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医学標本館における解剖学学習のためのAR協調学習支援システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K19937
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分62030:学習支援システム関連
研究機関山梨大学

研究代表者

杉浦 篤志  山梨大学, 大学院総合研究部, 助教 (90755480)

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
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード拡張現実感技術 / 教育工学 / 医学教育 / 学習支援 / ウェアラブル機器 / ジェスチャ認識
研究開始時の研究の概要

本研究は,医学標本を用いた解剖学学習の効果的なグループ学習を目指して,医学標本館における複数の光学透過型ヘッドマウントディスプレイ(HMD, Head-Mounted Display)を用いた拡張現実感(AR, Augmented Reality)による協調学習支援システムを提案する.
(1)光学透過型HMDを用いた標本の質感を維持したAR情報提示,(2)3D解剖CGや解剖模型を利用したARによる空間的UI,(3)複数のHMDを用いた情報共有と三人称視点映像によるARマルチユーザ環境の3つの課題を解決し,医学標本館における解剖学学習のためのAR協調学習支援システムを実現する.

研究成果の概要

被験者実験によるユーザビリティ評価と教育的評価を実施した。ユーザビリティ評価ではHMDを用いたシステムが最も有効であることを確認し、画面解像度やサイバーシックネスの問題も明らかになった。また、AR情報による学習支援が有効であることが示唆された。光学透過型HMDをシステムへ導入し、AR情報の自動配置の機能を追加し、システムの改良を進めた。
3Dプリンタによる解剖模型と透過型HMDとの情報通信部分のシステムについて外部発表を行った。ARによる空間的UIの構築や2台の透過型HMD間での情報のやり取りのため情報通信技術を利用しシステムを構築した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

医学標本館における効率的で効果的な協調学習環境が実現され、解剖学のアクティブラーニングおよびグループ学習に貢献できる。本研究システムは実物の標本を介した医学教材の質感から得られる具体的概念とARによる教示説明としてまとめられた抽象的概念を、総合的に獲得する機会を提供する。さらに、協調学習により各学習者の理解の深化を促すことが可能となる。本研究で実現される機能は、医学標本館のみならず医療現場や多くの展示施設などにも応用可能である。マルチユーザ環境による協調学習支援は遠隔学習支援にも発展することができ、適用範囲は広い。

報告書

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

    (7件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Augmented Reality based Support System using Three-Dimensional-Printed Model with Accelerometer at Medical Specimen Museums.2021

    • 著者名/発表者名
      Sugiura A, Kitama T, Mao X
    • 雑誌名

      International Conference on CyberWorlds

      巻: 2021 ページ: 141-144

    • DOI

      10.1109/cw52790.2021.00031

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] ヘッドマウントディスプレイを介する視運動性刺激下におけるスクワット中の下肢筋活動2023

    • 著者名/発表者名
      駒形 純也, 杉浦 篤志, 大塚 篤也, 小松 佑樹, 北間 敏弘
    • 学会等名
      日本生理学会第100回記念大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ゲームによる発達支援システム2022

    • 著者名/発表者名
      杉浦 篤志
    • 学会等名
      特別支援教育DX推進研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 光学透過型HMDによる拡張現実感を用いた医学標本の見学支援システム2021

    • 著者名/発表者名
      杉浦 篤志
    • 学会等名
      第41回日本生体医工学会甲信越支部大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Augmented Reality based Support System using Three-Dimensional-Printed Model with Accelerometer at Medical Specimen Museums2021

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Sugiura, Toshihiro Kitama, Xiaoyang Mao
    • 学会等名
      Cyberworlds 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] HMDを用いたARおよびVRに関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      杉浦 篤志
    • 学会等名
      第四期次世代インタラクティブディスプレイ協同研究委員会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [図書] Teaching Anatomy (Chapter 34. The Use of Augmented Reality Technology in Medical Museums)2020

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Sugiura, Toshihiro Kitama, Masahiro Toyoura, Xiaoyang Mao
    • 総ページ数
      554
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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