Google Research が SensorFM を発表——1兆分のウェアラブルデータで学習、35 件の健康タスクのうち 33 件で勝利

500万人、20億時間分のウェアラブルデータで事前学習。エンコーダーを凍結して線形ヘッドを1つ繋ぐだけで、34/35 の健康タスクで教師あり学習のベースラインを上回った。
著者:Google Research07-10 · 8 分で読了⚑ 研究論文
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研究解説・シャオフー解説
1分でわかる要点
  • Google Research が SensorFM を発表。1兆分を超えるウェアラブルセンサーデータで事前学習した健康基盤モデルで、対応論文は arXiv:2605.22759。
  • 学習データは同意済みユーザー500万人分。100か国以上と米国全50州をカバーし、Fitbit と Pixel Watch の20種類以上の機種、期間は2024年9月から2025年9月まで。
  • 4桁にわたるスケール実験において、最大モデル SensorFM-B は35件の健康予測タスクのうち33件で勝利。エンコーダーを凍結して線形ヘッドを1つ加えるだけでも、34/35 のタスクで従来の特徴量エンジニアリング+教師あり学習を上回った。
  • 核心技術は AIM(Adaptive Inheritance Masking、適応的継承マスキング)——デバイスが実際に欠損させたデータと、学習時に人為的に隠したデータを同じものとして扱い、モデルが生まれつき欠損情報を扱えるようにする。
  • パーソナルヘルスエージェントと組み合わせた臨床医による盲検評価では、SensorFM の予測から生成した健康サマリーは、実際の医学的測定値から生成したサマリーと比べて、評価点に統計的な有意差がなかった。
⚑ 本稿は Google Research 公式ブログによる自社モデル SensorFM の紹介である。以下のデータ規模、タスク勝率、盲検評価の結論はいずれも Google 公式の発表とその論文に基づくもので、第三者による独立した再現検証はまだ行われていない。
1背景にある課題

ウェアラブル端末が溜め込んだデータ、実はほとんど活用されていない

この10年、時計やリストバンドは膨大な心拍数・血中酸素濃度・睡眠・運動のデータを記録してきた。しかしそのほとんどは端末の中で眠ったままか、「今日何歩歩いたか」「よく眠れたか」といったごく限られた用途にしか使われていない。これらを本当に健康リスクの予測に使おうとすると、従来のやり方は3つの壁にぶつかる。

課題 01

1つのタスクに1つのモデル

糖尿病を予測したければ糖尿病専用モデルを、うつ病を予測したければうつ病専用モデルを、それぞれ個別に学習させる必要がある。モデルごとに独自のラベル付きデータが要り、知識を互いに共有できない。

課題 02

ラベルは高くて手に入りにくい

「この人は糖尿病と確定診断された」といった1つの健康ラベルの裏には、医学検査・検体分析・診断があり、時間もコストもかかる。多くのラベルはそもそも遡って取得できない。3年前に戻って改めて健康診断を受けさせることはできないからだ。

課題 03

個人差が大きすぎる

同じ心拍数の波形でも、ある人にとってはまったく正常でも、別の人にとってはリスクの兆候かもしれない。画一的なモデルでは、この個人差を受け止めきれない。

2登場

Google Research が出した答え——SensorFM

2026年7月9日、Google Research はブログを公開し、SensorFM というウェアラブル健康データの基盤モデルを紹介した。対応論文は arXiv(番号 2605.22759)に掲載されている。

これは1つの統一モデルで人体のさまざまな生理信号を読み取り、その能力を心血管系から代謝、睡眠から心理的健康まで、数十種類の健康予測タスクへ移転させようという試みだ。前節で挙げた3つの壁こそ、これが崩そうとしているものである。
💡
これはこれまでウェアラブル健康モデルの学習に使われた中で最大のデータセットだ——1兆分超、500万人分。最大モデルは35件の健康予測タスクのうち33件で勝利。エンコーダーを凍結して線形ヘッドを1つ加えるだけでも、34/35 のタスクで従来の特徴量エンジニアリング+教師あり学習を上回った。
たとえるなら

GPT が膨大なテキストから言語の普遍的な法則を学んだように、SensorFM は1兆分を超えるセンサーデータから人体生理の普遍的な法則を学ぶ。まず汎用的な土台を学習し、その上にさまざまな具体的タスクを接続していく。

3学習データ

何を食べさせたのか——1兆分の身体データ

まずどれだけのデータを食べさせたのかを見てみよう。このデータは同意済みユーザー500万人分に由来し、期間は2024年9月から2025年9月まで、100か国以上と米国全50州をカバーしている。

500万人データ提供に同意したユーザー
100+ か国カバー範囲、米国全50州を含む
20+ 機種Fitbit と Pixel Watch のデバイス
20億時間1人あたり数週間分の信号を積算
1兆分分単位の分解能による信号の総時間

これはこれまでモデルの学習に使われた中で最大かつ最も多様なウェアラブルデータ群だ。5種類のセンサーに由来する、1分ごとに集計された34の特徴量を統合している。

センサー略称測定対象
光電式容積脈波PPG心拍数、心拍変動、血中酸素飽和度
加速度センサーAccelerometry運動量、歩数
皮膚電気活動EDA皮膚の導電率(ストレス反応)
皮膚温度Skin Temp体温の変化
高度計Altimetry標高/上昇

ここで2つの略称について補足しておく。PPG(光電式容積脈波)とは、時計が皮膚に密着した状態で光を発し、血管による光の吸収の変化から心拍と血中酸素を逆算する仕組みで、スマートウォッチが心拍数を測る際の主な原理でもある。EDA(皮膚電気活動)は皮膚表面の導電率を測るもので、人は緊張して汗をかくと導電率が変化するため、ストレスや感情を間接的に反映する指標としてよく使われる。

4コア技術・AIM

時計は途切れるもの、モデルはどう「気にしない」を学んだか

SensorFM で最も重要な設計は、「欠けたデータ」をどう扱うかという点にある。時計は充電のために外され、省電力モードに入り、センサーはオンオフを繰り返す。ウェアラブルデータにとって、欠損はごく当たり前のことだ。

コア技術・AIM

欠損データの扱いには従来2つのやり方があった。1つは推測で空白を埋める方法だが、推測した値が間違っていればバイアスを持ち込んでしまう。もう1つは欠損のある時間窓をそのまま捨てる方法だが、これでは貴重なデータを大量に無駄にしてしまう。SensorFM は第三の道を選んだ。それが AIM(Adaptive Inheritance Masking、適応的継承マスキング)——デバイスが実際に欠損させたデータと、学習時に人為的に隠したデータを同じものとして扱い、モデルが生まれつき情報の欠損に慣れ、「欠損」そのものを自分で補完すべき対象として学習させる。

従来のやり方

空白を推測で埋めれば、間違えばバイアスが入り込む。欠損のある時間窓を捨てれば、データを無駄にする。前提は「データは完全でなければならない」というものだった。

AIM のやり方

実際の欠損と人為的なマスクを同じものとして扱い、欠損の補完そのものを学習タスクにする。前提は「欠けているのが当たり前」というものだ。

2種類の欠損、同じ処理 実際の欠損 端末を外す/省電力 人為的なマスク 学習時にわざと隠す
同じ心拍波形において、灰色のブロックは端末が実際に欠損させたデータ、斜線は学習時に人為的に隠したデータを表す。AIM はこの2つを同じものとして扱い、隠された部分(点滅する赤い線)をモデルに復元させる。
たとえるなら

電波の悪い電話で、文脈から聞き取れなかった数文字を推測できるよう人を訓練するようなものだ。電波がフル表示でなければ聞かない、というわけにはいかない。AIM はモデルに、「全部聞き取れなくても」完全な意味を復元できるよう慣れさせるものだ。

こうして学習された SensorFM は、生まれつき「欠損認識型」だ。データの欠損を許容するだけでなく、逆に欠損を利用して学習することもできる。

SensorFM の欠損認識型マスク復元による事前学習の概念図
SensorFM は「欠損認識型のマスク復元」によって、1兆分を超えるマルチモーダルセンサーデータで事前学習を行う。出典:Google Research
5スケール効果

規模を拡大すれば効果も伸びる、しかもまだ頭打ちではない

データとモデルを同時に拡大すると、効果はどうなるのか。Google は4桁にわたる実験を行った——データ量は200万センサー時間から20億時間まで、モデルは10万パラメータから1億パラメータまで拡大した。

-31%
最大モデルが最小モデルに対して削減した復元損失の幅
+9%
分類タスクの平均 AUC の向上幅
+21%
回帰タスクのピアソン相関係数の向上幅
33/35
最大モデル SensorFM-B が勝利したタスク数

事前学習の損失はデータとモデルが大きくなるにつれて着実に下がり続け、35のタスクのうち33で勝利した。さらに重要なのは、性能曲線にまだ頭打ちの兆候が見えないことだ。つまり、データやパラメータをさらに増やせば、まだ強くなる可能性が高い。

ここで2つの指標について補足する。AUC は分類判断の正確さを測る指標で(0.5 は当てずっぽうに相当し、1 は完璧な判断)、ピアソン相関係数は予測値と実測値がどれだけ連動しているかを測る指標だ(値は -1 から 1 まで、1 に近いほど連動性が高い)。

SensorFM のスケール実験曲線
データ量とモデルの容量を桁単位で同時に拡大すると、事前学習と下流タスクの性能はともに上昇を続け、飽和の兆候は見られない。出典:Google Research
6転移能力

モデルを凍結したまま、線形ヘッドを1つ繋ぐだけで十分

モデルが学習した表現が実際に使い物になるかどうかを確かめる、手っ取り早い方法がある。モデル本体を凍結してパラメータを一切変えず、その出力する生理学的表現に単純な線形ヘッドを外付けするだけだ(これは「線形プローブ(linear probe)」と呼ばれる)。それでそのまま仕事ができるかを見る。

凍結された SensorFM エンコーダー
→
生理学的表現
→
線形ヘッド(この層だけ学習)
→
健康予測

35件の判別的な健康タスクでテストした(データは IRB 承認済みの前向き研究3件、参加者計13,985人に由来)。6つの大分類にわたる健康シグナルをカバーしている。

心血管の健康 代謝リスク メンタルヘルス 睡眠 人口統計 ライフスタイル

35のタスクのうち34で従来のベースラインを上回った(丸1つが1タスクを表し、白抜きのものが唯一勝てなかったタスク):

軽量な線形ヘッドを学習させるだけで、34のタスクにおいて「特徴量エンジニアリング+教師あり学習」という従来のベースラインを上回った。さらに2つの細部がある。モデルが大きくなるほど、年齢や性別といった人口統計的特徴を暗黙のうちに自ら捉えられるようになる(これらの情報を追加で与えることによる向上幅はどんどん小さくなる)。またうつ病や不安のような、センサー上の信号が非常に微弱で捉えにくい状態についても検出でき、しかも少量のラベル付きサンプルだけでベースラインを上回れる。

これは、同じ生理学的表現を数十種類の健康予測タスクに転移できることを意味し、新しいタスクに適応させるために必要なラベル付きデータと開発期間を大幅に圧縮できるということだ。

SensorFM の線形プローブによる下流タスクの性能向上
凍結した SensorFM の表現に線形プローブを1つ加えるだけで得られる、各種判別的な健康タスクにおけるベースライン比の性能向上。出典:Google Research
7コア技術・エージェント教室

一室のAIエージェントたちが、われ先にと予測ヘッドを繋ごうと競い合う

生理学的表現を具体的なタスクの予測器に変えるには、従来なら人手による特徴量エンジニアリング、アーキテクチャ選定、ハイパーパラメータ調整が必要で、非常に煩雑だった。Google はいっそこの作業をAIに任せることにした。

コア技術・Agentic Classroom

彼らは「マルチエージェント協働教室」(agentic classroom)を作り上げた。複数のAIエージェントが協力しながら競い合い、予測ヘッドを構築するための実行可能なコードを繰り返し生成・テスト・改良していく。システム全体で延べ3万件を超える候補案を探索した。

予測ヘッドのコードを生成
→
自動テストで採点
→
協働+競争で改良
↻
より優れた案へ収束
複数のAIエージェントがこのプロセスを繰り返し、延べ3万件を超える候補案を探索した。
16/20
分類タスクにおいて、エージェントが設計した予測ヘッドが単純な線形プローブに勝った割合
12/15
回帰タスクにおいて、エージェントが設計した予測ヘッドが単純な線形プローブに勝った割合

さらに2つの傾向が見られた。案の質は探索が進むにつれて一貫して向上していくこと、そしてより強力なAIモデル(例えば新しいバージョンの Gemini)に切り替えると、より良い案が得られることだ。

AIエージェント教室が反復的にコードを書いて予測ヘッドを構築
AIエージェント教室が反復的にコードを書いて予測ヘッドを構築し、案は時間とともに改良され続ける。出典:Google Research
8盲検評価による検証

AIの推測と実際の健診結果、医師には見分けがつかない

最後に、Google は SensorFM を「パーソナルヘルスエージェント」(Personal Health Agent)に組み込み、厳密に設計された実験を行った。健康サマリーを生成させ、3種類の入力条件における質を比較したのだ。

条件1・ベースライン

人口統計+日次指標

基本情報と日々のウェアラブルデータのみでサマリーを生成する。5つの評価軸すべてで最下位だった。

条件2・SensorFM

SensorFM の予測を追加

ベースラインに、モデルによる健康指標の推論を加える。すべての評価軸でベースラインを上回った。

条件3・上限参照

実測値を追加

ベースラインに、実際の医学的測定値(グラウンドトゥルース)を加える。到達可能な上限として対照させる。

ベースライン < SensorFM の予測 ≈ 実測値
≈ は臨床医の評価点に統計的な有意差がないことを示す

具体的な方法はこうだ。臨床医のグループが盲検条件下で、背景情報、関連性、妥当性、パーソナライズ、潜在的な害という5つの評価軸からサマリーを採点し、合計1,860件の評価を行った。専門家による評価には40時間を超える時間が費やされた。

1,860件
臨床医による盲検評価の専門家採点総数
40+時間
専門家が評価に費やした時間

結論は2つ。SensorFM の予測を加えると、5つの評価軸すべてでベースラインを上回った。さらに重要なのは、SensorFM の予測を使った場合と実測値を使った場合とで、臨床医の採点に統計的な有意差がなかったことだ。つまり、この健康アシスタントというシナリオにおいては、モデルの推論は実際の医学的測定とほぼ同等に役立つということになる。

SensorFM をパーソナルヘルスエージェントのツールとして組み込み回答の質を向上
SensorFM をパーソナルヘルスエージェントのツールとして組み込むと、臨床医による生成回答への評価が向上する。出典:Google Research
9限界

まだ足りないもの——プライバシー、臨床検証、相関の罠

こうした結果の他に、はっきりさせておくべきことがいくつかある。

プライバシー

500万人分の健康データの安全性はどう担保するのか。Google は使用しているのは「同意済み」かつ「非識別化」されたデータだと強調しているが、大規模な健康データのプライバシーは常に注視すべき問題であり続ける。

臨床検証

現時点ではまだ研究段階にとどまっており、実際の医療応用に至るまでには、厳格な臨床試験という壁が控えている。

アクセシビリティ

Fitbit や Pixel Watch のような端末に依存しているため、購入できない、あるいは使いこなせない人々は締め出されてしまう。デジタルデバイドが存在する。

相関は因果ではない

モデルが学習しているのは信号間の相関関係であり、予測には使えるが、その背後にある因果関係を説明できるわけではない。

エンコーダーを凍結し、軽量な線形ヘッドを1つ学習させるだけで、34/35 の健康タスクにおいて従来の特徴量エンジニアリング+教師あり学習を上回った。 Google Research · SensorFM
本稿はシャオフー解説サイトが、Google Research 公式ブログ「SensorFM: Towards a general intelligence and interface for wearable health data」(2026年7月9日公開、対応論文 arXiv:2605.22759)に基づいてまとめたものである。文中のデータ規模、タスク勝率、盲検評価の結論はすべて Google 公式の発表とその論文に基づくもので、第三者による独立した再現検証はまだ行われていない。画像出典:Google Research。
出典
Google ResearchGoogle Research·原文を見る
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