脈波解析による学習取り組み姿勢の評価を可能とする実験プラットフォームの開発

• 研究課題/領域番号: 18K02926
• 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: 神戸市立工業高等専門学校
• 研究代表者: 佐藤 徹哉 神戸市立工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (40583745)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
• キーワード: ICT技術応用 / 教育工学 / 英単語学習 / 生体情報 / 脈動波形 / 心拍間隔 / 眼球電位 / まばたき / Android端末 / AI対話 / educational technology / learner's behavior / biometric information / pulsewave analysis / mobile learning platform

研究成果の概要

本研究ではICT技術を活かした教育実践実験プラットフォーム、特に脈波解析による学習取り組み姿勢の評価を行うことができるシステムを開発しました。
近年SDGsの4番目に掲げられたQuality Educationの一環として発展途上国における遠隔教育が注目されているが、教室での授業と比較すると一人一人の集中力を高める仕組みが必要です。
この研究成果を用いれば、遠隔からでも一人一人の集中度合い等の取り組み状況が定量的に把握することができるため、遠隔教育の効果を高めることができるだけでなく、お年寄りの認知機能改善のためのトレーニングにも応用することができます。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究成果の社会的意義は、ICT技術を活かした教育の効率化にある。
教育は教授される内容も重要ではあるが、学習者が集中して取り組む（考える）ことによって深い学びを実現することも極めて重要であるため、脈動波形解析をはじめとする生体情報をリアルタイムに計測することで取り組み状況を推し量ることの意義は大きい。
この研究成果によって学生の教育効果を向上させることが可能となるので、発展途上国や島嶼部などの通常の学校教育が行い難い地域での遠隔教育の効率化にも貢献できる。また、学生の教育だけでなく、本研究成果はお年寄りの認知機能改善のためのトレーニングにも役立てることができる。

研究成果

• [雑誌論文] 香りを活かした作業効率改善効果の無意識生体情報を用いた分析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 高野 泰生、兵頭 大輝、松原 怜耶、佐藤 徹哉
  • 雑誌名: 神戸高専 産金学官技術フォーラム'20 講演論文集 巻: 1 ページ: 66-66
• [雑誌論文] モバイル端末を用いた学習時の取組状況把握の試み (2020)
  • 著者名/発表者名: 藤本 光稀 , 林 涼弥 , 佐藤 徹哉
  • 雑誌名: 電子情報通信学会 信学技報119巻393号 巻: 119 ページ: 15-20
• [雑誌論文] A Quantitative Study on Learner Engagement Evaluation: Integrated Analysis of Biosignals Including Pulse Wave and Eye Movements (2019)
  • 著者名/発表者名: Ryoya Hayashi , Mitsuki Fujimoto , Tetsuya Sato
  • 雑誌名: Proc. of E-Learn: World Conference on E-Learning in Corporate, Government, Healthcare, and Higher Education, Nov 04, 2019 in New Orleans, Louisiana, United States ISBN 978-1-939797-45-2 巻: 2019 ページ: 496-501
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of an Evaluation Platform of Learner Engagement: A Measurement of Eye Movement with Conventional Pulsewave and Brainwave (2019)
  • 著者名/発表者名: Mitsuki Fujimoto , Ryoya Hayashi , Tetsuya Sato
  • 雑誌名: Proc. of E-Learn: World Conference on E-Learning in Corporate, Government, Healthcare, and Higher Education, Nov 04, 2019 in New Orleans, Louisiana, United States ISBN 978-1-939797-45-2 巻: 2019 ページ: 484-489
  • 査読あり
• [雑誌論文] 国際技術者養成のためのICT応用教育を目指して (2019)
  • 著者名/発表者名: 佐藤 徹哉
  • 雑誌名: 教育システム情報学会誌 巻: 36 ページ: 43-46
  • NAID: 130007632123
  • 査読あり
• [雑誌論文] Utilization of AI Voice Interaction for Educational Experiment System Based on Biological Data Analysis (2018)
  • 著者名/発表者名: Takaya Masaki, Tomohiro Nakahara, Hatsuho Nankai, Ryoya Hayashi, Akihito Fujimoto, Tetsuya Sato
  • 雑誌名: Proceedings of E-Learn: World Conference on E-Learning in Corporate, Government, Healthcare, and Higher Education 2018 巻: 2018 ページ: 53-58
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Study of Pulse Wave Analysis Based on Biological Data Measurements in Educational Experiments (2018)
  • 著者名/発表者名: Ryoya Hayashi, Tomohiro Nakahara, Hatsuho Nankai, Akihito Fujimoto, Takaya Masaki, Tetsuya Sato
  • 雑誌名: Proceedings of E-Learn: World Conference on E-Learning in Corporate, Government, Healthcare, and Higher Education 2018 巻: 2018 ページ: 139-144
  • 査読あり
• [雑誌論文] 電気工学科における専門教科で英文教科書を用いた若年からの国際技術者教育の試み (特集 高専の教育 : 専門科目 : 電気・電子・情報系) (2018)
  • 著者名/発表者名: 佐藤 徹哉
  • 雑誌名: 日本高専学会誌 巻: 23 ページ: 3-6
  • NAID: 40021466408
  • 査読あり
• [学会発表] モバイル端末を用いた学習時の取組状況把握の試み (2020)
  • 著者名/発表者名: 藤本 光稀 , 林 涼弥 , 佐藤 徹哉
  • 学会等名: 電子情報通信学会 教育工学研究会
• [学会発表] A Quantitative Study on Learner Engagement Evaluation: Integrated Analysis of Biosignals Including Pulse Wave and Eye Movements (2019)
  • 著者名/発表者名: Ryoya Hayashi , Mitsuki Fujimoto , Tetsuya Sato
  • 学会等名: E-Learn2019: World Conference on E-Learning in Corporate, Government, Healthcare, and Higher Education, Nov 04, 2019 in New Orleans, Louisiana, United States
  • 国際学会
• [学会発表] Development of an Evaluation Platform of Learner Engagement: A Measurement of Eye Movement with Conventional Pulsewave and Brainwave (2019)
  • 著者名/発表者名: Mitsuki Fujimoto , Ryoya Hayashi , Tetsuya Sato
  • 学会等名: E-Learn2019: World Conference on E-Learning in Corporate, Government, Healthcare, and Higher Education, Nov 04, 2019 in New Orleans, Louisiana, United States
  • 国際学会
• [学会発表] Utilization of AI Voice Interaction for Educational Experiment System Based on Biological Data Analysis (2018)
  • 著者名/発表者名: Takaya Masaki, Tomohiro Nakahara, Hatsuho Nankai, Ryoya Hayashi, Akihito Fujimoto, Tetsuya Sato
  • 学会等名: E-Learn2018 organized by AACE(Association for the Advancement of Computing in Education) at Las Vegas, NV, United States
  • 国際学会
• [学会発表] A Study of Pulse Wave Analysis Based on Biological Data Measurements in Educational Experiments (2018)
  • 著者名/発表者名: Ryoya Hayashi, Tomohiro Nakahara, Hatsuho Nankai, Akihito Fujimoto, Takaya Masaki, Tetsuya Sato
  • 学会等名: E-Learn2018 organized by AACE(Association for the Advancement of Computing in Education) at Las Vegas, NV, United States
  • 国際学会
• [備考]
  • URL: http://www.kobe-kosen.ac.jp/department/staff/denki/tesato.html
• [備考] 神戸高専教員紹介（電気工学科）佐藤徹哉
  • URL: http://www.kobe-kosen.ac.jp/department/staff/denki/tesato.html