学習時の生体反応データ計測による知的活動と生理的・心理的変動の関連に関する研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13680245
• Research Institution: Gigu Shotoku Gakuen University
• Principal Investigator: 磯本 征雄 岐阜聖徳学園大学, 経済情報学部, 教授 (10029994)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宮原 一弘 名古屋市立大学, システム自然科学研究科, 助手 (90315903)
• Keywords: 生体情報計測 / 心電図 / 発汗 / データ解析 / 生理的変動 / 心理的変動 / 学習状態 / 知的活動

Research Abstract

本研究は、パソコンなど情報機器を利用した学習時の人間の心理的・精神的変化を電気信号として捉えることを目指して着手した。e-Learningなど、遠隔学習指導の機会が多くなることに合わせ、この研究成果を学習指導に使うことを狙いとした。
電気信号として計測される心電図、脈波、発汗、筋電図などの生体情報データは、身体的・生理的な事柄だけでなく、心理的・精神的事柄をも反映している。本研究では学習行動に注目して、心電図生体反応データを計測し、その解析から学習者の生理的・心理的・精神的変動状況を解明する。この成果は、インターネットなどを介したCAIによる個別学習や遠隔学習支援において、学習者の心理的・精神的状況の情報を教授者側に提供する有力な手段を与える。
学習時の緊張と緩和に関する情報は、学習進行状況の管理にとって非常に重要である。たとえば「緊張しているにも拘われず成績がよくない」場合、「成績が悪いにも拘わらず緊張感もない」場合、「成績はよく緊張感はない」場合のなど様々な状態に対して、成績だけでは不可能なきめ細かい学習指導を可能にする。平成14年度では、学習の障害にならない手首にセンサーを取り付ける四肢誘導型計測法を用い、センサー取り付け位置やセンサーの感度調整で、ノイズの除去や特徴量の効果的抽出を容易にした。データ解析によって交感神経と副交感神経の活性度を算出し、被験者の緊張と緩和を推察する手法を開発し、ゲーム/に挑戦している被験者の緊張と緩和の状況判別に成功した。実験の結果は、緊張と緩和の状態を電気信号で捉えうることを確認し、別冊の報告書にその詳細を示した。

Research Products

• [Publications] 伊藤拓也, 磯本征雄, 他: "学習時の生体反応データ計測による知的活動と生理的・心理的変動の関連"電子情報通信学会・研究技術報告. ET2000-123. 75-82 (2001)
• [Publications] 磯本征雄: "創造性育成を目指した科学教育教材"日本教育工学会 第17回全国大会. 31-32 (2001)
• [Publications] 伊藤拓也, 磯本征雄: "体表面電位測定による精神的活動状況の観察方法について"日本教育工学会 第17回全国大会. 643-644 (2001)
• [Publications] 木田秀伸, 磯本征雄: "体表面電位の計測と解析による精神的変化の推察"電子情報通信学会・技術研究報告. ET2002-95〜119. 25-30 (2003)