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ICT端末利用における視覚疲労の軽減と近視予防のための健康管理支援システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 23K22324
補助金の研究課題番号 22H01053 (2022-2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2022-2023)
応募区分一般
審査区分 小区分09070:教育工学関連
研究機関東海大学

研究代表者

柴田 隆史  東海大学, 情報理工学部, 教授 (90367136)

研究分担者 板垣 翔大  宮城教育大学, 教育学部, 准教授 (20847850)
佐藤 和紀  信州大学, 学術研究院教育学系, 准教授 (30802988)
堀田 龍也  東京学芸大学, 教職大学院, 教授 (50247508)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2027-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
2026年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2025年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2024年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2023年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2022年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
キーワードICT / 健康 / 子ども / 視覚疲労 / 近視 / デジタル機器 / 視距離 / 姿勢 / 学習環境 / 学校教育
研究開始時の研究の概要

児童生徒のデジタル機器利用の増加に伴い、目や肩などの身体疲労や近視の増加が懸念されている。目の疲れと近視の予防には「目を画面に近づけて長時間見ないこと」が重要であるため、本研究では、学習時の視距離と姿勢を測定・記録・分析してフィードバックする「健康管理支援システム」を開発し、児童生徒に対しては健康維持と健康意識の醸成を、教員に対しては健康指導の支援を実現する。

研究実績の概要

児童生徒のデジタル機器利用の増加に伴い、目や肩などの身体疲労や近視の増加が懸念されている。また、目の疲れと近視の予防には「目を画面に近づけて長時間見ないこと」が重要とされる。本研究の目的は、児童生徒の視距離や姿勢を測定することで、特にICT端末を用いた学習時における児童生徒の健康を支援し、快適な学習環境を構築することである。視距離測定では、端末のフロントカメラで撮影した学習者の顔画像から両目の特徴点を検出し、画像上の瞳孔間距離の変化から視距離を測定する方法を検討している。学習者の実際の瞳孔間距離は不変であるため、画像上の瞳孔間距離が長ければ視距離は短く、逆に瞳孔間距離が短ければ視距離は長いことが示される。
2年目(令和5年度)は、児童生徒の学習時における視距離を測定するためのシステム開発をさらに進め、基本的な機能が実現できたため、学会で研究成果発表を行った。また、視距離に加えて姿勢を測定する機能についても検討と開発を行い、視距離と姿勢の同時測定を可能にした。検討した重要な点は、学校での端末利用及び保健指導を想定して、姿勢については前かがみになる前傾姿勢の判定に着目し、さらに姿勢と視距離との相互関係についても検討したことである。それにより実用性の向上を目指すものであり、次年度以降も引き続き検討していく。視距離測定に関するもう一つのアプローチとして取り組んでいる機械学習を用いた画像からの骨格及び両眼位置の測定については、視距離が短くなった際にメッセージを表示する機能の有効性と時系列測定に関して検討した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本研究では児童生徒の目の健康を支援するために、端末のフロントカメラから視距離及び姿勢を測定する機能開発が重要となる。当初の予定通りそれが達成され、さらに視距離と姿勢を同時に時系列測定するところまで実現した。本研究の成果発表(学会発表)を行っていることに加え、研究の全体計画から考えて、おおむね順調に進展していると考える。

今後の研究の推進方策

児童生徒の健康面として特に視覚疲労や近視に着目し、現状の把握と検討を引き続き行う。また、視距離及び姿勢の測定機能については、汎用性の検討を行うとともに、さらに健康を支援するための方法を検討していく予定である。また、研究期間を通じ、本研究で取り組むシステムの実用性と、児童生徒自らが健康面に配慮してICTを活用できるリテラシーを身に付ける方法を検討していく。

報告書

(2件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (5件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] 児童生徒の視距離のログを指導者に提示するダッシュボードの開発2024

    • 著者名/発表者名
      佐藤涼介, 板垣翔大, 柴田隆史, 堀田龍也
    • 雑誌名

      宮城教育大学 技術科研究報告

      巻: 26 ページ: 14-15

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] 将来のデジタル機器利用まで見据えた健康リテラシーの獲得2024

    • 著者名/発表者名
      柴田隆史
    • 雑誌名

      新英語教育

      巻: 655 ページ: 16-17

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] 教室でのデジタル機器の使用と健康への配慮2023

    • 著者名/発表者名
      柴田 隆史
    • 雑誌名

      日本印刷学会誌

      巻: 60 号: 2 ページ: 72-77

    • DOI

      10.11413/nig.60.72

    • ISSN
      0914-3319, 1882-4935
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] コンピュータの使用時間の経過と視距離の関係2022

    • 著者名/発表者名
      勝又吾羽, 板垣翔大, 柴田隆史, 堀田龍也
    • 雑誌名

      宮城教育大学技術科研究報告

      巻: 25 ページ: 22-23

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] 「ICTの効果的な活用」の考え方を再考する2022

    • 著者名/発表者名
      堀田龍也
    • 雑誌名

      信濃教育

      巻: 1622 ページ: 1-8

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Development and trial of a system to measure viewing distance while elementary school students are learning using laptop computer,2023

    • 著者名/発表者名
      Shota Itagaki, Ryosuke Sato, Takashi Shibata, Tatsuya Horita
    • 学会等名
      EdMedia + Innovate Learning
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 1人1台端末環境における健康への配慮2023

    • 著者名/発表者名
      柴田隆史
    • 学会等名
      第8回関西教育ICT展セミナー
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] デジタル機器のフロントカメラによる視距離の時系列測定2023

    • 著者名/発表者名
      荻原一斗, 柴田隆史
    • 学会等名
      日本人間工学会第64回大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 健康に関わるデジタル機器の使い方と教室環境2023

    • 著者名/発表者名
      柴田隆史
    • 学会等名
      埼玉県北足立北部学校保健会養護教諭研修会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Measuring viewing distance and posture with front cameras of digital devices to support school children’s health2023

    • 著者名/発表者名
      Kazuto Ogiwara, Takashi Shibata
    • 学会等名
      International Display Workshops '23
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Writing and optical characteristics of anti-glare screens for educational use2023

    • 著者名/発表者名
      Makio Kurashige, Yosuke Kosaka, Kazutoshi Ishida, Takashi Shibata
    • 学会等名
      International Display Workshops '23
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Educational material for understanding screen glare in tablet use in classrooms2023

    • 著者名/発表者名
      Takashi Shibata, Yuzuki Sato
    • 学会等名
      The 4th Asian Conference on Ergonomics and Design
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] デジタル機器使用時の視距離を画像から測定する方法の提案2023

    • 著者名/発表者名
      高橋将貴, 柴田隆史
    • 学会等名
      日本教育メディア学会研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 大学生がビジュアルプログラミング言語を使用する際の視距離の傾向2022

    • 著者名/発表者名
      勝又吾羽, 板垣翔大, 柴田隆史, 堀田龍也
    • 学会等名
      日本産業技術教育学会 第40回東北支部大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 学習におけるICT機器利用の実態2022

    • 著者名/発表者名
      柴田隆史
    • 学会等名
      第76回日本臨床眼科学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] AIの骨格検出技術を用いた体の大きさとカメラの画角に依らない視距離推定手法の提案2022

    • 著者名/発表者名
      板垣翔大, 勝又吾羽, 柴田隆史, 堀田龍也
    • 学会等名
      日本教育工学会 2022年秋季全国大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] デジタル機器を利用する子どもへの健康支援2022

    • 著者名/発表者名
      柴田隆史
    • 学会等名
      日本人間工学会第63回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 学校教育における児童生徒の1人1台の情報端末の活用と課題2022

    • 著者名/発表者名
      佐藤和紀
    • 学会等名
      日本人間工学会第63回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [図書] ファーストステップ!子どもの視機能をみる2022

    • 著者名/発表者名
      仁科幸子、林 思音
    • 総ページ数
      318
    • 出版者
      全日本病院出版会
    • ISBN
      9784865198157
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [図書] POSTURE2022

    • 著者名/発表者名
      柴田隆史、浅野由子、青木和夫
    • 総ページ数
      64
    • 出版者
      第一生命財団
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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