2020 Fiscal Year Research-status Report
未完成技術を用いた継続的な人工知能技術者育成のための社会実装教育の実践
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18K02971
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| Research Institution | Tokyo National College of Technology |
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Principal Investigator |
鈴木 雅人 東京工業高等専門学校, 情報工学科, 教授 (50290721)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 文字認識 / 社会実装教育 / AI技術者育成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題の目的は、人工知能を専門とする技術者不足が深刻化する中、即戦力となるトップエンジニアの育成を使命とする高専において、未完成技術を題材とした社会実装教育を通して、ＡＩ技術者育成の枠組みを構築し教育の実践を行うことである。しかし、現状の人工知能分野では、十分な精度の結果を得ることが出来ない未完成技術が多いため、これらの技術を駆使して問題を解決していく高い能力が技術者に求められる。この問題を解決するため本研究では、①我々の研究途中の成果である「画像中の活字文字認識に関する技術」を題材に取り上げ、教育の枠組み構築とその実践を行うこと。②継続的な技術者養成の枠組みを確立するためには、潜在的な高専入学志願者である小中学生に対してＡＩ技術者の魅力を伝えていくことを実践する。
今年度は、４年計画のうちの３年目にあたる。これまで我々が積み上げてきた画像中の文字認識プログラムに関しては、すでに提案している単体複体モデルを用いた手法を更に詰めており、現在検討しているオイラー数による文字構造同一性検証の生以下は次年度に研究会で発表する。また社会実装教育に関しては、引き続き空調設備の施工会社と連携し、作業現場にＩＴ技術を導入することを社会実装教育として実施し、システムの第一版を完成し試用段階まで進めることができた。出前授業教材に関しては、初年度に試作した授業教材に幾つか改善を行い、完成度を高める作業を更に継続していたが、コロナ禍の影響で出前授業の実施が不能となったため、学内の学生の協力を得て、疑似的な出前授業によるフィードバックを得て改善を継続している。
授業教材の改良のほか、社会実装教育の実施、また本研究で使う認識アルゴリズムの改良など、それぞれにつて研究成果が得られたため、その成果をまとめ学会で１０件の論文発表及び口頭発表を行った。
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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
本研究の計画によると、今年度(３年目)の目標は、授業環境の整備及と教材加発を終え、その試行結果をもとに社会実装授業の授業改善を行うことと、出前授業で得られたフィードバックをもとに改善し出前授業を実施することであった。これまで整備してきた授業環境や教材の問題点を解消し、引き続き改善を継続しており、それに関連して認識技術に関する研究も一定の成果が得られている。また、小中学校向けの出前授業教材の整備に関しては、昨年度の研究成果をもと改善作業は終えており、実施協力をお願いしている学校で日程が決まれば、いつでも実施可能な状態であったが、コロナ禍の影響により、年度内に出前授業は実施することができなかった。そのため、研究代表者が所属する高専内の学生に協力を依頼し、疑似的な出前授業を実施して少しでも問題点を洗い出すことで、次年度以降の本番に備えるとともに、その成果を研究会で発表する準備を進めた。
以上のことから、一部コロナ禍の影響により実施方法を変更した部分はあるが、総じて、おおむね順調に研究が進んでいると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
３年目までの研究内容はおおむね順調に進んでおり、４年目は成果の総まとめの年度となる。３年目は疑似的な模擬授業の実施にとどまったが、本研究の趣旨を考えたとき、小中学校の現場で実際に模擬授業を行うことは、特に重要なポイントとなるため、今後の動向を見据えながら研究の総括方法の検討も含みに入れ研究を進める。
具体的には、本校で継続している社会実装授業が３サイクル目に入るため、これまでの試行結果をもとに改善を加えつつ、一定の授業方法の在り方に関する総まとめを行う。教材として、第１回目の試行で取り上げた、空調設備の施工現場へのIT技術の導入の他、社会情勢が許せば小学校におけるプログラミング教育の依頼も引き続き受けているため、それらを教材として活用する。その中で、受講学生が自ら世の中の問題を発見し、それを解決していく力を養うことを目的に、未完成技術を駆使して製品を開発していく能力の養成を実践し、その在り方をまとめていく。本研究２年目の試行で明らかになった、ファシリテーターとしての役割に関する問題点は、学生の現場でのヒアリングが十分でなかったことが要因であったため、今年度はネットミーティングも駆使しながら密に情報交換しながら注意点を間接的に示唆することで、学生を正しい方向に導くことが可能となり、それに伴って成果も出始めている。次年度はこの指導方法を継続し、その教育的成果を客観的に評価するためのアンケート調査やprogテストの分析などを行う。
また、出前授業については可能な限り実施するが、１度も実施できない最悪の場合も想定し、それに代わる評価方法も模索する。出前授業の内容は社会実装授業の成果物を基本とするが、小学校のプログラミング教育に関連するテーマも検討し教材開発を行っており、小中学生に興味をもってもらうために成果物の活用方法を工夫する。最後に、本研究の成果をまとめ、論文として公表する。
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| Causes of Carryover |
コロナ禍の影響により、追加で必要になった購入物品がある反面、今年度予定していた学会発表等がオンライン開催または中止になった関係で、当初計上していた学会発表のための旅費がほぼ未使用となった。研究自体は順調に進んでいるため、最終年度に、できる限り現地での討論ができるよう研究会等への参加を計画するとともに、研究会発表に代わる研究成果公表の方法として、学会誌論文投稿も視野に入れ、当初の予算執行とおりに最終年度に吸収する予定である。
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