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Formalization of manufacturing skills and innovation of evaluation methods for the skill level based on embodied cognitive science.

Research Project

Project/Area Number 17K01068
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Science education
Research Institution独立行政法人高齢・障害・求職者雇用支援機構職業能力開発総合大学校(能力開発院、基盤整備センター)

Principal Investigator

FUWA Teruhiko  独立行政法人高齢・障害・求職者雇用支援機構職業能力開発総合大学校(能力開発院、基盤整備センター), 能力開発院, 教授 (70219137)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 和田 正毅  独立行政法人高齢・障害・求職者雇用支援機構職業能力開発総合大学校(能力開発院、基盤整備センター), 能力開発院, 教授 (70648948)
岡部 眞幸  独立行政法人高齢・障害・求職者雇用支援機構職業能力開発総合大学校(能力開発院、基盤整備センター), 能力開発院, 教授 (20152332)
二宮 敬一  独立行政法人高齢・障害・求職者雇用支援機構職業能力開発総合大学校(能力開発院、基盤整備センター), 能力開発院, 准教授 (20726335)
貴志 浩久  独立行政法人高齢・障害・求職者雇用支援機構職業能力開発総合大学校(能力開発院、基盤整備センター), 能力開発院, 准教授 (00747735)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2019: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2018: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2017: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Keywords技能評価 / 生体信号 / 脳機能 / フライス加工作業 / はんだ付け作業 / 熟練者 / 暗黙知 / 三次元動作解析 / 前頭前野 / 脳血流量変化 / 自律神経 / 作業難易度 / 身体性認知科学 / ものづくり / 形式知
Outline of Final Research Achievements

We tried to formalize the manufacturing skills and propose the innovative evaluation methods for the skill level based on embodied cognitive science.
The motion characteristics of the expert during milling operation were clarified from the work analysis and the 3D motion analysis for the formalization. It was found that experts performed the preparatory work before next process.
Workers' nervous system activities, that is, the brain activity (NIRS) and the autonomic nervous system activity (LF/HF) were measured during milling operation and soldering for the evaluation of the manufacturing skill levels. There was a certain relationship between workers' skill levels, difficulty level of the tasks and nervous system activities. There is a possibility that changes in nervous system activities can evaluate the workers' skill level quantitatively.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

フライス加工を作業工程分析した結果から、ものづくり作業における知的管理系技能に潜む暗黙知の形式知化に対して作業工程分析手法が有効であることを示した。今後の教育訓練方法に新たな示唆を与えた点で、教育工学や技能科学における学術的意義、および、教育訓練効率化への還元という社会的意義がある。
フライス加工およびはんだ付けの生体情報計測から、ものづくり作業の技能レベルを神経系反応を用いて定量的に評価できる可能性を示した。これは、従来の評価方法(製作物の出来栄えや作業時間で評価)を革新できる学術的意義がある。技能を“技に関する人間の能力”と考えると、生体情報を用いる本手法は、より直接的で合理的である。

Report

(6 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (24 results)

All 2022 2021 2020 2019 2018 2017

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (19 results) (of which Invited: 2 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] 神経系計測に基づくフライス加工技能レベルの新しい定量的評価法2022

    • Author(s)
      不破輝彦、本田寛享、大友勇人、二宮敬一、池田知純、貴志浩久
    • Journal Title

      技能科学研究(掲載決定)

      Volume: 38 Pages: 11-15

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      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] フライス盤作業における熟練技能者の動作特徴の抽出2020

    • Author(s)
      池田知純、二宮敬一、新家寿健、不破輝彦、垣本映、岡部眞幸
    • Journal Title

      工学教育

      Volume: 68 Pages: 69-74

    • NAID

      130007795655

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Experimental Study on Monitoring of Cutting Process by Acoustic Emission Method2018

    • Author(s)
      古賀 俊彦、長谷 亜蘭、二宮 敬一、和田 正毅、小西 克享
    • Journal Title

      JOURNAL OF JAPANESE SOCIETY OF TRIBOLOGISTS

      Volume: 63 Issue: 7 Pages: 487-498

    • DOI

      10.18914/tribologist.17-00028

    • NAID

      130007404814

    • ISSN
      0915-1168, 2189-9967
    • Year and Date
      2018-07-15
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  • [Presentation] はんだ付け作業中の生体計測に基づく定量的技能評価法の試み2021

    • Author(s)
      大友勇人、貴志浩久、不破輝彦
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      LIFE2020-2021
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  • [Presentation] 作業者の神経系計測に基づくはんだ付け技能の定量的評価法2021

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      大友勇人、貴志浩久、不破輝彦
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      第29回職業能力開発研究発表講演会
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  • [Presentation] 神経系計測を用いた技能レベルの新しい評価方法の提案―フライス加工技能を例に―2020

    • Author(s)
      不破輝彦、本田寛享、大友勇人、二宮敬一、和田正毅、岡部眞幸、池田知純、貴志浩久
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      第28回職業能力開発研究発表講演会
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      杉村將貴、不破輝彦、貴志浩久
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      第28回職業能力開発研究発表講演会
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  • [Presentation] 心拍変動による自律神経バランス評価のt検定p値と呼吸規則性との関係2019

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      山下幸祐、中村知徳、貴志浩久、不破輝彦
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      日本生理人類学会第80回大会
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  • [Presentation] 心拍変動による自律神経バランス評価の推定精度と呼吸規則性との関係2019

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      山下幸祐、中村知徳、貴志浩久、不破輝彦
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      第27回職業能力開発研究発表講演会
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  • [Presentation] 熟練者によるフライス盤加工の作業分析2019

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      古閑凛太郎、池田知純、新家寿健、垣本映、二宮敬一、不破輝彦、岡部眞幸
    • Organizer
      第27回職業能力開発研究発表講演会
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  • [Presentation] 身体性認知科学に基づくものづくり技能評価の試み2018

    • Author(s)
      西垣大紀、葛原黎、近藤芳憲、二宮敬一、和田正毅、岡部眞幸、貴志浩久、池田知純、不破 輝彦
    • Organizer
      日本科学教育学会年会
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] ものづくり作業中の神経系活動計測と技能レベルとの関係2018

    • Author(s)
      西垣大紀、葛原黎、二宮敬一、和田正毅、岡部眞幸、貴志浩久、池田知純、不破 輝彦
    • Organizer
      LIFE2018( 第18回日本生活支援工学会大会, 日本機械学会 福祉工学シンポジウム2018, 第34回ライフサポート学会大会)
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  • [Presentation] 身体性認知科学による技能の解明~パート1:考え方と研究事例2018

    • Author(s)
      不破輝彦
    • Organizer
      日本品質管理学会第129回講演会
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  • [Presentation] 身体性認知科学による技能の解明2018

    • Author(s)
      不破輝彦、塚崎英世
    • Organizer
      第26回職業能力開発研究発表講演会
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  • [Presentation] 生体情報に基づいたものづくり技能評価の試み2018

    • Author(s)
      西垣大紀、葛原黎、近藤芳憲、二宮敬一、和田正毅、岡部眞幸、貴志浩久、池田知純、不破 輝彦
    • Organizer
      第26回職業能力開発研究発表講演会
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  • [Presentation] AE技術を用いたエンドミル工具の刃先位置検出システムの構築と検証2018

    • Author(s)
      古賀俊彦,長谷亜蘭,二宮敬一
    • Organizer
      日本非破壊検査協会平成30年度秋季講演大会
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  • [Presentation] 身体性認知科学による技能の解明2018

    • Author(s)
      不破輝彦、塚崎英世
    • Organizer
      日本品質管理学会第129回講演会
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    • Invited
  • [Presentation] 新しい技能評価を目指した作業者の神経系活動推定2017

    • Author(s)
      不破輝彦、本田 寛享、二宮敬一,和田正毅,岡部眞幸,池田知純,貴志浩久
    • Organizer
      第25回職業能力開発研究発表講演会
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  • [Presentation] 機械加工作業の技能可視化の一検討2017

    • Author(s)
      池田知純、二宮敬一、不破輝彦、和田正毅、岡部眞幸、新家寿健、垣本映
    • Organizer
      第25回職業能力開発研究発表講演会
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  • [Book] 技能科学によるものづくり現場の技能・技術伝承2019

    • Author(s)
      PTU技能科学研究会(原圭吾、新目真紀、磯部真一郎、市川博、塚崎英世、西澤秀喜、平林裕治、不破輝彦、村上智広)
    • Total Pages
      176
    • Publisher
      日科技連出版社
    • ISBN
      9784817196729
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  • [Book] 技能科学入門2018

    • Author(s)
      PTU技能科学研究会(不破輝彦、池田知純、他)
    • Total Pages
      152
    • Publisher
      日科技連出版社
    • ISBN
      9784817196408
    • Related Report
      2017 Research-status Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2023-01-30  

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