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Learning with Robots for Promoting Engagement

Research Project

Project/Area Number 20H04294
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 62030:Learning support system-related
Research InstitutionThe University of Electro-Communications

Principal Investigator

Kashihara Akihiro  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (10243263)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 太田 光一  北陸先端科学技術大学院大学, 遠隔教育研究イノベーションセンター, 助教 (00770124)
鷹岡 亮  山口大学, 教育学部, 教授 (10293135)
長谷川 忍  北陸先端科学技術大学院大学, 遠隔教育研究イノベーションセンター, 教授 (30345665)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥17,810,000 (Direct Cost: ¥13,700,000、Indirect Cost: ¥4,110,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2020: ¥7,150,000 (Direct Cost: ¥5,500,000、Indirect Cost: ¥1,650,000)
Keywords学習支援システム / 学習支援ロボット / エンゲージメント / モデルデザイン / 振る舞い制御 / 人型ロボット
Outline of Research at the Start

学習者のエンゲージメントを引き出すことは、学習支援システム研究において解決すべき重要な課題である。本研究では、人型コミュニケーションロボットを学び相手として、学習者のエンゲージメントをシステマティックに促す学習支援ロボットシステムを開発する。特に、基盤技術として学習者のエンゲージメントに影響を与える心的な要因に対してロボットがどのような支援が可能で、そのためにロボットがどう振る舞うべきかを表現するエンゲージメント促進モデルを構築する。また、学習メディアとしてのロボットの擬人化傾向と身体性に着目して、モデルベースにロボットの振る舞いを構成するメカニズムを開発し、その有効性を実験的に評価する。

Outline of Final Research Achievements

Promoting engagement is a key to learning. The main issue addressed in this work was how to systematically promote learners’ engagement in learning by means of humanoid robot. Our approach to this issue was to design a model of how robot as learning partner could conduct its own non-verbal behavior to promote learners’ engagement in learning. We also developed learning environments in the contexts of knowledge communication such as lecture, collaborative reading in English, etc. where robot intended to achieve adaptive communication with learners and to promote their engagement by controlling non-verbal behavior with the model. The results of the case studies with the learning environments suggest that the robot could promote not only learners’ engagement but also their learning effects.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

学習者のエンゲージメントを促進することは、学習支援システム研究において重要かつ根本的な課題であるが、システマティックな促進方法を開発する試みは見られない。本研究成果である学習支援ロボットシステムでは、エンゲージメント促進モデルをデザインし、モデルベースにロボットの振る舞いを構成することによって学習者のエンゲージメントを引き出すとともに学習効果を高めることができる。こうしたエンゲージメント促進モデルおよび学習支援ロボットの振る舞い構成メカニズムは、様々な学習文脈でのエンゲージメント促進の基盤となり得る点で学術的意義が高く、卓越した研究成果といえる。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (59 results)

All 2023 2022 2021 2020 Other

All Journal Article (11 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 9 results) Presentation (47 results) (of which Int'l Joint Research: 14 results,  Invited: 4 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] 小規模校で活用する遠隔合同授業支援環境の開発と評価2023

    • Author(s)
      横山誠, 鷹岡亮, 中原章宏, 義永涼太
    • Journal Title

      東アジア研究

      Volume: 21 Pages: 125-151

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    • Author(s)
      INAZAWA Keisuke、KASHIHARA Akihiro
    • Journal Title

      IEICE Transactions on Information and Systems

      Volume: E105.D Issue: 9 Pages: 1546-1556

    • DOI

      10.1587/transinf.2021EDP7210

    • ISSN
      0916-8532, 1745-1361
    • Year and Date
      2022-09-01
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  • [Journal Article] Automatic engagement estimation in smart education/learning settings: a systematic review of engagement definitions, datasets, and methods2022

    • Author(s)
      Karimah Shofiyati Nur、Hasegawa Shinobu
    • Journal Title

      Smart Learning Environments

      Volume: 9 Issue: 1

    • DOI

      10.1186/s40561-022-00212-y

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  • [Journal Article] Robot lecture for enhancing presentation in lecture2022

    • Author(s)
      Ishino Tatsuya、Goto Mitsuhiro、Kashihara Akihiro
    • Journal Title

      Research and Practice in Technology Enhanced Learning

      Volume: 17 Issue: 1

    • DOI

      10.1186/s41039-021-00176-6

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  • [Journal Article] Cross-Fertilization Events between Academia and Industry: Learning Innovation Grand Prix2021

    • Author(s)
      東本 崇仁、柏原 昭博
    • Journal Title

      Transactions of Japanese Society for Information and Systems in Education

      Volume: 38 Issue: 3 Pages: 190-198

    • DOI

      10.14926/jsise.38.190

    • NAID

      130008060860

    • ISSN
      1341-4135, 2188-0980
    • Year and Date
      2021-07-01
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    • Author(s)
      松浦 健二、柏原 昭博
    • Journal Title

      Transactions of Japanese Society for Information and Systems in Education

      Volume: 38 Issue: 3 Pages: 209-217

    • DOI

      10.14926/jsise.38.209

    • NAID

      130008060857

    • ISSN
      1341-4135, 2188-0980
    • Year and Date
      2021-07-01
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    • Author(s)
      柏原 昭博
    • Journal Title

      Journal of the Japanese Society for Artificial Intelligence

      Volume: 36 Issue: 4 Pages: 496-499

    • DOI

      10.11517/jjsai.36.4_496

    • NAID

      130008060935

    • ISSN
      2188-2266, 2435-8614
    • Year and Date
      2021-07-01
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    • Author(s)
      Kashihara Akihiro
    • Journal Title

      Information and Technology in Education and Learning

      Volume: 1 Issue: 1 Pages: p002-p002

    • DOI

      10.12937/itel.1.1.Inv.p002

    • NAID

      130008032653

    • ISSN
      2436-1712
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    • Author(s)
      Setiawan Abdul Haris、Takaoka Ryo、Tamrin Agusti、Roemintoyo、Murtiono Eko Supri、Trianingsih Lilis
    • Journal Title

      Open Engineering

      Volume: 11 Issue: 1 Pages: 755-771

    • DOI

      10.1515/eng-2021-0073

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      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Research on Learning with Social Robot2020

    • Author(s)
      柏原昭博
    • Journal Title

      Transactions of Japanese Society for Information and Systems in Education

      Volume: 37 Issue: 2 Pages: 73-82

    • DOI

      10.14926/jsise.37.73

    • NAID

      130007826021

    • ISSN
      1341-4135, 2188-0980
    • Year and Date
      2020-04-01
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      2020 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Learner’s Mental State Estimation with PC Built-in Camera2020

    • Author(s)
      Hasegawa Shinobu、Hirako Atsushi、Zheng Xianwen、Karimah Shofiyati Nur、Ota Koichi、Unoki Teruhiko
    • Journal Title

      Lecture Notes in Computer Science, Springer, Cham

      Volume: 12206 Pages: 165-175

    • DOI

      10.1007/978-3-030-50506-6_12

    • ISBN
      9783030505059, 9783030505066
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      佐田竣祐、柏原昭博
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      Sudo Tahahiro, and Kashihara Akihiro
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      Karimah, S.N., and Hasegawa, S.
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      Zheng, X., Hasegawa, S., Tran, MT., Ota, K., and Unoki, T.
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      HCI International (HCII) 2021
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      柏原昭博
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  • [Presentation] Improving Skill for Self-Reviewing Presentation with Robot2020

    • Author(s)
      Ryotaro Seya, and Akihiro Kashihara
    • Organizer
      28th International Conference on Computers in Education (ICCE2020)
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Engagement Estimation for an ELearning Environment Application2020

    • Author(s)
      Win Shwe Sin Khine, Shinobu Hasegawa, Kazunori Kotani
    • Organizer
      Thirteenth International Conference on Advances in Computer-Human Interactions (ACHI 2020)
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A Real-time Engagement Assessment in Online Learning Process Using Convolutional Neural Network2020

    • Author(s)
      Shofiyati Nur Karimah, and Shinobu Hasegawa
    • Organizer
      The Asian Conference on Education 2020
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Research on Information and Systems in Learning and Education2020

    • Author(s)
      Akihiro Kashihara
    • Organizer
      Special Session on Technology and Education in Japan: Research, Practice, and More, IEEE International Conference on Engineering, Technology and Education 2020 (TALE2020)
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Invited
  • [Remarks] 電気通信大学柏原研究室

    • URL

      https://wlgate.inf.uec.ac.jp/publication/

    • Related Report
      2022 Annual Research Report 2021 Annual Research Report 2020 Annual Research Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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