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Research on mixed reality interactive learning materials augmenting physical experience

Research Project

Project/Area Number 21K12004
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 61020:Human interface and interaction-related
Research InstitutionRitsumeikan University

Principal Investigator

Ohshima Toshikazu  立命館大学, 映像学部, 教授 (40434708)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywordsミクストリアリティ / 心肺蘇生訓練 / 理科教材 / 地理学教材 / 空中像表示技術 / MR応用 / 中心静脈穿刺 / 一次救命処置 / 教育 / 学習 / 超音波ガイド下穿刺 / 医療 / 複合現実感 / 学習支援 / インタラクティブ教材 / プロジェクション / 電気回路シミュレータ / 日本の伝統色と文化 / 炎色反応 / ブンゼンバーナーシミュレーター / STEAM / 身体性 / 多感覚性
Outline of Research at the Start

本研究では、ICTの教育への適用とSTEAM型教育のための新しいプラットフォームを提案することを目的として、身体的・多感覚的な体験による学びの効果を重視し、広義のミクストリアリティ(複合現実感)技術の特長を活かした教育・学習システムの開発と教育現場における実装に取り組む。
すでにICTは、教育現場での活用も進んでいるが、本研究が着目するのは、学習者がコンピュータを直接的に使う形ではなく、例えば理科の実験器具をユーザインタフェースとするような、従来の学習の仕組みを増強する形で、様々な対象について実験などの体験から学ぶことのできるミクストリアリティ型学習システムの研究を行う。

Outline of Final Research Achievements

Throughout the research period, we conducted research on the research theme, particularly for school education and medical training and learning, and created a prototype system. Specifically, for medical training, it concerns (1) a primary life support training system for resuscitating people in cardiopulmonary arrest that combines CPR and an AED, and (2) a simulator for central venous puncture training. (3) For school education, we have developed an educational system for learning about electricity units in science education, focusing on visual and tactile senses and emphasizing physical experiential learning. We have also developed teaching materials for studying geography in an interdisciplinary manner. Furthermore, we proposed and prototyped a new method for presenting 3D graphical information as an aerial image.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、ICTの教育への適用とSTEAM型教育のための新しいプラットフォームを提案することを目的として、身体的な体験による学びの効果を重視し、VRからARまでを包括した広義のMR技術の特長を活かした学習/教育システムの開発と教育現場における実装に取り組んだ。
(1)身体的かつ感覚的体験のインタフェースを充実させた学習システムを開発するデバイスレベルでの研究 (2)対象とする学習に適した実装方法について一定のフレームワークを構築するコンテンツレベルの研究、そして(3)実際の教育現場との連携により試行を重ねて実践を目指す展開レベルの研究という3段階の一貫したワークフローを示した点に意義がある。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (21 results)

All 2024 2023 2022 2021 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 3 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results) Book (1 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] MR BLS Trainer: A physical mixed reality CPR+AED rescue simulator2023

    • Author(s)
      Ohshima Toshikazu、Matsui Saina、Yamane Mizuki、Ling Yali、Muroi Katsuhito、Sakai Chihiro
    • Journal Title

      SA '23: SIGGRAPH Asia 2023 XR

      Volume: Article No. : 20 Pages: 1-2

    • DOI

      10.1145/3610549.3614591

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  • [Journal Article] CARAMEL:電子ブロックと投影型 AR を用いて電気の基礎を学ぶインタラクティブ理科教材の研究2022

    • Author(s)
      渡邊竜、大島登志一
    • Journal Title

      情報処理学会シンポジウム インタラクション2022論文集

      Volume: - Pages: 349-399

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    • Open Access
  • [Journal Article] ImayohClay: 粘土型インタフェースを用いた色と言葉に親しむための AR 教材2022

    • Author(s)
      山本知沙、大島登志一
    • Journal Title

      情報処理学会シンポジウム インタラクション2022論文集

      Volume: - Pages: 310-315

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  • [Journal Article] HoloBurner: Mixed Reality Equipment for Learning Flame Color Reaction by using Aerial Imaging Display2021

    • Author(s)
      Ohshima Toshikazu、Nishimoto Kai
    • Journal Title

      Proceedings of SIGGRAPH Asia 2021 Emerging Technologies

      Volume: Article No. 7 Pages: 1-2

    • DOI

      10.1145/3476122.3484846

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 電子ブロックと投影型ARを用いた「電流・電圧」分野のインタラクティブ理科教材の研究2021

    • Author(s)
      渡邊竜、大島登志一
    • Journal Title

      情報処理学会シンポジウム エンタテインメントコンピューティング2021論文集

      Volume: - Pages: 381-384

    • NAID

      170000185162

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      室井克仁、大島登志一
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      渡邊竜、大島登志一
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      山本知沙、大島登志一
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      渡邊竜、大島登志一
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      Toshikazu Ohshima, Kai Nishimoto
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      SIGGRAPH ASIA 2021 Emerging Technology
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      Ryo Watanabe, Toshikazu Ohshima
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      Chisa Yamamoto, Toshikazu Ohshima
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  • [Book] 3D映像制作のための基礎からわかるMR(複合現実)~リアルとバーチャルの融合技術~ (エンジニア入門シリーズ123)2024

    • Author(s)
      大島登志一
    • Total Pages
      242
    • Publisher
      科学情報出版社
    • ISBN
      9784910558257
    • Related Report
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  • [Remarks] OhshimaLab-Ritsumei

    • URL

      https://scrapbox.io/OhshimaLab-Ritsumei/

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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 穿刺手技補助システム、穿刺補助画像生成装置及び穿刺補助画像生成方法2022

    • Inventor(s)
      大島登志一、中本達夫
    • Industrial Property Rights Holder
      大島登志一、中本達夫
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2022-126576
    • Filing Date
      2022
    • Related Report
      2022 Research-status Report

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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