操船技術教授支援システムに肝要な生理指標を活用する心的負荷評価デバイスの開発
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22K13775
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 09070:Educational technology-related
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| Research Institution | Toba National College of Maritime Technology |
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Principal Investigator |
北村 健一 鳥羽商船高等専門学校, 商船学科, 准教授 (00825440)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2025: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2023: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
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| Keywords | イオンセンサ / 教育訓練 / 物理化学 / ポリマー / 船員養成 / 操船シミュレータ / 実験心理学 / 教育工学 / 教授支援システム / 操船教育 / 生理指標 / 心的負荷 / バイオセンサ |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は、航海士志望の商船系学校所属学生が熟練航海士の執る操船技術を容易に教授できるシステムの構築を最終目的に、操船時に熟練航海士が認知する心的負荷となる操船イベントの把握を担うといった、当該システムに肝要な生理測定デバイスの開発を目指す。この心的負荷は、他船との衝突のおそれや座礁といった自船に被害を与えうる危険な場面とする。操船時の心的負荷を特定することで、危険な操船イベントを避けるといった学生が執る操船方法の最適化が実現すると考える。
開発デバイスにバイオセンサを採用するが、本研究においてはセンサ部を物理化学的に構造解析するといった基礎実験を実施する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
次世代を担う航海士を確保するために、商船系学校は、操船技術不足を要因に元来航海士職への就職に至らない商船系学生に自信をつけさせて船舶運航会社への就職へ導く必要がある。したがって、数少ない操船機会を通して学生が操船技術に対して自信をつけ、かつ即戦力の操船技術を教授できる操船技術評価システムの構築およびそのシステムの授業への導入が商船系学校の講ずる一打開策になるといった考えのもと、船長や水先案内人といった熟練航海士の執る操船技術を商船系学校所属の学生が容易に教授可能になるシステム開発を目指す。操船技術の模倣の実現には、操船時に自船に損害を与えうる危険な場面を熟練航海士が認識する時期を把握する必要があるため、本研究においてはこの操船時の危険な場面を操船者の心的負荷とし、心的負荷を定量評価する生理指標活用デバイスを開発する。
主に分析化学分野で使用されるISFETの原理を応用するバイオセンサを開発対象とするが、その場の瞬時な測定は得意とするものの連続測定において「時間経過とともにデバイスの示す値が次第にずれる」といったドリフトを示し、半日以上の連続測定を必要とする本研究には適さない。そこで、開発デバイスに発生するドリフト抑制を目標に従来イオン感応膜のポリマー材料を追究してきたが、本研究はドリフト発生原因が「本来FETのゲート絶縁膜表面に発生する電位変化をトランジスタの電流の変化として検出するISFETにおいて、絶縁性質の感応膜が、測定中のある時期にサンプル液の水分を取り込み導体に変化することになる」と仮説づけて、この仮説の検証およびそれに波及するドリフト抑制方法の考案を実施している。
実験結果は、データ数が集まり次第、公に公表する所存である。
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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
現在に至るまで、電気化学アナライザーの調達に成功し、イオン感応膜とセンサ部間の海面電荷移動評価実験を実施し、デバイスの評価を実施している。操船シミュレータシナリオで使用するシナリオ作成に取り掛かれている。本研究で開発をすすめるデバイスの性能比較に使用する心拍測定器および唾液成分分析器の仕様の完全な理解に至っている。
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| Strategy for Future Research Activity |
実験協力者である本校学生が時間の都合がつき次第、操船シミュレータを活用する操船実験を実施し、生理指標としての開発デバイスの有効性を検証する。
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Report
(1 results)
Research Products
(1 results)
