Development of learning support system for flight simulation based on biological information

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K00494
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 芳賀 瑛 九州大学, 附属図書館, 助教 (50738672)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 新井 和吉 法政大学, 理工学部, 教授 (10202706) ; 遠藤 信二 法政大学, その他部局等, 講師 (60523975) [Withdrawn] ; 常盤 祐司 法政大学, 情報メディア教育研究センター, 教授 (70434181) ; 柴田 東作 法政大学, 理工学部, 教授 (70523976) [Withdrawn] ; 森田 進治 法政大学, 理工学部, 教授 (80789032)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 教育工学 / 技能教育 / スキル学習 / フライトシミュレーション / 視線計測 / 生体情報 / VR / パイロット

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、航空操縦課程における操縦技能向上の一環として、FTD(Flight Training Device)を使用したシミュレーション教育における学習の効率化を図ることを目的とした。
複合的な知識、技能の活用が求められる航空機の操縦技能の定量的評価指標として生体情報（主に視線推移情報）に注目し、同情報を活用したフィードバックシステムの開発、及び導入による学習の効率化を企図した。研究は3段階から成り、1.フライトシミュレーター演習時のパイロットの生体情報の計測及び操縦技能の傾向と特性の把握、2.得られた生体情報と操縦時の映像記録を併せてバイタル・ポートフォリオとして保存し、指導者および操縦者にフィードバックする学習支援システムの開発、3.2のシステムを利用し操縦技能の定量的評価を実施することを各段階の目標としている。
第一段階では航空操縦学専修課程の訓練生を対象に、計器飛行訓練における主要な課題の遂行時における生体情報を取得し、傾向と特性について把握した。次いで生体情報による技能評価が妥当性と弁別性を有しているか、また技能向上効果が得られるかについて検証実験を行い、有意な技能レベルの向上を確認した。
研究期間中の技術進展に伴い、視線追尾型VR端末を活用することで計測、フィードバックに加えて操縦者の訓練を平易に行えるシミュレーション学習システムを構築することが可能と考えられたことから、新規にシステムの開発を行った。このシステムの実地有効性について検証を行い、成果について論文を投稿した。
今年度までに全ての段階について試作システムを開発し、教育効果の検証実験を行い、予定の全てを完了した。
本研究で得られた生体情報データと開発したVRシステムを用いて、仮想空間上の操縦者の挙動と生体情報を収集し、機械学習に基づき操縦技能を評価するAIシステムの開発に向け更に研究を進展させる予定である。