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空中操作が可能な完全無装着型MRの開発とグループ実験教育支援システムへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 19K03079
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
研究機関東京農工大学

研究代表者

竹村 淳  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (20297617)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023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)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード教育支援システム / 複合現実 / 実験教育 / バーチャルリアリティ / 複合現実 (MR)
研究開始時の研究の概要

理工学分野の教育においては,「ものづくり」を含む実験教育が重要であり,ユーザーの様々な用途と環境に適用できるバーチャルリアリティ(VR)の応用が期待されている。しかし,一般的なVRは,デバイスの装着により,実験を妨げたり,複数の利用者による共同作業ができないなどの問題があり,高度な実験教育に用いることが困難である。近年,超音波により空中で触覚を提示することが可能な空中ハプティクスが開発され,様々な応用が期待されている。本研究は,裸眼立体映像と空中ハプティクスを用いて,完全無装着型の複合現実(MR)を用いた実験教育支援システムを開発し,グループ学習を伴う高度な実験教育への応用を試みる。

研究成果の概要

理工学分野の教育においては,「ものづくり」を含む実験教育が重要であり,ユーザーの様々な用途と環境に適用できるバーチャルリアリティ(virtual reality; VR)の応用が期待されている。本研究は,装着機器を必要せずに空中で実際の実験と同様の体験ができる複合現実(mixed reality; MR)の技術を構築し,グループによる学習を伴う高度な理工系分野の実験教育への応用が可能となるこれまでにない新しい教育システムを提案しその有用性を評価した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

現行のVR技術は,装着デバイスが作業の妨げとなる等の問題により,実験教育に応用することが困難である。また,一般に用いられているHMD (Head-Mounted Display) のような装着デバイスは,利用者が周囲環境から遮断されるという問題により,グループによる共同作業を伴う理工系分野の高度な実験教育に利用することができない。このような問題点を踏まえ本研究では,裸眼立体ディスプレイと触覚デバイスを組合せたMR (Mixed Reality) の技術を開発し,グループによる実験教育に応用できる新しい教育システムを実現した。

報告書

(6件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Mobile system for simulation of physical circuit operation and application to education involving circuit construction2023

    • 著者名/発表者名
      A. Takemura
    • 雑誌名

      Proceedings of IADIS International Conference on Cognition and Exploratory Learning in Digital Age

      巻: 20 ページ: 433-438

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Learning system using cross reality technique for physical electronic circuit construction and virtual mid-air operations2022

    • 著者名/発表者名
      A. Takemura
    • 雑誌名

      Proceedings of IADIS International Conference on Cognition and Exploratory Learning in Digital Age

      巻: 19 ページ: 295-298

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] E-Learning system using virtual reality with mid-air operations and application to experiments of electronic circuits2021

    • 著者名/発表者名
      A. Takemura
    • 雑誌名

      Proceedings of IADIS Internet Technologies & Society

      巻: 11 ページ: 193-196

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] e-Learning system for the comprehensive learning of electronic circuits2020

    • 著者名/発表者名
      A. Takemura
    • 雑誌名

      Proceedings of IADIS CELDA 2020

      巻: 17 ページ: 349-354

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Education system for electronic circuit construction involving soldering on a circuit board2019

    • 著者名/発表者名
      A. Takemura
    • 雑誌名

      Proceedings of IADIS CELDA

      巻: 16 ページ: 447-452

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Education system for electronic circuit construction involving soldering on a circuit board2019

    • 著者名/発表者名
      A. Takemura
    • 学会等名
      International Conference on Cognition and Exploratory Learning in Digital Age
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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