視覚障がい者の物理学習を支援するマルチモーダルな学習教材の開発

2023 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21K02843
• Research Institution: Hiroshima Institute of Technology
• Principal Investigator: 鈴木 貴 広島工業大学, 工学部, 教授 (40289260)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松本 慎平 広島工業大学, 情報学部, 教授 (30455183) ; 林 壮一 福岡大学, 理学部, 教授 (90804922)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 視覚障がい者への物理教育 / ICTを利用した物理教育 / 物理学習支援 / 力覚デバイス / 物理現象の可触化

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は，視覚障がい者の物理学習を支援するために，事象のイメージ形成に重点を置いたマルチモーダルな教材システムの構築である。令和３年度，４年度に引き続き，今年度もシステムの２つのコンポーネントの開発を進めてきた。
１つは音声で聴くことができる物理全般を網羅するテキストの執筆であり，前年度までにほぼ仕上げた草稿を，自然を視覚でとらえたことがない読者にもイメージできるような表現に書き換えることを行なった。
さらに今年度は，もうひとつのコンポーネントである仮想実験アプリケーションの開発に重点を置いてきた。アプリケーションは，可視化ツール(ビューアー)であるUnityと，力覚提示デバイスを制御するOpenHapticsというソフトをプラグインさせるのが一般的な方法であった。ところが，Unityは汎用性が低く，使い勝手が悪いことが短所だった。そこで，Unityを通さずに直接力覚デバイスを制御する方法を開発した。その方法は，物体の位置を時系列にCSVデータに落とし，OpenHapticsが直接csvを読んでデバイスを制御する。この方法はビューアーを通していないため可視化はできないが，物体の運動をリアルに可触化できる。しかも，運動方程式を解きさえすればcsvデータは容易に作成できるため，Unityでつくることが困難だった力学事象も容易に触体験させることが可能になった。結果，力学事象に関するものはいくつか完成し，評価実験を行ない，一定の効果があることを確認した。
一方で，力学以外の事象の仮想実験アプリケーションは，Unityを用いる従来の方法でも上述の方法でも作成することは難しい。また，力学事象でも可視化する方が望ましい。そこで，このような問題を解決するために，Pythonで作成したビューア―とOpenHapticsの間を通信するhttpサーバーを業者に開発してもらった。この経費は計画調書には予算計上していなかったが，今後の開発には不可欠な機能である。