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Development and evaluation of a WebXR system using real environment scans for engineering experiment education

Research Project

Project/Area Number 21K12189
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 62030:Learning support system-related
Research InstitutionSasebo National College of Technology

Principal Investigator

Teshima Yuji  佐世保工業高等専門学校, 電子制御工学科, 教授 (60387503)

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: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Keywords教育工学 / WebXR / VR / 工学実験 / テーラーメード教育 / 遠隔環境 / 仮想現実感 / 工学実験システム / 3Dスキャン / 深層学習
Outline of Research at the Start

本研究では,ブラウザ上に仮想空間を構築できるWebXRを基盤とした工学実験システムを開発し、そのシステムの評価を行う.開発するシステムとしては,装置や器具を扱いながら知識やスキルを高める工学実験教育の特性を重視し,実験で扱う装置等を3次元スキャナを用いて高精度にモデル化することで現実と同等の仮想実験空間を構築する.また,開発したWebXRシステムを工学実験教育の場に導入し,知識の定着やスキル習得の効果を明らかにする.

Outline of Final Research Achievements

In this study, we developed an engineering experiment system using WebXR with the aim of advancing engineering experiments. The developed system allows for interactive operation of equipment with simple mouse operations, and can perform the same procedures as on-campus experiments. In addition, through practice in the educational field, we evaluated this experimental system. Through a 12-item questionnaire survey, we were able to demonstrate the effectiveness of the WebXR engineering experiment system.
Furthermore, we proposed a method to reduce noise in point cloud data, which is a problem when scanning real environments. We confirmed that we can convert to high-accuracy data through several experiments.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究ではWebXRをベースに工学実験システムを開発しており、インターネット環境とWebブラウザがあれば実験システムを体験できるため教育現場への導入コストは低いことが利点である。また、いつでもどこでも学ぶことができるため、個別最適化された学習を目指すシステムである。合わせて、仮想空間を構築する際に有効な3Dスキャンの活用を支援するアルゴリズムを提案している。

Report

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

    (20 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (17 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results)

  • [Journal Article] A Method for Detecting Missing Data in Point Clouds Using Morphological Operations2024

    • Author(s)
      手島 裕詞, 中尾 亮, 松田 朝陽, 嶋田 英樹, 兼田 一幸, 村木 祐太, 小堀 研一
    • Journal Title

      JOURNAL OF JAPAN SOCIETY FOR DESIGN ENGINEERING

      Volume: 59 Issue: 2 Pages: 75-86

    • DOI

      10.14953/jjsde.2023.2993

    • ISSN
      0919-2948, 2188-9023
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Recognition of horse mackerel and mackerel using PointNet2023

    • Author(s)
      南里絢花,志久修,手島裕詞,兼田一幸
    • Journal Title

      Reports of the Technical Conference of the Institute of Image Electronics Engineers of Japan

      Volume: 22.03 Issue: 0 Pages: 43-48

    • DOI

      10.11371/wiieej.22.03.0_43

    • ISSN
      0285-3957, 2758-9218
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] モルフォロジー演算を用いた点群突起部の鮮鋭変換法2022

    • Author(s)
      手島裕詞、関航平、志久修、村木祐太、小堀研一
    • Journal Title

      画像電子学会誌(2021年度発行)

      Volume: 50 Pages: 584-588

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 画像電子学会誌2024

    • Author(s)
      手島裕詞,川久保 虹,志久 修,嶋田英樹,兼田一幸
    • Organizer
      電子情報通信学会第56回サイバーワールド(CW)研究会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] NTRODUCTION OF A REAL-TIME COMMUNICATION TOOL FOR ONLINE ENGINEERING EXPERIMENTS2024

    • Author(s)
      K. Sugimoto, Y. Teshima, A.Sakaguchi
    • Organizer
      18th International Technology, Education and Development Conference
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 低精度スキャンデータに対する高精度化の一手法2023

    • Author(s)
      満江祐人,手島裕詞,志久修
    • Organizer
      第31回電子情報通信学会九州支部学生会講演会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 深層学習を用いたアジとサバの姿勢の正規化2023

    • Author(s)
      松尾悠人,志久 修,手島裕詞
    • Organizer
      電気・情報関係学会九州支部連合大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] ロボットハンドによる魚選別のためのアジとサバの認識と吸引位置推定2023

    • Author(s)
      徳平大輝,志久 修,手島裕詞
    • Organizer
      電気・情報関係学会九州支部連合大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] PointNetを用いたアジとサバの認識2023

    • Author(s)
      南里絢花、志久修、手島裕詞
    • Organizer
      画像電子学会 第303回研究会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Development of WebXR-based Environment for Engineering Experiments2022

    • Author(s)
      Yuji Teshima, Akihiro Sakaguchi, Yuto Mitsue, Nobutomo Uehara, Kazuhide Sugimoto
    • Organizer
      2022 IEEE Frontiers in Education Conference (FIE)
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Automatic normality estimation of 3D printers using peeling sounds2022

    • Author(s)
      Kazuyuki Kaneda, Akira Akinaga, Yuji Teshima, Hideki Shimada, Osamu Shiku
    • Organizer
      2022 IEEE 11th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE)
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 基礎知識の異なる学生を対象としたWebXR工学実験システムの評価2022

    • Author(s)
      満江 祐人、手島 裕詞、坂口 彰浩、上原 信知、杉本 和英
    • Organizer
      第21回情報科学技術フォーラム(2022FIT)
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] WebXRを用いた電気回路教育システムの開発2022

    • Author(s)
      川久保 虹、手島裕詞、志久 修、松田朝陽、嶋田英樹、兼田一幸
    • Organizer
      電気・情報関係学会九州支部連合大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 全方位動画を用いた状況判断教育システムの開発と評価2022

    • Author(s)
      中村玲於、手島裕詞、大山泰史、志久 修、青柳 領、八板昭仁
    • Organizer
      電気・情報関係学会九州支部連合大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 密度不均一な点群のための欠損抽出の一手法2022

    • Author(s)
      永井 太樹、村木 祐太、手島 裕詞、小堀 研一
    • Organizer
      情報処理学会全国大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] ボクセル分割に基づく密度不均一な点群のための欠損抽出2022

    • Author(s)
      永井 太樹、村木 祐太、手島 裕詞、小堀 研一
    • Organizer
      電気学会全国大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 海中画像からの魚の検出2022

    • Author(s)
      門濱史祐、高橋千代、志久修、手島裕詞、広瀬美由紀
    • Organizer
      電子情報通信会九州支部学生会講演会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] WebXRを用いた工学実験システムの開発2021

    • Author(s)
      満江祐人、手島裕詞、坂口彰浩、上原信知、杉本和英
    • Organizer
      電子情報通信学会教育工学研究会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 学生間の主体的学び合いに着目したオンライン工学実験に関する一考察2021

    • Author(s)
      坂口彰浩、手島裕詞、杉本和英
    • Organizer
      電子情報通信学会教育工学研究会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] A Step Toward a Tailor-Made Education Realization for Engineering Experiments With Online/on-Demand Approach2021

    • Author(s)
      Kazuhide Sugimoto, Yuji Teshima, Akihiro Sakaguchi
    • Organizer
      IEEE TALE2021
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

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

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