2020 Fiscal Year Research-status Report
Internet of Toys (IoT) for watching over children's creative activities
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18K11396
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| Research Institution | Kyoto Institute of Technology |
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Principal Investigator |
山本 景子 京都工芸繊維大学, 情報工学・人間科学系, 助教 (10585756)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
金谷 一朗 長崎大学, 情報データ科学部, 教授 (50314555)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | IoT / 子ども / 創作活動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
子どもは創作意欲にあふれているが，一つのことに集中しすぎてしまうため，創作活動中は適切な見護りが必要である．見護りのために過度の制限を与えると，子どもの創作意欲を奪ってしまうことになるため，従来はカメラによる自動サーベイや，身体装着型デバイスによる事故予測・警告・記録などが検討されてきた．しかし，カメラによるサーベイは事前に事故を予見することが機械だけでは困難であり，また身体装着型デバイスは子どもを過度に拘束してしまう．そこで本研究課題では，子どもが遊ぶおもちゃにセンサ，アクチュエータと無線通信デバイスを仕込み，子どもがどのおもちゃでどのように遊んでいるかをリアルタイムに計測し，それらの計測データから機械学習によって子どもの心理状態や事故の危険を予測し，子どもの適切な見護りと創作活動の支援を同時に行うことを目指す．
昨年度は，子供の創作的な遊びの中からボール遊びに焦点をあて，子供の発達に伴う5種類のボールの投げ動作を判別できるセンサ内蔵ボールのプロトタイプを実装し，評価した．2種類の学習アルゴリズムで判別した結果，大人を被験者とした実験では約7割の精度が得られた．また，センサ内蔵ボールから取得されるデータを可視化することで，保育者（保護者・保育士）が子どもの発達度を推定する支援となるインタフェースも提案・設計し，2Dグラフ群との比較実験を行なった．その結果，発達の違いを推定できた割合は手法間で有意差は認められなかったが，作業負荷は提案した可視化インタフェースの方が低い傾向があることが確認できた．
今年度は，上述の結果を踏まえ，実際の対象年齢である幼児を対象とした被験者実験により，センサ内蔵ボールの動作判別精度の評価および可視化システムの有効性の評価を行う予定であったが，新型コロナウイルス感染症の蔓延により，子供や保護者など学外の被験者を募集しての実験は断念した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
昨年度までに，子どもの創作的な遊びのうちボール遊びに焦点をあて，センサ内蔵ボールおよび取得データの可視化システムのプロトタイプを作成し，学習に必要なデータ収集およびそれぞれの評価実験を行い，基礎的な有用性は確認できている．これらの成果を踏まえ，今年度は，実際に対象年齢である幼児を対象とした被験者実験により，センサ内蔵ボールの動作判別精度の評価および可視化システムの有効性の評価を行う予定であった．
しかし，新型コロナウイルス感染症の蔓延により，子供や保護者など学外の被験者を募集しての実験は断念せざるを得なかった．そのため，実質的な研究活動は中断させ，今後の方向性の検討のみを行った．
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| Strategy for Future Research Activity |
センシング側も表示側も設計・実装が完了し，基礎的な評価を終えているが，動作判別の精度の向上に必要なさらなる学習データの収集・分析や，子どもを対象にした本格的なデータ収集に着手できていない．しかし，これらは新型コロナウイルス感染症の影響から今後も引き続き困難であることが予想される．
そこで，今後は別の遊び道具へセンサを仕込むことと，可視化システムの改善を行う予定である．そして，これまでと同様の小規模実験を実現可能な範囲で実施する計画である．
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| Causes of Carryover |
今年度は，昨年度までの成果を踏まえ，実際の対象年齢である幼児を対象とした被験者実験により，センサ内蔵ボールの動作判別精度の評価および可視化システムの有効性の評価を行う予定であった．しかし，新型コロナウイルス感染症の蔓延により，子供や保護者など学外の被験者を募集しての実験は断念せざるを得なかった．実質的な研究活動は中断させ，今後の方向性の検討に必要なものにのみ経費を使用したため，翌年度へ繰り越すこととした．
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