の方が目安になる。

理由: ②と同様、心拍数が上がりにくい静的な動きが多いため、スマートウォッチでは過小評価される傾向があります。METs表(例:ヨガ 2.5 METs)を基準に計算する方が安定します。

④ 日常生活(家事・デスクワーク)

結論:スマートウォッチが便利。

理由: 「掃除機をかける(3.3 METs)を10分、料理(2.5 METs)を20分…」とMETsで細かく計算するのは非現実的です。着けているだけで総消費カロリーを推定してくれるスマートウォッチが圧倒的に便利です。

速度と消費カロリーの関係(推定値)

私の場合、普段歩く速度は、時速5.2km〜6.0kmぐらい。

平均で考えると「時速5.6km」となります。

これをメッツ(METs)という単位で考えた場合、「4.3メッツ」となります。

歩く
(目安)
速度
(時速)
メッツ
(METs)
消費カロリー
(体重50kg)
とても
ゆっくり
3.2km2.052.5kcal
ゆっくり3.2〜
4.0km
2.8〜
3.0
73.5〜
78.8kcal
普通4.5〜
5.1km
3.591.9kcal
やや速い5.6km4.3112.9kcal
速い6.4km5.0131.3kcal
※消費カロリーは体重50kgの人が30分歩いた場合の推定値となります。

歩く場所は平坦な道のりを想定していますので、坂道や階段、信号待ちなどが含まれるとエネルギー消費量も増減します。

速度や時間、体重がそれぞれ異なれば消費カロリーも変わってきます。

メッツと体重から見る消費カロリー

下記は、体重が50kg・60kg・70kg・80kgの人が30分歩いた場合に消費するカロリーをメッツをもとに試算した結果表です。

消費カロリーの目安量(kcal/0.5h)

メッツ50kg60kg70kg80kg
3.078.7594.5110.25126.0
3.591.875110.25128.625147.0
4.3112.875135.45158.025180.6
5.0131.25157.5183.75210.0
資料:メッツ表をもとに作成

体重50kgの人が普通の速度(3.5メッツ)で歩いた場合

(例:1)
体重が50kgのAさんが、普通の速度(3.5メッツ)で30分歩いた場合、消費カロリーは下記の通り。

3.5 × 50 × 0.5 × 1.05 = 91.875kcal

体重50kgの人がやや速い速度(4.3メッツ)で歩いた場合

(例:2)
Aさんの速度をやや速い(4.3メッツ)にした場合、消費カロリーは112.875kcalに上がります。

4.3 × 50 × 0.5 × 1.05 = 112.875kcal

私たちは「数字」とどう付き合うべきか

今回の検証で、スマートウォッチの精度は(特にウォーキングにおいて)高いことが分かりました。 しかし、その数字をどう活用するかが最も重要です。

  • スマートウォッチの数値は「相対値」で見る 「今日の消費カロリーは2,500kcalだ!」と絶対値を信じ込むのではなく、「昨日より200kcal多く動けた」「今週は平均より高い」という日々の傾向(トレンド)を把握するために最適です。
  • METs計算は「計画」と「補完」のために使う 「この運動を30分やったら、平均的には○○kcalか」という運動の計画を立てたり、スマートウォッチが苦手な筋トレなどのカロリーを補完するために役立ちます。
  • 最強の答え合わせは「自分の体」 結局のところ、消費カロリーが摂取カロリーを上回っていれば体重は変化します。スマートウォッチの数値やMETs計算を参考にしつつも、最終的には「体重計の数値」や「鏡に映る体型」が真実です。

数値に振り回されず、自分の体と向き合うための「補助ツール」として賢く活用しましょう。

さいごに

今回はスマートウォッチで測る消費カロリーをメッツ(METs)での計算値と比較してみました。

私が普段使っているApple WatchやGarmin、Pixel Watch/Fitbitなどのスマートウォッチ(活動量計)の精度は、個人的には高いと感じています。 ただ、精度に関してはメーカーやモデルによって性能が異なるのも事実。 あくまでも計測機器なので、利用環境(汗や気温)や装着状態(ゆるみ)に左右されることも考慮する必要があります。

この辺に関しては、ある程度の許容を含めて利用することも必要かもしれません。

METsの詳細について

メッツの詳細については、国立健康・栄養研究所の公式サイトに、改訂版「身体活動のメッツ(METs)表」が掲載されています。

スマートウォッチ最大のメリットは身体状態の可視化?3メーカー(Apple Watch・Fitbit・Garmin)編

【参考文献】
・麻美直美、川中健太郎(編)運動生理学 羊土社
・関根紀子(編・著)運動と健康 放送大学教育振興会

・寺田新(著)スポーツ栄養学 東京大学出版会

【参考サイト】

・健康づくりのための身体活動基準2013」及び「健康づくりのための身体活動指針(アクティブガイド)」について 厚生労働省

・メッツ / METs(めっつ) e-ヘルスネット 厚生労働省

・改訂版『身体活動のメッツ(METs)表』 (独)国立健康・栄養研究所

※体重の数値は個人の平均値を利用しています。
※写真やイラストはイメージです。