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Research on educational systems applying image media and artificial intelligence technologies

Research Project

Project/Area Number 22K02869
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 09070:Educational technology-related
Research InstitutionKanazawa Institute of Technology

Principal Investigator

鎌田 洋  金沢工業大学, 情報フロンティア学部, 教授 (20569884)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 鷹合 大輔  金沢工業大学, 工学部, 准教授 (90440487)
Project Period (FY) 2022-04-01 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Keywords映像メディア / 人工知能 / 教育システム / プログラミング教育
Outline of Research at the Start

理想的な個別指導に可能な限り近い教育ITシステムを実現することを目的とする。個別指導を実現するために必要な学習者の理解状態の認識機能を映像メディアと人工知能の技術を応用して実現する。映像メディア技術により、教育システムの学習コンテンツを映像メディアに変換して可視化し、映像メディアの呈示による学習者による認識と、人工知能技術による映像メディアの推論、認識により、学習者の理解状態の認識機能を実現する。需要が高い教育分野として、2020年度から小学校で必修化されたプログラミング学習を中心的な対象にするとともに、映像メディアと人工知能の技術を教育システムに応用する本方式が有効な対象を探索して実証する。

Outline of Annual Research Achievements

令和4(2022)年度に基本設計した映像メディアと人工知能の技術の組み合わせによる学習者の理解状態の認識方式を発展させつつ、この認識方式をもとに、研究室で実験を行う試作システムを構築して評価実験を行った。学習者の理解状態の認識方式では、令和4年度はプログラミング学習システムにおける図形や映像の出力を課題とするプログラミング問題において学習者のプログラムが出力した図形や映像の出力画像と正解画像、誤り画像との比較に加えて、図形や映像を表す3次元座標情報の検知による正誤判定機能を考案した。令和5年度は、学習者のプログラムが出力した図形や映像の出力画像と正解画像に対して、双方の画像処理の結果の一致度を判定することにより、学習者の誤りパターンを汎用的に解析する方式を考案した。この発展した認識方式をもとに、研究室で実験を行う試作システムとして、「絵画の画像処理を題材にしたプログラミング学習システム」を構築して評価実験を行った。さらに、研究室で実験を行う試作システムとして、映像メディアを中心とした領域では、VRの教育分野において、令和4(2022)年度に基本設計した認識方式をもとにした「VRプログラミングの学習システム、「VRを題材にしたプログラミング学習システム」、「VRドローンを題材にしたプログラミング学習システム」を構築し、人の視覚の錯覚活用では「錯視を用いたプログラミング学習システム」を構築して評価実験を行った。人工知能活用を中心とした領域では、「生配信コメントのラベルづけ教育応用システム」を構築して評価実験を行った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

予め設定した計画に従って概ね順調に進展している。

Strategy for Future Research Activity

予め設定した計画に従って研究を推進する。

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (33 results)

All 2024 2023 2022 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results) Presentation (27 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] An Implementation and Its Evaluation of Zero-shot Real-time Voice Conversion Method Using AutoVC2024

    • Author(s)
      鈴木 大志 , 鷹合 大輔 , 中沢 実
    • Journal Title

      情報処理学会論文誌

      Volume: 65 Issue: 2 Pages: 529-537

    • DOI

      10.20729/00232320

    • ISSN
      1882-7764
    • Year and Date
      2024-02-15
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A Programming Learning System Based on Physics2023

    • Author(s)
      Tsukasa Jokyu , Ayuma Ikeda , Kazuhito Tamura , Hiroshi Kamada
    • Journal Title

      ICIC Express Letters, Part B: Applications

      Volume: 14 Issue: 11 Pages: 1153

    • DOI

      10.24507/icicelb.14.11.1153

    • ISSN
      2185-2766
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A Programming Learning System Using Video2023

    • Author(s)
      Yoshiki Ichihashi, Ryuki Yamamura, Hiroshi Kamada
    • Journal Title

      ICIC Express Letters, Part B: Applications

      Volume: 14 Issue: 11 Pages: 1161

    • DOI

      10.24507/icicelb.14.11.1161

    • ISSN
      2185-2766
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A Programming Learning System Based on Mathematical Figures2023

    • Author(s)
      Genki Morikawa, Shunya Hashi, Katsuya Masui, Hiroshi Kamada
    • Journal Title

      ICIC Express Letters, Part B: Applications

      Volume: 14 Issue: 12 Pages: 1235

    • DOI

      10.24507/icicelb.14.12.1235

    • ISSN
      2185-2766
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      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] VRプログラミングの学習システム2023

    • Author(s)
      岡田大平, 鎌田洋, 坂知樹
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      2023 PC Conference
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      藤田恭平, 坂 知樹, 鎌田 洋
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      玉置千也, 小坂樹, 内田夏帆瑠, 鎌田洋
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      小坂樹, 玉置千也, 内田夏帆瑠, 鎌田洋
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      内田夏帆瑠, 小坂樹, 玉置千也, 鎌田洋
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      023年度電気・情報関係学会北陸支部連合大会
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      豊島圭吾, 木村宗道, 鎌田洋
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      2023年度電気・情報関係学会北陸支部連合大会
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      木村宗道, 豊島圭吾, 鎌田洋
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      小林紅太, 神子島光寿, 塩澤竜雅, 鎌田洋
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      2023年度電気・情報関係学会北陸支部連合大会
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      神子島光寿, 小林紅太, 塩澤竜雅, 鎌田洋
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  • [Presentation] VRドローンを題材にしたプログラミング学習システムのユーザインターフェース2023

    • Author(s)
      塩澤竜雅, 小林紅太, 神子島光寿, 鎌田洋
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  • [Presentation] VRを題材にしたプログラミング学習システム2023

    • Author(s)
      石田陽輝, 鍋澤匡志, 浅田大斗, 鎌田洋
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      2023年度電気・情報関係学会北陸支部連合大会
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  • [Presentation] VRプログラミング学習システムの正誤判定2023

    • Author(s)
      鍋澤匡志, 浅田大斗, 石田陽輝, 鎌田洋
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      2023年度電気・情報関係学会北陸支部連合大会
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  • [Presentation] VRを題材にしたプログラミング学習システムのVR構築2023

    • Author(s)
      浅田大斗, 石田陽輝, 鍋澤匡志, 鎌田洋
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      2023年度電気・情報関係学会北陸支部連合大会
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  • [Presentation] 生配信コメントのラベルづけ教育応用システム2023

    • Author(s)
      橋春輝, 高津直紀, 坂知樹, 鎌田洋
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      2023年度電気・情報関係学会北陸支部連合大会
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  • [Presentation] BERTを利用した生配信コメントのラベリング2023

    • Author(s)
      高津直紀, 橋春輝, 坂知樹, 鎌田洋
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      2023年度電気・情報関係学会北陸支部連合大会
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  • [Presentation] 深層学習を用いた星座の検出手法の検討2023

    • Author(s)
      菅波淳之介, 坂知樹, 鎌田洋
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      映像情報メディア学会2023年冬季大会
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  • [Presentation] VRプログラミングの学習システム2022

    • Author(s)
      岡田大平, 十河穂, 清水直繁, 鎌田洋
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      2022 PC Conference
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  • [Presentation] 映像を活用したプログラミング学習システム2022

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      一橋 佳生, 山村 龍輝, 鎌田 洋
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      2022年度電気・情報関係学会北陸支部連合大会
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  • [Presentation] 物理を題材にしたプログラミング学習システム2022

    • Author(s)
      池田 歩真, 田村 一仁, 上久 司, 鎌田 洋
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      2022年度電気・情報関係学会北陸支部連合大会
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  • [Presentation] 数学図形を題材にしたプログラミング学習システム2022

    • Author(s)
      橋 竣哉, 森川 元暉, 増井 克也, 鎌田 洋
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      2022年度電気・情報関係学会北陸支部連合大会
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  • [Presentation] ゲーム開発の学習システム2022

    • Author(s)
      原田 凱, 河原田 瑠菜, 鎌田 洋
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      2022年度電気・情報関係学会北陸支部連合大会
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  • [Presentation] VRプログラミングの学習システム2022

    • Author(s)
      岡田 大平, 十河 穂, 清水 直繁, 鎌田 洋
    • Organizer
      2022年度電気・情報関係学会北陸支部連合大会
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  • [Presentation] 映像を活用したプログラミング学習システム2022

    • Author(s)
      山村 龍輝, 一橋 佳生, 鎌田 洋
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      上久 司, 池田 歩真, 田村 一仁, 鎌田 洋
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      電子情報通信学会 北陸支部 2022年度学生間研究交流会
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      森川 元暉, 橋 竣哉, 増井 克也, 鎌田 洋
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      河原田 瑠菜, 原田 凱, 鎌田 洋
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    • Author(s)
      岡田 大平, 鎌田 洋, 坂 知樹
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      電子情報通信学会 北陸支部 2022年度学生間研究交流会
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  • [Remarks]

    • URL

      https://kitnet.jp/laboratories/labo0085/index.html

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  • [Remarks]

    • URL

      https://kitnet.jp/laboratories/labo0078/index.html

    • Related Report
      2023 Research-status Report

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Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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