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Comprehensive research and development of 3D models for tactile perception in inclusive lifelong education

Research Project

Project/Area Number 24H00162
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Medium-sized Section 9:Education and related fields
Research InstitutionNiigata University

Principal Investigator

渡辺 哲也  新潟大学, 自然科学系, 教授 (10342958)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 大内 進  星美学園短期大学, 日伊総合研究所, 客員研究員 (40321591)
小林 真  筑波技術大学, 保健科学部, 教授 (60291853)
手嶋 吉法  千葉工業大学, 工学部, 教授 (80392041)
仰木 裕嗣  慶應義塾大学, 政策・メディア研究科(藤沢), 教授 (90317313)
南谷 和範  独立行政法人大学入試センター, 研究開発部, 教授 (90551474)
Project Period (FY) 2024-04-01 – 2028-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2025)
Budget Amount *help
¥45,760,000 (Direct Cost: ¥35,200,000、Indirect Cost: ¥10,560,000)
Fiscal Year 2026: ¥11,050,000 (Direct Cost: ¥8,500,000、Indirect Cost: ¥2,550,000)
Fiscal Year 2025: ¥12,740,000 (Direct Cost: ¥9,800,000、Indirect Cost: ¥2,940,000)
Fiscal Year 2024: ¥10,920,000 (Direct Cost: ¥8,400,000、Indirect Cost: ¥2,520,000)
Keywords生涯教育 / 立体模型 / 触察 / 視覚障害 / 3Dプリンタ / 博物館 / 触地図 / AI / データベース
Outline of Research at the Start

居住地域、天文、生物、美術館・博物館の展示品、ハザードマップなど、幅広い分野における立体模型への要望に総合的に対応するため、視覚障害者の生涯学習に資する触察用立体模型の開発に挑む。触察による模型の分かりやすさ/有効性を心理物理実験によって検証し、触察に適したデフォルメ方法を明らかにする。AI技術を活用することで、視覚障害者自身が言葉や画像から3Dデータを作成できる環境の試験的運用を目指す。研究期間終了後に、障害者のための立体模型作りを持続的なものとする事業化を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

STEAM教育班 視覚障害者が解剖学を学ぶための触察用立体教材として、頭蓋骨模型(実物大および2倍サイズ)の改良、筋原線維模型の改良、ネフロン模型の改良、脳幹模型の制作に、視覚特別支援学校の教員と共同で取り組んだ。同様に、円運動のベクトル変化を触察する動く触覚教材を、視覚特別支援学校の教員と共同で試作した。
地図・地形班 京都御苑の触地図を作成し、これをリアル謎解きイベントで活用した。点字図書館、視覚障害者福祉協会等とともに、視覚障害者向けの触地図を作る会を6回開催した。そのうち1回は、日本防災士会会員とともに、視覚障害者向けのハザードマップを作る会として開催した。
文化活動班 音声ガイドと3Dモデルを併用した視覚障害者の映画鑑賞の効果を検討するために、映画「手でふれてみる世界」に登場する著名な彫刻作品の3Dモデルの作成に取り組んだ。手でみる絵本『まんじゅうこわい』において、触図だけでなく、3Dデータをダウンロードできるようにし、このデータを3D印刷した模型を触りながら絵本を楽しめるようにした。科学館、博物館2館の触る展示へ出展協力をした。北九州東田地区の博物館3館のユニバーサル化の状況視察と、今後の協力体制の模索を行った。
AI活用班 JSCADを用いて、視覚障害者自身がタージマハルの3Dデータを作り、かつ3D印刷を行った。その成果物はモデリングコンテストで受賞し、視覚障害者の3D CADによる造形が十分評価に耐えるものであることを示した。視覚障害者が単独で3Dプリンタを操作可能とするため、3Dプリンタの液晶画面に表示されるスクロールするメッセージを認識し、適切な単位で音声化するシステムを開発した。
事業化班 駅構内触地図(冊子版)の制作とこれを使った駅構内の見学をできるよう、鉄道事業者1社と接触を始めた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

研究実績の概要で示したとおり、研究代表者と研究分担者が担当する5つの班において、当初の目的・計画に沿った研究と実践が行われている。研究代表者と研究分担者が集まる会議を年に3回開催し、各班の目標と進捗状況、並びに立体模型の制作技法について意見交換を行うことで、各班の研究と実践を促進させている。以上の理由により、概ね順調と判断した。

Strategy for Future Research Activity

STEAM教育班 視覚特別支援教育における解剖学学習用立体教材の開発、プレートテクトニクスの触察模型の制作とこれを用いた学習会の開催
地図・地形班 視覚障害者向けの触地図を作る会の開催、清澄庭園の3D模型の制作とこれを用いた視覚障害者の庭園見学の実施、触図と3Dのわかりやすさの比較実験
文化活動班 海外の触る博物館の展示品の3Dデータ化とデータベース化(オメロ美術館、イタリア)、海外の博物館のユニバーサル化の状況視察、北九州東田地区の博物館3館のユニバーサル化の提案と立体模型の試作、博物館展示を視覚障害者STEAM教育に利用するツールの検討
AI活用班 視覚障害者自身による3Dモデリング・印刷手法の開発、対話型生成AIを用いた3Dデータの検索と新規作成の実現性の調査
事業化班 立体模型の制作・販売の外部委託、駅構内図の立体模型の制作とこれを用いた視覚障害者の駅見学の実施
アウトリーチ活動 視覚障害者向けの展示会「サイトワールド 2023」への出展、3Dデータベースの充実、日本特殊教育研究会における触察用立体模型に関する自主シンポジウムの開催

Report

(2 results)
  • 2024 Comments on the Screening Results   Annual Research Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2025 2024 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (6 results) Book (2 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Tactile Graphics and Models for Blind People and Recognition of Shapes by Touch2024

    • Author(s)
      Watanabe Tetsuya、Teshima Yoshinori、Minatani Kazunori
    • Journal Title

      Computers Helping People with Special Needs : 19th International Conference, ICCHP 2024

      Volume: 1 Pages: 227-231

    • DOI

      10.1007/978-3-031-62846-7_27

    • ISBN
      9783031628450, 9783031628467
    • Related Report
      2024 Annual Research Report
  • [Journal Article] 3D Model Distribution Service for Blind and Visually Impaired People2024

    • Author(s)
      Tetsuya Watanabe, Kazunori Minatani
    • Journal Title

      ICCHP 24, Open Access Compendium, Future Perspectives on Accessibility, AT and (e)Inclusion

      Volume: 1 Pages: 10-12

    • Related Report
      2024 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Improvements of Tabletop Model of Internal Organs for Anatomy Learning of the Visually Impaired2024

    • Author(s)
      Shinoda Moeka、Teraguchi Sayaka、Teshima Yoshinori
    • Journal Title

      Computers Helping People with Special Needs : 19th International Conference, ICCHP 2024

      Volume: 1 Pages: 240-251

    • DOI

      10.1007/978-3-031-62846-7_29

    • ISBN
      9783031628450, 9783031628467
    • Related Report
      2024 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Making 3D Printer Accessible for People with Visual Impairments by Reading Scrolling Text and Menus2024

    • Author(s)
      Tagawa Naoya、Iwamura Masakazu、Minatani Kazunori、Kise Koichi
    • Journal Title

      Proceedings of The 26th International ACM SIGACCESS Conference on Computers and Accessibility(ASSETS)

      Volume: - Pages: 1-4

    • DOI

      10.1145/3663548.3688517

    • Related Report
      2024 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 触地図遠隔作成指導の実践2025

    • Author(s)
      渡辺哲也
    • Organizer
      情報アクセシビリティをめぐる諸問題に関する研究集会
    • Related Report
      2024 Annual Research Report
  • [Presentation] 3Dプリンタで作る模式図を伝えるための「動く触覚教材」2025

    • Author(s)
      小林真
    • Organizer
      ヒューマンインタフェース学会 アクセシブル・インタフェース専門研究委員会
    • Related Report
      2024 Annual Research Report
  • [Presentation] スペインの美術館・博物館における視覚障害者のアクセシビリティ―に関する調査研究2025

    • Author(s)
      池田吏志、茂木一司、大内進
    • Organizer
      第47回美術科教育学会岡山大会
    • Related Report
      2024 Annual Research Report
  • [Presentation] チャレンジド・ヨガの支援を目的としたヨガポーズの立体模型の有用性に関する評価2024

    • Author(s)
      小柳洸平, 渡辺哲也
    • Organizer
      第32回視覚障害リハビリテーション研究発表大会
    • Related Report
      2024 Annual Research Report
  • [Presentation] 理療教育における教材作成と活用を考える2024

    • Author(s)
      工藤滋, 末永多香光, 細川陽一, 岩村雅一, 渡辺哲也
    • Organizer
      日本特殊教育学会第62回大会
    • Related Report
      2024 Annual Research Report
  • [Presentation] 3Dプリンターで製作された天体模型の視覚障害教育利用2024

    • Author(s)
      野寺凜, 鈴木康史, 臼田-佐藤功美子, 南谷和範, 渡辺哲也, 嶺重慎
    • Organizer
      第38回天文教育研究会
    • Related Report
      2024 Annual Research Report
  • [Book] 感覚・知覚心理学ハンドブック第三版 Ⅳ部触覚第13章 視覚障害教育における3D プリンター活用2025

    • Author(s)
      和氣典二、重野純、村上郁也編、大内進
    • Total Pages
      1790
    • Publisher
      誠信書房
    • Related Report
      2024 Annual Research Report
  • [Book] 触って楽しむ模様2024

    • Author(s)
      社会福祉法人桜雲会「触って楽しむ模様」編集委員
    • Total Pages
      110
    • Publisher
      社会福祉法人桜雲会
    • Related Report
      2024 Annual Research Report
  • [Remarks] 触る教材データシェアプロジェクト

    • URL

      https://tactile-journey.net/

    • Related Report
      2024 Annual Research Report
  • [Remarks] Tactile Graphics

    • URL

      https://vips.sakura.ne.jp/tg/

    • Related Report
      2024 Annual Research Report

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Published: 2024-04-05   Modified: 2026-04-10  

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