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Development of EEG proficiency estimation method for society5.0 oriented English word learning system

Research Project

Project/Area Number 19K03026
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 09070:Educational technology-related
Research InstitutionNagaoka University of Technology

Principal Investigator

Akimoto Yoritaka  長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (00555245)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 中平 勝子  長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (80339621)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Project Status Discontinued (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Keywords英単語 / 記憶 / 脳波 / 分散学習 / 個人差 / 英単語学習 / 習熟度推定 / 機械学習
Outline of Research at the Start

大学生・大学院生を対象として、提示された英単語に対して知っているかどうかの反応を求める課題を行い、簡易脳波計により脳波を計測する。なお、英単語の提示の後に対応する意味が日本語で提示されるため、実験を繰り返すことにより実験参加者はしだいに英単語を覚えていくことになる。本研究では、約10回の実験の間に生じる英単語の学習に伴って脳反応がどのように変化するのかを明らかにする。また、この実験により脳波データを蓄積し、それをもとに機械学習を用いて脳波データから英単語の学習状態を推定する手法の開発を行う。

Outline of Final Research Achievements

In this study, undergraduate and graduate students were asked to judge whether they knew a given English word over several days, and changes in brain activity were measured using a cost-effective electroencephalograph. The results showed that the brain responses to easy and difficult English words differed in the theta and beta bands, and that the brain responses to difficult English words memorized by the participants became similar to that of easy English words after 10 days of English word presentation.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で行った実験は、2秒間呈示される英単語に対してその意味を知っているかを判断し、その後の2秒間で英単語の意味を日本語で2秒間呈示するという、非常に簡単なものである。一回の実験では一つの単語は一度しか呈示されないので、一つの英単語に対する学習時間は、日本語で提示された意味の時間を含めても9日間の実験で合計40秒弱と極めて短い。しかし、実験結果は、このような短時間の呈示であっても回数を重ねることで徐々に記憶されていくこと、それに対応して脳波も徐々に変わることを示している。したがって、本研究の結果は、分散学習の有用性を脳波という客観的な証拠と共に示している。

Report

(4 results)
  • 2022 Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2022 2021 2020

All Journal Article (1 results) (of which Open Access: 1 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] 簡易脳波計によるピアノ演奏技能の上達評価に向けた予備的研究:キーボードの違いと演奏音の有無が脳波と反応時間に与える影響2022

    • Author(s)
      秋元頼孝, 石野未沙, 三宅圭音, 宮澤志保, 落合純, 中平勝子
    • Journal Title

      長岡造形大学研究紀要

      Volume: 19 Pages: 6-13

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Presentation] Preliminary evaluation of improvement in piano performance by a cost-effective EEG device2022

    • Author(s)
      Miyake K, Ishino M, Miyazawa S, Ochiai J, Nakahira K. T., & Akimoto Y
    • Organizer
      The 2022 Annual Conference of the Korean Society for Cognitive and Biological Psychology
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 脳波計測によるピアノ演奏課題の練習効果の測定の試み2022

    • Author(s)
      三宅圭音, 石野未沙, 秋元頼孝, 中平勝子
    • Organizer
      教育システム情報学会2021年度学生研究発表会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 簡易脳波計で取得した脳波データのデータ量と機械学習のパフォーマンスの関係についての検討2022

    • Author(s)
      伊藤遼哉, 秋元頼孝, 中平勝子
    • Organizer
      教育システム情報学会2021年度学生研究発表会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 単語中の文字順変更を含む文理解時の脳波計測2021

    • Author(s)
      渡邊怜, 秋元頼孝, 中平勝子
    • Organizer
      教育システム情報学会第46回全国大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 単語中の文字順変更を含む文理解時の脳波計測2021

    • Author(s)
      渡邊怜, 秋元頼孝, 中平勝子
    • Organizer
      教育システム情報学会2020年度学生研究発表会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 脳波・視線同時計測を用いた難易度推定指標の設計2021

    • Author(s)
      鈴木理玖, 秋元頼孝, 中平勝子
    • Organizer
      情報処理学会第83回全国大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Increase in theta band EEG power during covert infant directed speech.2020

    • Author(s)
      Akimoto Y, Masuda T, & Nakahira K.T.
    • Organizer
      The 43rd Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Pilot experiments on the evaluation of learning status of English words using a cost-effective electroencephalogram2020

    • Author(s)
      Akimoto Y, Suzuki R, & Nakahira K.T.
    • Organizer
      The 2020 Annual Conference of the Korean Society for Cognitive and Biological Psychology
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 簡易脳波計を用いた難易度別暗算時の脳活動の比較2020

    • Author(s)
      鈴木理玖, 秋元頼孝, 中平勝子
    • Organizer
      教育システム情報学会2019年度学生研究発表会
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2024-01-30  

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