| Project/Area Number |
23K11052
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 60050:Software-related
|
|---|
| Research Institution | Shibaura Institute of Technology |
|---|
Principal Investigator |
中島 毅 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (20758304)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
除村 健俊 サイバー大学, IT総合学部, 教授 (10835812)
井上 雅裕 慶應義塾大学, システムデザイン・マネジメント研究科(日吉), 特任教授 (50407227)
海津 裕 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (70313070)
大江 信宏 サイバー大学, IT総合学部, 教授 (70824928)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
|
| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
|
| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
|
|---|
| Keywords | 品質デジタルツイン / 溜池測深ボート / ロボットダンス / 運転支援システム / リカレント教育 / 教育効果のアセスメント / デジタルツインプロトタイプ / AI技術学習法 / デジタルツイン / モデル構築法 / 分野横断的教育法 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
デジタルツイン（DT）は現実世界と対応のとれた仮想空間のモデルであり、デジタル変革を進める上で幅広い応用と大きな効果が見込まれるが、情報知識が深くないユーザには利用が難しい。本研究では、DTの利用方法の3つの類型（監視・制御、予測・立案、企画・開発）に対してモデル構築の手法化を行い、新しい応用分野（ソフトウェア品質、農業、アート）へDT利用を広げるとともに、それらをまとめて幅広い応用分野のユーザを対象としたDT応用のための教育法を構築し実践・評価する。これによりデジタル革新を産むイノベーション創出を可能にするDTモデル構築法とその分野横断的教育法を確立する。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
監視・制御型デジタルツインの試作として、ソフトウェア品質および運転支援システムに関するデジタルツインを開発した。ソフトウェア品質のデジタルツインでは、ISO/IEC 25010の品質モデルに基づき、開発中の製品に対するテストやレビュー結果を統合・可視化し、品質マネジメントの高度化を実現する手法と試作システムを構築した。この成果は国際学会1件、研究報告3件で発表された。運転支援システムでは、生体情報を用いてドライバの心的状態をモデル化し、状態に応じた支援情報を提供するシステムを試作し、情報処理学会全国大会で2件発表、うち1件は学生奨励賞を受賞した。
予測・立案型デジタルツインとしては、農業分野を対象に溜池測深ボートの試作を行い、複数回の測定データに基づいて溜池形状と測定精度をモデル化し、次回の自動航行ルートを最適化する手法を開発した。この成果は国際学会1件、DICOMO3件（1件は優秀論文賞）、全国大会1件で発表された。さらに、栗農園を小型車両で走行し、3Dライダーによる点群データから農園環境をモデル化、自動走行ルートを安全かつ最短で決定する仕組みも試作した。
企画・開発型では、アート分野でロボットダンスの設計支援システムを構築し、仮想空間上でのダンス設計と評価により迅速なフィードバックを実現した。また、岸辺や障害物の画像認識に基づいて測深ボートの経路を変更するシミュレーション環境も構築し、全国大会で発表・学生奨励賞を受賞した。
加えて、デジタルツイン構築法と分野横断的教育を視野に、リカレント教育の新たな仕組みであるマイクロクレデンシャルの質保証フレームワークとアーキテクチャを検討し、日本高等教育学会誌、欧州工学教育学会、日本工学教育協会誌に論文を掲載、また国内外で20回の招待講演を行った。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
デジタルツインの３類型（監視・制御、予測・立案、開発・企画）のプロトタイプを目標とする分野で試作については、実装、評価を進めることができた。さらに予測・立案タイプのプロトタイプ構築法の手順化を行い、成果発表を行うことができている。これらはジャーナル論文2件の採録、国際学会3件、口頭発表43件の研究成果として上げることができ、2年目の成果として十分であると評価できる。
|
| Strategy for Future Research Activity |
最終年度は、デジタルツインの３類型の構築法の手順化を完成させ、教育の実施・評価を行うための教材の開発、講座の設計・評価法の確立及び教育実施による評価を進める。成果は，ジャーナル論文や国際学会にて発表していく。
|
