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人の知識I/Oを加速するセンシングとアクチュエーション

研究課題

研究課題/領域番号 20H04213
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分61010:知覚情報処理関連
研究機関大阪公立大学 (2022)
大阪府立大学 (2020-2021)

研究代表者

黄瀬 浩一  大阪公立大学, 大学院情報学研究科, 教授 (80224939)

研究分担者 石丸 翔也  大阪公立大学, 研究推進機構, 客員研究員 (10788730)
岩田 基  大阪公立大学, 大学院情報学研究科, 准教授 (70316008)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2022年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2021年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2020年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
キーワード知能増強 / Learning Augmentation / Eye tracking / EOG / Accelometer / self-supervised learning / contrastive learning / vocabulometer / 学習増強 / センシング / アクチュエーション / 知識状態 / 心的状態 / モチベーション / 睡眠 / 学習支援 / 人工知能 / 視線解析 / 音読解析 / 自己教師あり学習 / Transformer / 読書行動解析 / 未知語推定 / 学習センシング / 学習アクチュエーション / 行動認識 / 英単語学習 / 手書き文字 / 確信度推定 / ナッジ戦略 / 英文多読
研究開始時の研究の概要

学習増強(Learning Augmentation;LA) とは,人の学習に対する知能増強を意味するものであり,機械が人間を助けてより良い学習を実現するという人間中心の研究分野である.本研究では,「人に無理なく知識のI/O を高速化すること」をLA の理念とし,これを実現する新しいモデルを提案し,有効性を大規模実験によって実証することを目的とする.本研究で提案するLA のモデルは,LA の3 軸: (1) 知識の入力と出力,(2) 知識状態と心的状態,(3) 知識状態と心的状態のセンシングとアクチュエーション,を統合的に扱うものである.

研究成果の概要

本研究では,人間中心AIの一分野として,Learning Augmentationに注目し,実現のためのシステム開発や実験評価を行った.本研究の成果は,(1)語彙学習の新手法であるVocabulometerの提案,(2)我々が既に開発したWordometerを用いて学習を促進するためのナッジ戦略の提案,(3)学習者の確信度を,アイトラッカや腕の振りを用いて推定することにより学習を促進する方法の提案,(4)Self-Supervised Learningという深層学習の方法を用いてラベル付きデータが少ない場合でも,読書行動認識や確信度を精度良く推定できる手法の提案の4点である.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、人間の学習をAIが助けるという枠組にのっとって、より人間が使いやすく,学習が容易であり,かつ離脱しにくいシステムを目指して研究を行ってきた.研究成果の学術的意義については,以下が挙げられる.(1) In-the-wildの環境で動作するツール群を構築し,有効性を検証した.(2)時系列データに対するself-supervised learningとその関連手法を提案した.一方で社会的意義としては,以下が挙げられる.(1) 作成した学習システムが,実際に学習者のパフォーマンスを改善することを示した.(2) 学習のモチベーションの維持,向上に有効となるナッジ戦略を4種類提案した.

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 3件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (26件) (うち国際学会 14件、 招待講演 3件)

  • [国際共同研究] University of Melbourne(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] ドイツ人工知能研究センター(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Exploring Sensor Modalities to Capture User Behaviors for Reading Detection2022

    • 著者名/発表者名
      ISLAM Md. Rabiul、VARGO Andrew W.、IWATA Motoi、IWAMURA Masakazu、KISE Koichi
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: E105.D 号: 9 ページ: 1629-1633

    • DOI

      10.1587/transinf.2020ZDL0003

    • ISSN
      0916-8532, 1745-1361
    • 年月日
      2022-09-01
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Obtaining Labels for In-the-Wild Studies:Using Visual Cues and Recall2021

    • 著者名/発表者名
      Andrew Vargo, Shoya Ishimaru, Md. Rabiul Islam, Benjamin Tag, Koichi Kise
    • 雑誌名

      IEEE Pervasive

      巻: 21 号: 1 ページ: 9-17

    • DOI

      10.1109/mprv.2021.3129500

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Self-supervised Learning for Reading Activity Classification2021

    • 著者名/発表者名
      Md. Rabiul Islam, Shuji Sakamoto, Yoshihiro Yamada, Andrew W. Vargo, Motoi Iwata, Masakazu Iwamura, and Koichi Kise DOI: 10.1145/3478088
    • 雑誌名

      Proceedings of the ACM on Interactive, Mobile, Wearable and Ubiquitous Technologies (ACM IMWUT journal)

      巻: 5 号: 3 ページ: 1-22

    • DOI

      10.1145/3478088

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Confidence Estimation via Wrist Movement2021

    • 著者名/発表者名
      Seiya Tanaka, Andrew W. Vargo, Motoi Iwata, Koichi Kise
    • 雑誌名

      Proc. of the 2021 ACM International Joint Conference on Pervasive and Ubiquitous Computing

      巻: 1 ページ: 76-77

    • DOI

      10.1145/3460418.3479286

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quality Assessment of Crowdwork via Eye Gaze:Towards Adaptive Personalized Crowdsourcing2021

    • 著者名/発表者名
      Md. Rabiul Islam, Shun Nawa, Andrew W. Vargo,Masaki Matsubara, Atsuyuki Morishima, Koichi Kise
    • 雑誌名

      Proceedings of 18th IFIP TC13 International Conference on Human-Computer Interaction (INTRERACT2021)

      巻: LNISA 12933 ページ: 104-113

    • DOI

      10.1007/978-3-030-85616-8_8

    • ISBN
      9783030856151, 9783030856168
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Confidence-Aware Learning Assistant2021

    • 著者名/発表者名
      Shoya Ishimaru, Takanori Maruichi, Andreas Dengel, Koichi Kise
    • 雑誌名

      arXiv:2102.07312 [cs.HC]

      巻: 1 ページ: 1-9

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] Focusing on the face or getting distracted by social signals? The effect of distracting gestures on attentional focus in natural interaction2020

    • 著者名/発表者名
      Kajopoulos Jasmin、Cheng Gordon、Kise Koichi、Mueller Hermann J.、Wykowska Agnieszka
    • 雑誌名

      Psychological Research

      巻: 85 号: 2 ページ: 491-502

    • DOI

      10.1007/s00426-020-01383-4

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Mobile vocabulometer: A Context-based Learning Mobile Application to Enhance English Vocabulary Acquisition2020

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi Kohei、Iwata Motoi、Vargo Andrew、Kise Koichi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2020 ACM International Joint Conference on Pervasive and Ubiquitous Computing

      巻: 1 ページ: 156-159

    • DOI

      10.1145/3410530.3414406

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Handwriting behavior as a self-confidence discriminator2020

    • 著者名/発表者名
      Maruichi Takanori、Uragami Taichi、Vargo Andrew、Kise Koichi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2020 ACM International Joint Conference on Pervasive and Ubiquitous Computing

      巻: 1 ページ: 78-81

    • DOI

      10.1145/3410530.3414383

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Self-confidence prediction based on analysis of handwriting behavior using log-normal distributions of features2020

    • 著者名/発表者名
      Takanori Maruichi, Koichi Kise
    • 雑誌名

      Proceedings of IAPR Workshop on Document Analysis Systems

      巻: 1 ページ: 1-4

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preliminary Experiments Toward Personalized Nudging Strategies Extensive Reading of English2020

    • 著者名/発表者名
      Sadafumi Tonomoto, Motoi Iwata, Koichi Kise
    • 雑誌名

      Proc. of COBI2020

      巻: 1 ページ: 1-8

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 英単語学習を長期的に継続するための適応型学習システムの開発2023

    • 著者名/発表者名
      岩下 雄一郎, 岩田 基, Andrew W. Vargo, 黄瀬 浩一
    • 学会等名
      2023年電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] バーチャルペット飼育型単語学習システムとその評価2023

    • 著者名/発表者名
      浦上 太一, 黄瀬 浩一
    • 学会等名
      情報処理学会第202回ヒューマンコンピュータインタラクション研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] バーチャルペット飼育型単語学習システムの提案2023

    • 著者名/発表者名
      浦上 太一, 黄瀬 浩一
    • 学会等名
      情報処理学会第85回全国大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] text-to-imageモデルによる生成画像を用いた英単語学習の提案と画像で表現可能な英単語の調査2023

    • 著者名/発表者名
      中島 悠太,岩田 基,黄瀬 浩一
    • 学会等名
      情報処理学会研究報告教育学習支援情報システム(CLE)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Towards Guided-Breath as an Intervention Within Computer-Assisted Learning2022

    • 著者名/発表者名
      Kanta Yamaoka, Andrew W. Vargo, Motoi Iwata, Koichi Kise
    • 学会等名
      2022 ACM International Joint Conference on Pervasive and Ubiquitous Computing and the 2022 International Symposium on Wearable Computers (UbiComp/ISWC '22 Adjunct)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sleep Quality Tracking and Alignment with a Simple In-the-Wild Task2022

    • 著者名/発表者名
      Andrew W. Vargo, Masayuki Fujimoto, Koichi Kise
    • 学会等名
      2022 ACM International Joint Conference on Pervasive and Ubiquitous Computing and the 2022 International Symposium on Wearable Computers (UbiComp/ISWC '22 Adjunct)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Just the Right Amount of Exercise: Aerobic Exercise and Memory2022

    • 著者名/発表者名
      Andrew W. Vargo, Kentaro Ohara, Takumi Nakai, Koichi Kise
    • 学会等名
      2022 ACM International Joint Conference on Pervasive and Ubiquitous Computing and the 2022 International Symposium on Wearable Computers (UbiComp/ISWC '22 Adjunct)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluating Contrastive Learning for Fine-grained Reading Detection2022

    • 著者名/発表者名
      Md. Rabiul Islam, Andrew W. Vargo, Motoi Iwata, Masakazu Iwamura, and Koichi Kise
    • 学会等名
      12th International Congress on Advanced Applied Informatics (IIAI-AAI)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Helping Mobile Learners Know Unknown Words through their Reading Behavior2022

    • 著者名/発表者名
      Riku Higashimura, Andrew W. Vargo, Motoi Iwata, Koichi Kise
    • 学会等名
      CHI Conference on Human Factors in Computing Systems
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] モバイル学習者の読書行動に基づく未知単語推定2022

    • 著者名/発表者名
      東村 理功,Andrew W. Vargo,岩田 基,黄瀬 浩一
    • 学会等名
      第21回情報科学技術フォーラム(FIT2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] スマートフォンを用いた読書活動データからの未知単語推定2022

    • 著者名/発表者名
      東村 理功,岩田 基,黄瀬 浩一
    • 学会等名
      2022年 電子情報通信学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 腕の動きとWebカメラを用いた英語問題の確信度推定2022

    • 著者名/発表者名
      田中 勢也, Andrew W. Vargo, 黄瀬 浩一
    • 学会等名
      2022年電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 英語空所補充問題の自動生成2022

    • 著者名/発表者名
      森瀧 瑞希, 湯浅 成章, Andrew W. Vargo, 黄瀬 浩一
    • 学会等名
      2022年電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 個人に適した英語多肢選択問題の自動生成方法の提案2022

    • 著者名/発表者名
      湯浅 成章, Andrew Vargo, 黄瀬 浩一
    • 学会等名
      情報処理学会 教育学習支援情報システム研究会(CLE)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] マルチメディアVocabulometerによる動画の字幕を利用した英単語学習2022

    • 著者名/発表者名
      山口 航平, 岩田 基, Andrew Vargo, 黄瀬 浩一
    • 学会等名
      情報処理学会 教育学習支援情報システム研究会(CLE)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 習慣添付型マイクロラーニングの提案2022

    • 著者名/発表者名
      中井 拓海, Andrew Vargo, 黄瀬 浩一
    • 学会等名
      情報処理学会 教育学習支援情報システム研究会(CLE)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Reading of "Reading" for "Actuating": Augmenting Human Learning by "Experiential Supplements"2022

    • 著者名/発表者名
      Koichi Kise
    • 学会等名
      Workshop on Words/Machines #4
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Confidence Estimation via Wrist Movement2021

    • 著者名/発表者名
      Seiya Tanaka, Andrew W. Vargo, Motoi Iwata, Koichi Kise
    • 学会等名
      2021 ACM International Joint Conference on Pervasive and Ubiquitous Computing
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Quality Assessment of Crowdwork via Eye Gaze:Towards Adaptive Personalized Crowdsourcing2021

    • 著者名/発表者名
      Md. Rabiul Islam, Shun Nawa, Andrew W. Vargo,Masaki Matsubara, Atsuyuki Morishima, Koichi Kise
    • 学会等名
      18th IFIP TC13 International Conference on Human-Computer Interaction (INTRERACT2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Reading of "Reading" for "Actuating": Augmenting Human Learning by "Experiential Supplements"2021

    • 著者名/発表者名
      Koichi Kise
    • 学会等名
      The 3rd International Conference on Activity and Behavior Computing
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Beyond Camera-Based Document Analysis and Recognition: Towards Camera-Based Human Document Interactions2021

    • 著者名/発表者名
      Koichi Kise
    • 学会等名
      International Workshop on Document Analysis Systems (2021-9)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Mobile vocabulometer: A Context-based Learning Mobile Application to Enhance English Vocabulary Acquisition2020

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi Kohei、Iwata Motoi、Vargo Andrew、Kise Koichi
    • 学会等名
      2020 ACM International Joint Conference on Pervasive and Ubiquitous Computing
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Handwriting behavior as a self-confidence discriminator2020

    • 著者名/発表者名
      Maruichi Takanori、Uragami Taichi、Vargo Andrew、Kise Koichi
    • 学会等名
      2020 ACM International Joint Conference on Pervasive and Ubiquitous Computing
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Self-confidence prediction based on analysis of handwriting behavior using log-normal distributions of features2020

    • 著者名/発表者名
      Takanori Maruichi, Koichi Kise
    • 学会等名
      IAPR Workshop on Document Analysis Systems
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Preliminary Experiments Toward Personalized Nudging Strategies Extensive Reading of English2020

    • 著者名/発表者名
      Sadafumi Tonomoto, Motoi Iwata, Koichi Kise
    • 学会等名
      COBI2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Reading Activity Classification Using Self-supervised Deep Learning2020

    • 著者名/発表者名
      Md. Rabiul Islam, Shuji Sakamoto, Yoshihiro Yamada, Andrew Vargo, Motoi Iwata, Masakazu Iwamura, Koichi Kise
    • 学会等名
      情報処理学会ヒューマンコンピュータインタラクション研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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