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身体性認知科学に基づくものづくり技能の形式知化と技能評価の革新

研究課題

研究課題/領域番号 17K01068
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 科学教育
研究機関独立行政法人高齢・障害・求職者雇用支援機構職業能力開発総合大学校(能力開発院、基盤整備センター)

研究代表者

不破 輝彦  独立行政法人高齢・障害・求職者雇用支援機構職業能力開発総合大学校(能力開発院、基盤整備センター), 能力開発院, 教授 (70219137)

研究分担者 和田 正毅  独立行政法人高齢・障害・求職者雇用支援機構職業能力開発総合大学校(能力開発院、基盤整備センター), 能力開発院, 教授 (70648948)
岡部 眞幸  独立行政法人高齢・障害・求職者雇用支援機構職業能力開発総合大学校(能力開発院、基盤整備センター), 能力開発院, 教授 (20152332)
二宮 敬一  独立行政法人高齢・障害・求職者雇用支援機構職業能力開発総合大学校(能力開発院、基盤整備センター), 能力開発院, 准教授 (20726335)
貴志 浩久  独立行政法人高齢・障害・求職者雇用支援機構職業能力開発総合大学校(能力開発院、基盤整備センター), 能力開発院, 准教授 (00747735)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワード技能評価 / 生体信号 / 脳機能 / フライス加工作業 / はんだ付け作業 / 熟練者 / 暗黙知 / 三次元動作解析 / 前頭前野 / 脳血流量変化 / 自律神経 / 作業難易度 / 身体性認知科学 / ものづくり / 形式知
研究成果の概要

身体性認知科学に基づき、ものづくり技能の形式知化と、革新的な技能レベルの評価方法の提案を試みた。形式知化においては、フライス加工時の作業者の作業分析および三次元動作分析から、熟練者の動作特徴、すなわち次工程を意識した行動等を明らかにした。技能評価においては、フライス加工とはんだ付け技能を対象に、作業時の脳活動と自律神経活動から、作業難易度に対する生体情報の反応が技能レベルで異なることを示した。生体情報を用いることで、技能評価を革新できる可能性がある。

研究成果の学術的意義や社会的意義

フライス加工を作業工程分析した結果から、ものづくり作業における知的管理系技能に潜む暗黙知の形式知化に対して作業工程分析手法が有効であることを示した。今後の教育訓練方法に新たな示唆を与えた点で、教育工学や技能科学における学術的意義、および、教育訓練効率化への還元という社会的意義がある。
フライス加工およびはんだ付けの生体情報計測から、ものづくり作業の技能レベルを神経系反応を用いて定量的に評価できる可能性を示した。これは、従来の評価方法(製作物の出来栄えや作業時間で評価)を革新できる学術的意義がある。技能を“技に関する人間の能力”と考えると、生体情報を用いる本手法は、より直接的で合理的である。

報告書

(6件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (19件) (うち招待講演 2件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] 神経系計測に基づくフライス加工技能レベルの新しい定量的評価法2022

    • 著者名/発表者名
      不破輝彦、本田寛享、大友勇人、二宮敬一、池田知純、貴志浩久
    • 雑誌名

      技能科学研究(掲載決定)

      巻: 38 ページ: 11-15

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] フライス盤作業における熟練技能者の動作特徴の抽出2020

    • 著者名/発表者名
      池田知純、二宮敬一、新家寿健、不破輝彦、垣本映、岡部眞幸
    • 雑誌名

      工学教育

      巻: 68 ページ: 69-74

    • NAID

      130007795655

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] アコースティックエミッション法を用いた切削状態の監視に関する実験的検討2018

    • 著者名/発表者名
      古賀 俊彦、長谷 亜蘭、二宮 敬一、和田 正毅、小西 克享
    • 雑誌名

      トライボロジスト

      巻: 63 号: 7 ページ: 487-498

    • DOI

      10.18914/tribologist.17-00028

    • NAID

      130007404814

    • ISSN
      0915-1168, 2189-9967
    • 年月日
      2018-07-15
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] はんだ付け作業中の生体計測に基づく定量的技能評価法の試み2021

    • 著者名/発表者名
      大友勇人、貴志浩久、不破輝彦
    • 学会等名
      LIFE2020-2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 作業者の神経系計測に基づくはんだ付け技能の定量的評価法2021

    • 著者名/発表者名
      大友勇人、貴志浩久、不破輝彦
    • 学会等名
      第29回職業能力開発研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 神経系計測を用いた技能レベルの新しい評価方法の提案―フライス加工技能を例に―2020

    • 著者名/発表者名
      不破輝彦、本田寛享、大友勇人、二宮敬一、和田正毅、岡部眞幸、池田知純、貴志浩久
    • 学会等名
      第28回職業能力開発研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 筋疲労時における筋電位スペクトル帯域の個人差についての検討2020

    • 著者名/発表者名
      杉村將貴、不破輝彦、貴志浩久
    • 学会等名
      第28回職業能力開発研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] フライス盤作業におけるバイスの締付け力の可視化に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      古賀俊彦、川上曜、大北健二、吉田瞬、二宮敬一
    • 学会等名
      2020年度精密工学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] フライス盤加工作業における熟練技能者の作業分析2020

    • 著者名/発表者名
      古閑凜太郎、池田知純、新家寿健、垣本映、二宮敬一、不破輝彦、岡部眞幸
    • 学会等名
      2020年度精密工学会春季大会学術講演会第27回学生会員卒業研究発表講演会講演論文集
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 心拍変動による自律神経バランス評価の推定精度と呼吸規則性との関係2019

    • 著者名/発表者名
      山下幸祐、中村知徳、貴志浩久、不破輝彦
    • 学会等名
      LIFE2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 心拍変動による自律神経バランス評価のt検定p値と呼吸規則性との関係2019

    • 著者名/発表者名
      山下幸祐、中村知徳、貴志浩久、不破輝彦
    • 学会等名
      日本生理人類学会第80回大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 心拍変動による自律神経バランス評価の推定精度と呼吸規則性との関係2019

    • 著者名/発表者名
      山下幸祐、中村知徳、貴志浩久、不破輝彦
    • 学会等名
      第27回職業能力開発研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 熟練者によるフライス盤加工の作業分析2019

    • 著者名/発表者名
      古閑凛太郎、池田知純、新家寿健、垣本映、二宮敬一、不破輝彦、岡部眞幸
    • 学会等名
      第27回職業能力開発研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 身体性認知科学に基づくものづくり技能評価の試み2018

    • 著者名/発表者名
      西垣大紀、葛原黎、近藤芳憲、二宮敬一、和田正毅、岡部眞幸、貴志浩久、池田知純、不破 輝彦
    • 学会等名
      日本科学教育学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ものづくり作業中の神経系活動計測と技能レベルとの関係2018

    • 著者名/発表者名
      西垣大紀、葛原黎、二宮敬一、和田正毅、岡部眞幸、貴志浩久、池田知純、不破 輝彦
    • 学会等名
      LIFE2018( 第18回日本生活支援工学会大会, 日本機械学会 福祉工学シンポジウム2018, 第34回ライフサポート学会大会)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 身体性認知科学による技能の解明~パート1:考え方と研究事例2018

    • 著者名/発表者名
      不破輝彦
    • 学会等名
      日本品質管理学会第129回講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 身体性認知科学による技能の解明2018

    • 著者名/発表者名
      不破輝彦、塚崎英世
    • 学会等名
      第26回職業能力開発研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 生体情報に基づいたものづくり技能評価の試み2018

    • 著者名/発表者名
      西垣大紀、葛原黎、近藤芳憲、二宮敬一、和田正毅、岡部眞幸、貴志浩久、池田知純、不破 輝彦
    • 学会等名
      第26回職業能力開発研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] AE技術を用いたエンドミル工具の刃先位置検出システムの構築と検証2018

    • 著者名/発表者名
      古賀俊彦,長谷亜蘭,二宮敬一
    • 学会等名
      日本非破壊検査協会平成30年度秋季講演大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 身体性認知科学による技能の解明2018

    • 著者名/発表者名
      不破輝彦、塚崎英世
    • 学会等名
      日本品質管理学会第129回講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 新しい技能評価を目指した作業者の神経系活動推定2017

    • 著者名/発表者名
      不破輝彦、本田 寛享、二宮敬一,和田正毅,岡部眞幸,池田知純,貴志浩久
    • 学会等名
      第25回職業能力開発研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 機械加工作業の技能可視化の一検討2017

    • 著者名/発表者名
      池田知純、二宮敬一、不破輝彦、和田正毅、岡部眞幸、新家寿健、垣本映
    • 学会等名
      第25回職業能力開発研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] 技能科学によるものづくり現場の技能・技術伝承2019

    • 著者名/発表者名
      PTU技能科学研究会(原圭吾、新目真紀、磯部真一郎、市川博、塚崎英世、西澤秀喜、平林裕治、不破輝彦、村上智広)
    • 総ページ数
      176
    • 出版者
      日科技連出版社
    • ISBN
      9784817196729
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [図書] 技能科学入門2018

    • 著者名/発表者名
      PTU技能科学研究会(不破輝彦、池田知純、他)
    • 総ページ数
      152
    • 出版者
      日科技連出版社
    • ISBN
      9784817196408
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2023-01-30  

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