2014 Fiscal Year Research-status Report
様々な環境下でリアルな実験学習が可能な実体験追及型ＶＲの開発研究
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25350281
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
竹村 淳 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (20297617)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 教育支援システム / 実験教育 / ＶＲ / 電子回路 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，ものづくり教育に不可欠である電子回路製作を含む実験教育を様々な環境で行うことを可能にする新しいバーチャルリアリティ技術として，実体験追及型ＶＲ（experience-oriented virtual reality；ＸＶＲ）を提案し，実験教育支援システムに応用することを目的とする。具体的には，ＸＶＲシステムのユーザーが，実際にものづくりや回路実験を行うことと同等の体験ができるシステムを実現するために，次の(1)～(4)に示す４種類のリアリティに関する技術要素を新たに開発し，実験教育支援システムへの応用を試みる：(1) 観測的リアルティ，(2) 操作性リアリティ，(3) 製作的リアリティ, 及び (4) 計測的リアリティ。これまでは，「(1) 観測的リアリティ」に関連して，拡張現実（augmented reality；ＡＲ）に対応したシースルーディスプレイを導入し，多重立体映像処理の研究を行った。そして，ＸＶＲシステムのユーザーが，対象物を手に取って操作や分解することと同様の体験を仮想空間上で行えるようにして，対象物の内部構造を学習することを可能にする技術 [(2) 操作性リアリティ] の開発研究を行った。さらに，実際に回路製作することと同様の体験を可能にする技術 [(3) 製作的リアリティ] の開発研究も行い，ＸＶＲ空間上で実際のものづくりや実験を行うことと同等の動作が体験できるシステムを開発した。
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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
これまでの研究では，裸眼立体ディスプレイで表示する立体映像とＡＲシースルーディスプレイを組み合わせた多重立体映像処理の開発し，さらにシースルーディスプレイで物体の内部構造を表示する立体コンテンツを作成することにより，効率的に「(1) 観測的リアリティ」を実現した。そして，「(2) 操作性リアリティ」及び「(3) 製作的リアリティ」を実現するために，観測的リアリティにより表現される立体映像コンテンツが実際に実験者の手元にあるかのように立体表示され，かつ実験者が自身の手で操作しているような体験ができる 3D-VRワークステーションシステムを開発しており，ほぼ計画どおりの成果が得られている。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成２７年度は， ＸＶＲにおける「(3) 製作的リアリティ」をより発展させるための装置として3Dプリンタを導入し，実体モデルに対応した「製作的リアリティの拡張」に関する研究を行う。具体的には，前年度に導入した3D-VRワークステーションの研究で作成したコンテンツを応用することによって，実際の製作部品（回路の基板や素子等）や作製したものと同等の実体モデルを，3Dプリンタにより造形することを可能にするシステムの開発研究を行う。さらに，3D-VRワークステーションと，これまでの研究で開発したバーチャル計測システムを組み合わせることによって，「(4) 計測的リアリティ」を実現するための研究を行う。この研究で開発するシステムにより，前述の製作的リアリティにより造形した実体モデルを用いて，実際に作製した（回路などの）ものに対して測定器を用いた計測を行うこととほぼ同等の学習を可能にすることができる。
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