メインコンテンツへスキップ
ツールと技術 4 分で読める 878 語

MyShakeアプリ: スマートフォンを地震計として

MyShake turns your smartphone into a seismometer and earthquake early warning receiver. Learn how this crowdsourced network detects earthquakes.

MyShake: Turning Smartphones into Seismometers

The MyShake application, developed at the University of California Berkeley Seismological Laboratory, demonstrates a novel approach to seismic monitoring: harnessing the collective sensing power of millions of smartphones to supplement — and in data-sparse regions potentially replace — traditional seismic station networks. Understanding how MyShake works reveals both the ingenuity of the approach and the engineering challenges involved in deploying distributed seismic sensing at global scale.

The Accelerometer at the Core

Every modern smartphone contains a micro-electromechanical systems (MEMS) 加速度計地面の揺れの加速度を測定するセンサーで、耐震工学において重要な役割を果たす。現代の強震動加速度計は、大地震近傍の激しい揺れを記録できる。 — a tiny chip-scale device that measures acceleration in three orthogonal axes. These accelerometers were originally designed for screen orientation and step counting, but they also respond to ground shaking. The sensitivity of modern MEMS accelerometers is sufficient to detect moderate earthquakes (M 4.0+) at distances of tens of kilometers, though they lack the sensitivity of purpose-built 地震計地震波によって生じる地面の揺れを検知し記録する装置。現代のデジタル地震計は、ナノメートル未満の変位も検出できる。 instruments at small magnitudes.

How MEMS Differs from Traditional Sensors

A traditional broadband 地震計地震波によって生じる地面の揺れを検知し記録する装置。現代のデジタル地震計は、ナノメートル未満の変位も検出できる。 uses a hanging mass suspended by springs in an evacuated vault, capable of resolving ground motions as small as picometers. MEMS accelerometers have noise floors millions of times higher, limiting their effective detection threshold. However, what MEMS devices lack in individual sensitivity they compensate for in numbers — millions of devices creating a globally distributed 地震観測網地震活動を継続的に監視する、連携した地震観測点の集合。世界地震観測網(GSN)は150以上の観測点から構成され、世界規模の観測範囲を提供する。 at essentially zero marginal cost per sensor.

The On-Device Detection Algorithm

MyShake runs a lightweight machine learning classifier continuously on the phone's processor, analyzing three-axis 加速度計地面の揺れの加速度を測定するセンサーで、耐震工学において重要な役割を果たす。現代の強震動加速度計は、大地震近傍の激しい揺れを記録できる。 data in real time. The classifier was trained on thousands of waveform examples to distinguish seismic shaking from human activities — walking, driving, dropping the phone — which can produce accelerations far larger than earthquake ground motion. When the on-device classifier detects a candidate seismic signal, it uploads a summary to the MyShake server without sending the complete raw waveform, conserving battery and data bandwidth.

Network-Level Earthquake Confirmation

A single phone detecting a candidate signal is insufficient for reliable event confirmation — the on-device classifier has a non-trivial false alarm rate because everyday human activities can mimic seismic waveforms. The MyShake back-end server applies a network-level algorithm that looks for spatially and temporally correlated detections across multiple devices. When dozens of phones within a geographic cluster report candidate signals within seconds of each other, the network classifier confirms an earthquake and estimates the 震央地下で地震が発生した震源の真上にあたる地表の地点。ニュース報道では地震の発生場所としてよく報じられる。 location and マグニチュード地震が放出した総エネルギー量を表す単一の数値。整数値が1増えるごとに、放出エネルギーはおよそ31.6倍になる。. This two-tier approach dramatically reduces false alarm rates.

Contribution to 緊急地震速報(EEW)地震を検知し、強い揺れが到達する前に人々やシステムに警報を送るシステム。数秒から数十秒の猶予を提供し、身を守る行動をとるのに十分な時間となる。 Systems

The MyShake network has been integrated into California's シェイクアラート(ShakeAlert)USGSと大学パートナーが運用する、アメリカの緊急地震速報システム。西海岸(カリフォルニア州・オレゴン州・ワシントン州)をカバーし、緊急速報メールを通じて警報を送信する。 early warning system as a supplementary data source. In earthquake-prone regions with dense MyShake installations, crowd-sourced phone detections can provide an additional layer of ground truth that reduces the time to event confirmation. In developing countries where traditional 地震観測網地震活動を継続的に監視する、連携した地震観測点の集合。世界地震観測網(GSN)は150以上の観測点から構成され、世界規模の観測範囲を提供する。 infrastructure is sparse — much of South Asia, Central America, and sub-Saharan Africa — MyShake-style networks represent a low-cost pathway to basic early warning capability.

Citizen Science and Research Data

Beyond early warning, MyShake accumulates a massive dataset of seismic recordings from around the world. Researchers use this archive to study 群発地震明確に卓越した本震を持たず、数日から数か月にわたって局地的な領域で発生する一連の地震。火山活動や流体の注入と関連することが多い。 sequences, calibrate attenuation models in regions lacking traditional stations, and test new magnitude estimation algorithms. The app also includes a citizen science component inviting users to contribute felt intensity reports, analogous to the USGS 「揺れを感じましたか?」(DYFI)地震後に一般市民から震度に関する報告を収集し、市民参加型の震度マップを作成するUSGSのプログラム。地震を感じた誰もが報告を投稿できる。 program, creating a parallel stream of macroseismic data.

Battery and Privacy Considerations

Running a continuous sensor application raises legitimate concerns about battery consumption and privacy. MyShake is designed to minimize battery impact by activating the accelerometer only when the phone is stationary — movement detected by the gyroscope pauses seismic monitoring since a moving phone cannot distinguish seismic ground motion from user activity. Location data used for event confirmation is anonymized and aggregated on the server; individual device locations are not logged or shared. The app transmits only compact detection reports, not continuous waveform streams.

Expanding the Global 地震観測網地震活動を継続的に監視する、連携した地震観測点の集合。世界地震観測網(GSN)は150以上の観測点から構成され、世界規模の観測範囲を提供する。

Traditional 地震観測網地震活動を継続的に監視する、連携した地震観測点の集合。世界地震観測網(GSN)は150以上の観測点から構成され、世界規模の観測範囲を提供する。 expansion is constrained by the cost of instruments (tens of thousands of dollars each), installation logistics, power supply requirements, and ongoing maintenance. A single MyShake user's smartphone provides sensing capability in a location that might otherwise be unmonitored. In subduction zone countries like Indonesia, the Philippines, and Chile, where 地震計地震波によって生じる地面の揺れを検知し記録する装置。現代のデジタル地震計は、ナノメートル未満の変位も検出できる。 station density is insufficient for optimal 緊急地震速報(EEW)地震を検知し、強い揺れが到達する前に人々やシステムに警報を送るシステム。数秒から数十秒の猶予を提供し、身を守る行動をとるのに十分な時間となる。 system performance, MyShake-class crowdsourced networks fill critical gaps.

Limits of Smartphone Seismology

Smartphone seismology faces fundamental constraints that prevent direct equivalence with professional instrumentation. The dynamic range of MEMS accelerometers is insufficient to record both the weak early P-wave phase and the strong S-wave shaking in the same waveform without clipping. Phones placed on soft furnishings decouple from ground motion, reducing sensitivity. Phones in pockets or bags show highly variable coupling. The heterogeneity of deployment environments makes precise calibration impossible, limiting the precision of magnitude estimates derived from smartphone data alone. These limitations mean that MyShake is best understood as a force multiplier for existing networks, not a replacement.

Summary

MyShake demonstrates that the 加速度計地面の揺れの加速度を測定するセンサーで、耐震工学において重要な役割を果たす。現代の強震動加速度計は、大地震近傍の激しい揺れを記録できる。 chips embedded in billions of smartphones constitute a latent seismic network of unprecedented geographic reach. By combining on-device machine learning for preliminary detection with network-level spatiotemporal correlation for confirmation, the system achieves reliable earthquake detection and 緊急地震速報(EEW)地震を検知し、強い揺れが到達する前に人々やシステムに警報を送るシステム。数秒から数十秒の猶予を提供し、身を守る行動をとるのに十分な時間となる。 capability at near-zero infrastructure cost. As smartphone penetration increases globally, crowd-sourced 地震観測網地震活動を継続的に監視する、連携した地震観測点の集合。世界地震観測網(GSN)は150以上の観測点から構成され、世界規模の観測範囲を提供する。 density will continue to grow in regions where traditional monitoring remains sparse.

関連用語

シェイクアラート(ShakeAlert)
USGSと大学パートナーが運用する、アメリカの緊急地震速報システム。西海岸(カリフォルニア州・オレゴン州・ワシントン州)をカバーし、緊急速報メールを通じて警報…
マグニチュード
地震が放出した総エネルギー量を表す単一の数値。整数値が1増えるごとに、放出エネルギーはおよそ31.6倍になる。
加速度計
地面の揺れの加速度を測定するセンサーで、耐震工学において重要な役割を果たす。現代の強震動加速度計は、大地震近傍の激しい揺れを記録できる。
地震観測網
地震活動を継続的に監視する、連携した地震観測点の集合。世界地震観測網(GSN)は150以上の観測点から構成され、世界規模の観測範囲を提供する。
地震計
地震波によって生じる地面の揺れを検知し記録する装置。現代のデジタル地震計は、ナノメートル未満の変位も検出できる。
「揺れを感じましたか?」(DYFI)
地震後に一般市民から震度に関する報告を収集し、市民参加型の震度マップを作成するUSGSのプログラム。地震を感じた誰もが報告を投稿できる。
緊急地震速報(EEW)
地震を検知し、強い揺れが到達する前に人々やシステムに警報を送るシステム。数秒から数十秒の猶予を提供し、身を守る行動をとるのに十分な時間となる。
群発地震
明確に卓越した本震を持たず、数日から数か月にわたって局地的な領域で発生する一連の地震。火山活動や流体の注入と関連することが多い。
震央
地下で地震が発生した震源の真上にあたる地表の地点。ニュース報道では地震の発生場所としてよく報じられる。

よくある質問

地震への備えの主なステップ:重い家具や給湯器を壁に固定する。水、食料、懐中電灯、ラジオ、救急用品を3日分以上含む非常用キットを用意する。各部屋の安全な場所(丈夫なテーブルの下、窓から離れた場所)を確認する。「まず低く、頭を守り、動かない」の訓練を行う。ガスと水道の元栓の閉め方を知っておく。

屋内にいる場合:「まず低く、頭を守り、動かない」——手と膝をつき、丈夫な机やテーブルの下に身を隠し、揺れが収まるまで動かないでください。外に走り出たり、戸口に立ったりしないでください。屋外にいる場合:建物、電線、木から離れた開けた場所に移動してください。運転中の場合:車を路肩に寄せて停車し、車内にとどまってください。

緊急地震速報(EEW)システムは、最初に到達する被害の小さいP波を検知し、より強いS波が到達する前に警報を送信します。ShakeAlert(米国)、J-Alert(日本)、SASMEX(メキシコ)などのシステムは、数秒から数十秒の警報を提供できます。これは身を守ったり、電車を停止させたり、産業プロセスを停止させるのに十分な時間です。

地震保険は、通常の住宅保険では除外されている地震による建物や家財への損害を補償します。必要かどうかは、お住まいの地域の地震リスク、建物の構造タイプ、地震被害の費用を負担する経済的能力によって異なります。カリフォルニアや日本のような高リスク地域では、加入が強く推奨されます。

耐震建築にはいくつかの戦略が用いられます。地震エネルギーを吸収する柔軟な構造システム、建物を地盤の動きから分離する免震装置、鉄筋コンクリートと鉄骨ラーメン構造、耐力壁による水平力への抵抗、そして制振装置です。現代の建築基準法(IBC、ユーロコード8)は、地域の地震ハザードに基づいた設計要件を規定しています。

液状化は、地震の揺れの際に飽和した緩い土壌が強度を失い、液体のように振る舞う現象です。これにより建物が沈下、傾斜、倒壊したり、パイプやタンクなどの地下構造物が地表に浮き上がったりすることがあります。地下水位の高い水域近くの砂質土壌が最も影響を受けやすいです。