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制御工学的アプローチによる技能評価および技能獲得支援システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K12760
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 科学教育
研究機関広島大学

研究代表者

川田 和男  広島大学, 教育学研究科, 准教授 (10300633)

研究協力者 玉井 輝之  
山本 透  
伊藤 真浩  
岡本 克哉  
正田 義明  
檜山 司  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード技能評価モデル / 技能獲得支援 / 制御工学的アプローチ / 製図読図能力 / パーツ分類能力 / 掃き掃除能力 / 遺伝的アルゴリズム / 一時遅れ+むだ時間 / 技能評価 / 技能 / 評価 / 一次遅れ+むだ時間 / 学習者モデル / 触角フィードバック / 「一次遅れ+むだ時間」モデル
研究成果の概要

本研究は,制御工学的アプローチを用いてものづくりの技能を評価し,さらに技能獲得を支援するシステムの開発を主目的とした。
技能評価モデル作成において,実数値型遺伝的アルゴリズムを用いることで,実際の技能データから技能評価モデルのパラメータを推定し,個人の技能評価モデルを作成することができた。このときの評価モデルとして,「一次遅れ+むだ時間」モデルおよび「指数関数」モデル(心理学評価で用いられる学習曲線のモデルの試行回数を学習時間に変更)を用い,3つのパラメータで個人の特性を評価できるようにした。この評価を用いて,技能獲得のための支援システムの開発も行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

技能を評価した研究は多数あるが,制御工学で用いられる「一次遅れ+むだ時間」モデルのTKLパラメータ,および教育や心理学等で用いられる「指数関数」モデルのパラメータを遺伝的アルゴリズムで少ないデータから個々の技能の評価を行い,技能獲得を支援する事例はなく,新奇な概念である。技能獲得を目指した支援システムを構築する上で,本研究の手法が様々な分野(教育,工学等)で活用されることが期待できる。また,ものづくり技術・技能の伝承にも応用でき,飛躍的進展と大いなる成果が期待される。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] 教育におけるスキルの可視化2019

    • 著者名/発表者名
      川田和男
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C(電子・情報・システム部門誌)

      巻: 139 号: 4 ページ: 264-267

    • DOI

      10.1541/ieejeiss.139.264

    • NAID

      130007622012

    • ISSN
      0385-4221, 1348-8155
    • 年月日
      2019-04-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] きりの穴あけ技能の定量的評価に関する一考察2018

    • 著者名/発表者名
      川田 和男, 正田 義明, 玉井 輝之, 木村 彰孝
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C(電子・情報・システム部門誌)

      巻: 138 号: 5 ページ: 566-571

    • DOI

      10.1541/ieejeiss.138.566

    • NAID

      130006730621

    • ISSN
      0385-4221, 1348-8155
    • 年月日
      2018-05-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 教育現場における可視化と支援2018

    • 著者名/発表者名
      川田和男, 守江智哉, 玉井輝之, 正田義明
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C(電子・情報・システム部門誌)

      巻: 138 号: 5 ページ: 455-458

    • DOI

      10.1541/ieejeiss.138.455

    • NAID

      130006730686

    • ISSN
      0385-4221, 1348-8155
    • 年月日
      2018-05-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of Teaching Support Material for Nurturing Cooperation through Play2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuo Kawada, Teruyuki Tamai
    • 雑誌名

      JOURNAL OF ROBOTICS NETWORKING AND ARTIFICIAL LIFE

      巻: 5 号: 3 ページ: 169-172

    • DOI

      10.2991/jrnal.2018.5.3.6

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Study on Assist Education of Swing Riding Using a Robot2017

    • 著者名/発表者名
      Kazuo Kawada and Masahiro Ito
    • 雑誌名

      Journal of Robotics and Mechatronics

      巻: 29 号: 6 ページ: 999-1004

    • DOI

      10.20965/jrm.2017.p0999

    • NAID

      130007519797

    • ISSN
      0915-3942, 1883-8049
    • 年月日
      2017-12-20
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Parameter Estimation of aSkill Evaluation Model2017

    • 著者名/発表者名
      Kazuo Kawada, Teruyuki Tamai and Toru Yamamoto
    • 雑誌名

      journal of Robotics, Networking and Artificial Life

      巻: 4 号: 3 ページ: 205-208

    • DOI

      10.2991/jrnal.2017.4.3.6

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 遺伝的アルゴリズムを用いた製図読図能力の評価モデル推定2019

    • 著者名/発表者名
      檜山司, 川田和男, 玉井輝之
    • 学会等名
      スマートシステムと制御技術シンポジウム2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 掃き掃除のための評価装置の開発2019

    • 著者名/発表者名
      守江智哉, 川田和男
    • 学会等名
      スマートシステムと制御技術シンポジウム2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Skill Model Estimation of Ability for Reading Drawings2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuo Kawada, Tsukasa Hiyama, Teruyuki Tamai
    • 学会等名
      The 2019 International Conference on Artificial Life and Robotics (ICAROB 2019)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 手加工に関する技能の定量的評価に関する一考察2017

    • 著者名/発表者名
      川田和男,正田義明,玉井輝之,木村彰孝
    • 学会等名
      平成29年電気学会電子・情報・システム部門大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Parameter Estimation of Skill Evaluation Model2017

    • 著者名/発表者名
      Kazuo Kawada, Toru Yamamoto
    • 学会等名
      The 2017 International Conference on Artificial Life and Robotics (ICAROB 2017)
    • 発表場所
      シーガイアコンベンションセンター(宮崎県)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 技能評価および技能獲得支援システムの開発2016

    • 著者名/発表者名
      川田和男, 岡本克哉, 正田義明
    • 学会等名
      電気学会研究会資料, 制御研究会(2016/12/23)
    • 発表場所
      広島大学 大学会館
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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