| 研究課題/領域番号 |
20K02810
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分09040:教科教育学および初等中等教育学関連
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| 研究機関 | 広島工業大学 |
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研究代表者 |
寺西 大 広島工業大学, 情報学部, 准教授 (50237004)
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| 研究分担者 |
松本 慎平 広島工業大学, 情報学部, 教授 (30455183)
竹野 英敏 広島工業大学, 情報学部, 教授 (80344828)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 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)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 技能学習 / 技能伝承 / 技術教育 / 自己組織化特徴マップ / クラスタリング / 力覚フィードバック / xR / 解説エージェント / 暗黙知 / 開放式MR / 球面SOM / 低コスト実装 / 技能計測 / 人工知能 / エージェント / MR / VR |
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| 研究開始時の研究の概要 |
課題(1)ものづくり技能の集積と伝承が必要とされる切削・研磨、組立加工、板金加工、計測・測定の技能を対象に、非接触型モーションセンサなどを用いて「暗黙知」を伝達できる開放式MR型の学習支援システムを開発する。
課題(2)先行研究で開発した、特定技能に特化した暗黙知の抽出・可視化・分類を行う人工知能技術を改良し、他の技能へ適用する。
課題(3)プログラミング教育に利用される解説エージェント機能のものづくり学習に適した解説コンテンツ、ならびに開放式MRに適した提示手法の開発を行う。
課題(4)開発したシステム現場ですでに導入されているPCなどの教育現状の既存設備を最大限利用した低コスト実装に取り組む。
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| 研究成果の概要 |
技能学習を対象に、運動情報と感覚情報の可視化や、クセやコツの暗黙知を伝達できる学習支援システムについて、(1)学習者の技能動作時の脳波計測から暗黙知に関する基礎知見を得た。(2)AI技術である球面SOMによる暗黙知の抽出・可視化・分類の改良を行い、分類結果からファジィクラスタリングによる技能習熟の得点化を試みた。(3)暗黙知の各種情報を安価なディスプレイ装置を用いて開放式MR型で表示する方式について基礎検討した。(4)学習に適した解説エージェントの効果検証として、視覚障がいをもつ物理現象学習者の物理現象学習における音声ガイドエージェントの実装効果について検証した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
イノベーターの資質を育む技術教育の充実を目指し技能力量認定水準に到達させるための技能学習システムには、技能向上に重要な暗黙知や学習者のクセ・気付きの可視化、追体験性の機能が必要である。本研究ではこの機能を実現すべく、(1)現実のものづくり作業環境との違和感を低減しつつ、効果的に暗黙知を追体験できる混合現実(MR)提示手法、(2)ものづくり技術の形式知と暗黙知を効果的に可視化、分類する人工知能手法、(3)ものづくり技能修得での解説エージェントの、開放式MRに適した情報提示内容・方法の開発、ならびに(4)これらの実装の低コスト化に取り組んだ。
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