空中操作が可能な完全無装着型MRの開発とグループ実験教育支援システムへの応用
Project/Area Number |
19K03079
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 09070:Educational technology-related
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Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
Principal Investigator |
竹村 淳 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (20297617)
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Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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Budget Amount *help |
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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Keywords | 教育支援システム / バーチャルリアリティ / 実験教育 / 複合現実 (MR) |
Outline of Research at the Start |
理工学分野の教育においては,「ものづくり」を含む実験教育が重要であり,ユーザーの様々な用途と環境に適用できるバーチャルリアリティ(VR)の応用が期待されている。しかし,一般的なVRは,デバイスの装着により,実験を妨げたり,複数の利用者による共同作業ができないなどの問題があり,高度な実験教育に用いることが困難である。近年,超音波により空中で触覚を提示することが可能な空中ハプティクスが開発され,様々な応用が期待されている。本研究は,裸眼立体映像と空中ハプティクスを用いて,完全無装着型の複合現実(MR)を用いた実験教育支援システムを開発し,グループ学習を伴う高度な実験教育への応用を試みる。
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Outline of Annual Research Achievements |
理工学分野の教育においては,ものづくりや計測を行う実験学習が重要であり,近年は指導者と学習者の様々な設備環境にも対応できる仮想現実(virtual reality; VR)を用いた実験教育が期待されている。しかしながら,現行のVR技術を実験教育に用いる場合には,身体に装着するデバイスが作業の妨げとなったり,利用者が周囲環境から遮断され孤立した学習に陥りやすいなどの問題点があり,他の実験者との共同作業を必要とする科学技術系の高度な実験への対応が困難である。このような背景を踏まえ本研究は,装着デバイスを必要としない完全無装着型の複合現実 (mixed reality; XR) の技術を構築し,グループによる共同作業を伴う実験学習を可能とする新しい教育システムを開発することを目的とする。これまでの研究では,裸眼立体映像と触覚提示を組み合わせた完全無装着型のMRシステムを構築し,回路やロボットなどの「ものづくり」を伴う理工系の実験教育システムへの応用を試みた。また,一般の実験教育で用いられている各種シミュレータと提案システムを連携させることを可能にし,実際の機器を使用する実験と同様の学習ができるバーチャル計測システムを開発した。さらに,遠隔地のメンバーを含むグループによる共同作業を伴う高度な実験教育に対応できるようにシステムを発展させて,その有用性を評価する研究を行っている。以上の研究成果により,空中に表示される立体映像に対して,実際の実験における作業と同様の体験が可能な新しい実験教育システムの技術が構築され,グループ作業を必要とする高度な実験に対応できる実用性の高い教育システムを実現することが期待できる。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
これまでの研究で開発した完全無装着型MRシステムを実験教育に応用する研究の成果が,ほぼ当初の計画どおりに得られている。ただし,実験教育システムとしての有用性を向上させるために,今後の研究において部分敵な改良と評価実験が必要である。
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Strategy for Future Research Activity |
今後の研究では、提案システムにおけるソフトウェア開発により,実験教育支援システムとしての実用性の向上と評価に関する研究を行う。具体的には,映像処理の精度を向上させて,教育支援システムとしての使いやすさを改良するための研究を行い,これまでに判明している課題点を克服する。また,国外の学会において研究成果発表を行う。
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Report
(4 results)
Research Products
(5 results)