| Project/Area Number |
24K03052
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 62030:Learning support system-related
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
大囿 忠親 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90324475)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
菊地 真人 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (60909878)
白松 俊 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80548595)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2028-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥18,460,000 (Direct Cost: ¥14,200,000、Indirect Cost: ¥4,260,000)
Fiscal Year 2027: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2026: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2025: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2024: ¥6,630,000 (Direct Cost: ¥5,100,000、Indirect Cost: ¥1,530,000)
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| Keywords | ラーニングアナリティクス / クラス受講態度 / 微表情認識 / 講義難易度推定 / 意外なイベント推定 / 受講態度推定 / 受講反応分析 |
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| Outline of Research at the Start |
データに基づく学習支援において，非積極的で無反応な学生への対応が求められている．そのような学生への有効性が期待される微表情認識技術が発展途上であり，教育への応用には研究余地がある．本課題の予備研究では，学生の動作と表情を複合的に利用した学習支援システムにより，個々の学生に対する微表情認識性能が不十分な状況でも，クラス全体の講義への反応の推定に成功した．さらに本研究により，理論モデルの構築，データセット構築，実用的なシステムの実装の発展を目指す．本課題では，学生が発する微弱な反応をも利用可能な分析手法を実現するために研究規模を拡大し，新たな理論モデルの構築やシステムの実装をスパイラルに推進する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，微細な顔の手がかりとマクロレベル（教室などの受講生の集合）の学習者エンゲージメントを結びつけ，ポジティブおよびネガティブに2値化した講義態度指標 r および rho を用いて講義の難易度評価と予期せぬ意外な事象の予測精度を向上させることを試みた．本技術は，個々の受講者から得られた FER の結果を統合することで，個々の受講者の表情が微細で FER の結果が不正確であったとしても，クラス全体の受講態度を推定する技術である．の従来の研究では，表情認識（FER）の判定結果を統合して教室内エンゲージメントを推定してきたが，微細な表情変化とマクロなエンゲージメントとの関係は未解明であった．本研究では，ソフトマックス出力などの「ソフトな出力値」を活用した．すなわち，表情認識モデルの出力確率を直接用いることで微細な表情の手がかりをより効果的に捉える手法を開発した．模擬講義を用いた評価実験の結果，ソフト出力確率ベースの指標 rho は，予期せぬ意外な事象を検出する性能において，従来指標 r を大きく上回る（rho: 0.317, r: 0.000）有用性を示した．これらの成果は，ソフト出力を活用することで微細な表情変化を捉える優位性を明らかにするとともに，リアルタイムな教室モニタリングや介入支援への応用可能性を示唆している．本成果は，The 26th International Conference
on Artificial Intelligence in Education (AIED 2025) に採択された．
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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
小規模な実験に基づく概念実証に成功したため，概ね順調に進展しているといえる．
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度は，前年度の結果をより詳細に分析するために，被験者数や被験者の多様性を増やした上で評価実験を行う．また，これまでの知見に基づき，講義の難易度や意外なイベントの推定を用いて，適応的にコンテンツの難易度を変更するための技術開発に取り組む．
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