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AL授業支援を目指した生体情報による集中度・活性度可視化システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K02883
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分09070:教育工学関連
研究機関仙台高等専門学校

研究代表者

矢島 邦昭  仙台高等専門学校, 総合工学科, 教授 (90259804)

研究分担者 佐藤 淳  鶴岡工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (10235351)
武市 義弘  北九州工業高等専門学校, 生産デザイン工学科, 准教授 (50342457)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード集中度分析 / 生体情報 / 授業改善システム / 集中度予測 / 安全性確保 / AI / 生体情報計測 / 集中度計測 / 生体信号計測 / 脳波計測 / GSR計測 / 眼球運動計測 / 皮膚電気抵抗 / 瞬き回数 / 頭部位置情報 / 簡易脳波計測 / 集中状態 / 集中の分類 / 集中の可視化 / アクティラーニング / 集中度 / 活性度 / 可視化 / 授業支援
研究成果の概要

集中度分析のための生体情報として、脳波、GSRに加えて、瞬き、頭部位置の情報を加えることにした。そのためのデバイスとしてBitalinoに加え、JINS MEMEを追加し、計測データの整合性をとることが可能となった。生体情報の変化からの集中度判定のアルゴリズムの提案とそれを用いた判定分析を行うことができた。しかしながら、被験者からのアンケートによる集中度判定の整合性確認の実証実験の実施の件数が極めて少なく、判定精度に関する調査が必要となる。集中度変化の予測のための機械学習が今後の課題である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

受講生の集中状態を継続することは、学習効率の向上につながる。集中度を可視化することにより、異なる作業、学習スタイルを用いた教員の授業スタイルを柔軟に変更することが可能となる。対面を中心としたアクティブラーニング、遠隔授業での学生の受講状態を客観的に知ることで、受講者の学習効率の向上、教員の授業スタイルの効率化が図れる。
授業に限らず、社会活動時における集中度の客観的な情報を用いた集中度の分析は、社会生活の作業の効率化、安全性の向上性に有効的であることから、装置の小型化、分析手法の確立に関して継続研究が重要と考える。

報告書

(5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
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 5件)

  • [雑誌論文] Visualization of the Concentration Degree by Using Biological Information2019

    • 著者名/発表者名
      3.Kuniaki Yajima,Keiichi Yonemura,Yoshihiro Takeichi,Jun Sato
    • 雑誌名

      International Conference on Interactive Collaborative Learning

      巻: 1 ページ: 580-587

    • DOI

      10.1007/978-3-030-40271-6_57

    • ISBN
      9783030402709, 9783030402716
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Measurements of Eye Movement and Teachers’ Concentration during the Preparation of Teaching Materials2019

    • 著者名/発表者名
      4.Hideyuki Kanematsu, Dana M. Barry, Tasuya Shirai, Masashi Kawaguchi,Nobuyuki Ogawa, Kuniaki Yajima, Katsuko T. Nakahira,Toshiro Kobayashi, Michiko Yoshitake
    • 雑誌名

      Procedia Computer Science 2019,

      巻: 1 ページ: 1499-1506

    • DOI

      10.1016/j.procs.2019.09.320

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Development of evaluation system of student's concentration in active learning2018

    • 著者名/発表者名
      Kuniaki Yajima,Soru Takahashi,Yoshihiro Takeichi,Jun Sato
    • 雑誌名

      Proceedings,ICEAST2018

      巻: 1 ページ: 147-150

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Visualization of the Concentration Degree by using Biological Information2019

    • 著者名/発表者名
      [2].Kuniaki Yajima, Keiichi Yonemura,Yoshihiro Takeichi, Jun Sato
    • 学会等名
      International Collaborative Learning(ICL2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Detection of Concentration State Using Biosignals2019

    • 著者名/発表者名
      [4].Yoshihiro Takeichi, Jun Sato, Keiichi Yonemura, Kuniaki Yajima
    • 学会等名
      th International Conference on Information Technology (InCIT2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of correlation between class activity and students’ attention in active learning class from biological viewpoint2019

    • 著者名/発表者名
      [10].Y. Ichikawa,K. Moriya,R. Komura,M. Morimoto,K. Yajima,M. Nakagawa
    • 学会等名
      ISATE2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ANALYSIS OF CORRELATION BETWEEN CLASS ACTIVITY AND STUDENTS’ ATTENTION IN ACTIVE LEARNING CLASS2019

    • 著者名/発表者名
      [11].R. Suga,Y.Ichikawa, K.Moriya,R.Komura,M.Morimoto,K.Yajima,M.Nakagawa
    • 学会等名
      4th STI-Gigaku2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] INVESTIGATION OF EDUCATIONAL EFFICACY OF ACTIVE LEARNING: ESTIMATION FROM BIOLOGICAL VIEWPOINT2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Ichikawa, K. Moriya, R. Komura, M. Morimoto, K. Yajime, and M. Nakagawa
    • 学会等名
      ISATE2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 生体情報を用いた授業モニタリングシステムの開発 学生の授業集中度の分析2018

    • 著者名/発表者名
      武市 義弘,佐藤 淳,矢島邦昭
    • 学会等名
      AXISE2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of an analysis system for concentration using biometric information,-Aiming to apply to AL classes2018

    • 著者名/発表者名
      Kuniaki Yajima,Yoshihiro Takeichi,Keiichi Yonemura,Jun Sato
    • 学会等名
      IGCN2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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