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Society5.0指向英単語学習システムのための脳波による習熟度推定手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K03026
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
研究機関長岡技術科学大学

研究代表者

秋元 頼孝  長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (00555245)

研究分担者 中平 勝子  長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (80339621)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード英単語 / 記憶 / 脳波 / 分散学習 / 個人差 / 英単語学習 / 習熟度推定 / 機械学習
研究開始時の研究の概要

大学生・大学院生を対象として、提示された英単語に対して知っているかどうかの反応を求める課題を行い、簡易脳波計により脳波を計測する。なお、英単語の提示の後に対応する意味が日本語で提示されるため、実験を繰り返すことにより実験参加者はしだいに英単語を覚えていくことになる。本研究では、約10回の実験の間に生じる英単語の学習に伴って脳反応がどのように変化するのかを明らかにする。また、この実験により脳波データを蓄積し、それをもとに機械学習を用いて脳波データから英単語の学習状態を推定する手法の開発を行う。

研究成果の概要

本研究では、大学生・大学院生を対象とし、提示された英単語に対して知っているかどうかを判断する課題を複数日数にわたって行い、脳活動の変化を簡易脳波計を用いて計測した。実験の結果、簡単な英単語と難しい英単語に対する脳反応がシータ帯域やベータ帯域で異なること、約10日間の英単語提示により、難しい英単語のうち実験参加者が記憶した英単語に対する脳反応が、簡単な英単語に対する脳反応に近づいていくことが明らかとなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で行った実験は、2秒間呈示される英単語に対してその意味を知っているかを判断し、その後の2秒間で英単語の意味を日本語で2秒間呈示するという、非常に簡単なものである。一回の実験では一つの単語は一度しか呈示されないので、一つの英単語に対する学習時間は、日本語で提示された意味の時間を含めても9日間の実験で合計40秒弱と極めて短い。しかし、実験結果は、このような短時間の呈示であっても回数を重ねることで徐々に記憶されていくこと、それに対応して脳波も徐々に変わることを示している。したがって、本研究の結果は、分散学習の有用性を脳波という客観的な証拠と共に示している。

報告書

(4件)
  • 2022 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (1件) (うちオープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] 簡易脳波計によるピアノ演奏技能の上達評価に向けた予備的研究:キーボードの違いと演奏音の有無が脳波と反応時間に与える影響2022

    • 著者名/発表者名
      秋元頼孝, 石野未沙, 三宅圭音, 宮澤志保, 落合純, 中平勝子
    • 雑誌名

      長岡造形大学研究紀要

      巻: 19 ページ: 6-13

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] Preliminary evaluation of improvement in piano performance by a cost-effective EEG device2022

    • 著者名/発表者名
      Miyake K, Ishino M, Miyazawa S, Ochiai J, Nakahira K. T., & Akimoto Y
    • 学会等名
      The 2022 Annual Conference of the Korean Society for Cognitive and Biological Psychology
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 脳波計測によるピアノ演奏課題の練習効果の測定の試み2022

    • 著者名/発表者名
      三宅圭音, 石野未沙, 秋元頼孝, 中平勝子
    • 学会等名
      教育システム情報学会2021年度学生研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 簡易脳波計で取得した脳波データのデータ量と機械学習のパフォーマンスの関係についての検討2022

    • 著者名/発表者名
      伊藤遼哉, 秋元頼孝, 中平勝子
    • 学会等名
      教育システム情報学会2021年度学生研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 単語中の文字順変更を含む文理解時の脳波計測2021

    • 著者名/発表者名
      渡邊怜, 秋元頼孝, 中平勝子
    • 学会等名
      教育システム情報学会第46回全国大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 単語中の文字順変更を含む文理解時の脳波計測2021

    • 著者名/発表者名
      渡邊怜, 秋元頼孝, 中平勝子
    • 学会等名
      教育システム情報学会2020年度学生研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 脳波・視線同時計測を用いた難易度推定指標の設計2021

    • 著者名/発表者名
      鈴木理玖, 秋元頼孝, 中平勝子
    • 学会等名
      情報処理学会第83回全国大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Increase in theta band EEG power during covert infant directed speech.2020

    • 著者名/発表者名
      Akimoto Y, Masuda T, & Nakahira K.T.
    • 学会等名
      The 43rd Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Pilot experiments on the evaluation of learning status of English words using a cost-effective electroencephalogram2020

    • 著者名/発表者名
      Akimoto Y, Suzuki R, & Nakahira K.T.
    • 学会等名
      The 2020 Annual Conference of the Korean Society for Cognitive and Biological Psychology
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 簡易脳波計を用いた難易度別暗算時の脳活動の比較2020

    • 著者名/発表者名
      鈴木理玖, 秋元頼孝, 中平勝子
    • 学会等名
      教育システム情報学会2019年度学生研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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