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脳活動特徴空間の構築によるオンライン授業視聴中の学習状態の可視化

研究課題

研究課題/領域番号 17K20016
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 人間情報学およびその関連分野
研究機関明治大学

研究代表者

嶋田 総太郎  明治大学, 理工学部, 専任教授 (70440138)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2019年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードオンライン授業 / 脳活動計測 / 被験者間相関 / 近赤外分光法 / 脳波 / 学習パス / 被験者間相関解析
研究成果の概要

本研究では、動画授業を実施・試聴しているときの先生と生徒の脳活動、および協調作業をしている2人の脳活動を近赤外分光法(NIRS)および脳波(EEG)を用いて測定し、前頭前野などいくつかの脳領野で被験者間に共通する脳活動を見出した。この知見をもとに、脳活動データを被験者間相関(ISC)が最大化されるように主成分分析(PCA)を行い、上位の主成分をベースに受講者の脳活動を特徴空間にマッピングする技術の開発を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年の情報技術の発展により教育コンテンツのオンライン化(オープンエデュケーション)が進み、また現在のコロナ禍の影響も重なって、世界的にもオンライン授業の重要性が高まっている。本研究では、同一の授業内容が再現性を持って提供されるオンライン動画授業を主眼として、学習に関する脳活動を特徴空間にマッピングする技術の開発を行った。これによって学習状態のより的確な把握と、これに基づいたテーラーメイド教育への可能性を示すことができた。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Real World 認知科学: インタラクション研究の新たな地平 Real World Cognitive Science: Open Up a New Horizon for Interaction Studies.2019

    • 著者名/発表者名
      開一夫, 今井倫太, 嶋田総太郎
    • 雑誌名

      人工知能

      巻: 34(2) ページ: 236-244

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Intersubject correlation analysis of EEG rhythm during listening to music2019

    • 著者名/発表者名
      Yuta Inagaki, Sotaro Shimada
    • 学会等名
      49th Annual Meeting of the Society for Neuroscience (SfN2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Inter-brain synchronization during a cooperative task under shared mixed reality environment2019

    • 著者名/発表者名
      Yutaro Ogawa, Sotaro Shimada
    • 学会等名
      25th Annual Meeting of the Organization on Human Brain Mapping (OHBM2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Inter-subject correlation analysis of EEG data during listening to popular music2019

    • 著者名/発表者名
      Fuyu Ueno, Sotaro Shimada
    • 学会等名
      25th Annual Meeting of the Organization on Human Brain Mapping (OHBM2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 複合現実環境下で協調作業をしている2者間の脳波同期解析2019

    • 著者名/発表者名
      小川雄太郎、嶋田総太郎
    • 学会等名
      日本認知科学会第36回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Real World認知脳科学へ向けて2019

    • 著者名/発表者名
      嶋田総太郎
    • 学会等名
      第22回日本光脳機能イメージング学会学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Intersubject correlation analysis of EEG rhythm during listening to music.2018

    • 著者名/発表者名
      Yuta Inagaki, Tatsuya Matsuzaki, Kanako Ueno, Sotaro Shimada
    • 学会等名
      24thAnnual Meeting of the Organization on Human Brain Mapping (OHBM2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Intersubject correlation analysis of brain activity when viewing videotaped teacher’s explanation2017

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Hirako, Takaaki Ito, Sotaro Shimada
    • 学会等名
      47th Annual Meeting of the Society for Neuroscience
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] 脳のなかの自己と他者2019

    • 著者名/発表者名
      日本認知科学会、嶋田 総太郎
    • 総ページ数
      306
    • 出版者
      共立出版
    • ISBN
      9784320094611
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2017-07-21   更新日: 2021-02-19  

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