2016 Fiscal Year Research-status Report
効果的な仮想空間内アクティブラーニング実現へ向けた生体情報利活用手法の構築
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16K00436
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| Research Institution | Gifu National College of Technology |
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Principal Investigator |
小川 信之 岐阜工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (60270261)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
兼松 秀行 鈴鹿工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (10185952)
矢島 邦昭 仙台高等専門学校, 情報ネットワーク工学科, 教授 (90259804)
中平 勝子 長岡技術科学大学, 工学研究科, 助教 (80339621)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | メタバース / マルチモーダル / 生体情報 / 学習者の心的状態 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
（１）生体情報計測手法の開発については，矢島・兼松・小川により生体情報測定手法およびそのデータ転送方式を研究した．電気皮膚反応（GSR）に加えて赤外線測定による皮膚温度計測を含めた方式を評価すべくシステムを構築して試行した．電気皮膚反応（GSR)においては，小型のウエラブルシステムを用いた計測制度の評価，データ転送の精度の評価，解析に必要なデータ管理システムの試作とこれまでのデータとの比較検討を中心に行った．まばたきの計測を伴う学習者の赤外線測定による皮膚温度計測といった生体情報測定を実施することでマルチモーダル・インターフェース適合性を確認するための基礎実験を行った．（２）学習者の心的状態との比較においては，兼松・小川・中平によりメタバース上および実世界で教師から難易度が異なる課題を提起して瞬きの計測や生体情報の測定を行うことで，問題をよく理解している場合とそうでない場合の挙動や実世界と仮想世界（メタバース）における挙動などを検証した．さらに，学習者の心的状態を質問紙法と生体情報を連結させる形で推定を行った．課題解決型学習の実施に際して，まばたきや生体情報測定により学習者の心的状態との関連を調べて検討した．課題解決型学習を伴うアクティブラーニングを実施する際のポイント制度に関するシステムを整えた．ICT環境下での学習者とコンテンツ間の相互作用モデルに関しては，中平を中心に，学習者の内的情報，各種生体情報とコンテンツ内に含まれる要素（知識形態，呈示方式，学習方式等）の関係記述を試みた．
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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
おおむね研究実施計画に従って進展している．具体的には，平成28年度は，（１）生体情報計測手法の開発については，矢島・兼松・小川により生体情報測定手法およびそのデータ転送方式を研究した．電気皮膚反応（GSR）に加えて赤外線測定による皮膚温度計測を含めた方式を評価すべくシステムを構築して試行した．電気皮膚反応（GSR)においては，小型のウエラブルシステムを用いた計測制度の評価，データ転送の精度の評価，解析に必要なデータ管理システムの試作とこれまでのデータとの比較検討を中心に行った．まばたきの計測を伴う学習者の赤外線測定による皮膚温度計測といった生体情報測定を実施することでマルチモーダル・インターフェース適合性を確認するための基礎実験を行った．（２）学習者の心的状態との比較においては，兼松・小川・中平によりメタバース上および実世界で教師から難易度が異なる課題を提起して瞬きの計測や生体情報の測定を行うことで，問題をよく理解している場合とそうでない場合の挙動や実世界と仮想世界（メタバース）における挙動などを検証した．さらに，学習者の心的状態を質問紙法と生体情報を連結させる形で推定を行った．課題解決型学習の実施に際して，まばたきや生体情報測定により学習者の心的状態との関連を調べて検討した．課題解決型学習を伴うアクティブラーニングを実施する際のポイント制度に関するシステムを整えた．ICT環境下での学習者とコンテンツ間の相互作用モデルに関しては，中平を中心に，学習者の内的情報，各種生体情報とコンテンツ内に含まれる要素（知識形態，呈示方式，学習方式等）の関係記述を試みた．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後も研究実施計画に従って推進する．具体的には，平成29年度は，前年度に検証した生体情報計測手法をもとに，その可視化を主とした研究を行う．ままばたきややGSRなどのテータ，心拍などの複数のデータを同時に測定する必要があるために，専用のシステムの開発を行う．今後は，1対1通信とデータ解析を確立することを優先する．その後，バーチャル教室では複数同時存在の対応のため，クライアントへの計測システムを工夫して，データ収集サーバへと計測データの転送をほぼリアルタイムで行うようにする．遠隔地での講義参加でも，同時に計測データを記録できる生体情報を用いたマルチリアルタイム集中力計測システムの開発に取り組む．国内高専における複数拠点で，実際の装置を装着して，集中度の計測の予備実験を行い，システムも問題点の検証を行う．前年度は対面型の授業を想定して瞬き挙動を検討したが，今後は，未来志向のアクティブラーニング型授業を想定して検討する．研究では，複数の解答が存在する，あるいは決まった解答がない問題までをグループ学習により扱う．Bloomのtaxonomyにおける知識レベルから創造的なレベルに至る６段階の様々なレベルの問題を取り組む学生に対して与えて研究を実施する．
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| Causes of Carryover |
計画推進にあたり予算執行前の準備が必要であり既存の装置を組み合わせて研究遂行したことにより一部予算を次年度使用とした．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
計画に従って予算を使用する．
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