2022 Fiscal Year Research-status Report
「フィールドで持ち歩く実験室」：MEMSで創り出す最小の生態学実験室
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22K19797
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
岡田 昌也 九州大学, 共創学部, 准教授 (10418519)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐々 文洋 九州大学, システム情報科学研究院, 准教授 (30722681)
中井 亮佑 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究員 (90637802)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2025-03-31
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| Keywords | 科学者育成教育 / ラーニングアナリティクス / BioMEMS / 知能拡張技術 / 実世界学習 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，科学者育成という新しい教育目標を取り込んだ新GIGAスクール実現の礎を創ることを目的とする．このために，本研究は，MEMS (Micro Electro Mechanical Systems)技術によって「最小の生態学実験室」を創り出し，これを学習者がフィールドで持ち歩き，学習するための知能拡張技術を開発することとしている．
この目的を達成するために，本研究はソフトウェア開発およびハードウェア開発の両面から取り組んでおり，今年度，以下の研究を行った．
(1) 「フィールドで持ち歩く実験室」をソフトウェア的に実現し，フィールドでの知能拡張技術を駆動させるコンポーネントとして，実世界学習を対象としたラーニングアナリティクス技術を開発した．具体的には，学習者が，実世界での経験を自己調整する過程を，位置情報をもとに自動推定する計算論的ラーニングアナリティクスを開発した．この技術は，フィールドにおける学習者の内的計算過程に適応し，学習者が経験を通した記号操作を自己決定・自己調整することを促すセンサデータ駆動型学習支援技術の礎となる．
(2) 「最小の生態学実験室」の基本的原理を，ハードウェア的に構成するBioMEMSを，微細加工技術によって試験実装し，これをアウトドアフィールドに持ち出して，実際にサンプルを採取するなどの機能テストを行った．この機能テストを通してBioMEMSの設計と実装を改良することで，次年度以降のインハウス実験，アウトドア実験に向けた準備を進めた．
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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
「フィールドで持ち歩く実験室」（MEMSで創り出す最小の生態学実験室）の実現のために，ソフトウェアおよびハードウェアの両面から研究・開発に取り組んだ．ソフトウェア開発の観点からは，世界的に権威のある国際学会（IEEE）において原著論文1本の採録，ハードウェア開発の観点からは基本的設計と機能テストを行えたため，本研究は「おおむね順調に進展している」と考えられる．
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| Strategy for Future Research Activity |
「フィールドで持ち歩く実験室」（MEMSで創り出す最小の生態学実験室）の実現のために，以下の研究を推進する．
(1) ソフトウェアの観点から，実世界学習を対象としたラーニングアナリティクス技術の更なる高度化を行う．
(2) ハードウェアの観点から，BioMEMSの設計と実装を改良し，インハウス実験，アウトドア実験を進める．
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| Causes of Carryover |
新型コロナウィルスの流行という社会状況によって，情報収集・議論のために出席・聴講予定であった国際会議への参加を見送ったため，次年度使用額が生じた．これについては，次年度，別の方法で情報・資料収集・議論を行うなどによって，本研究の加速のために速やか，かつ，適切に調査を実施するため，研究計画に一切の影響はない．
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