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情報技術を用いた知識の拡張と想起の強化によるデザイン発想インフォマティクスの研究

研究課題

研究課題/領域番号 23K26016
補助金の研究課題番号 23H01321 (2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2023)
応募区分一般
審査区分 小区分18030:設計工学関連
小区分18040:機械要素およびトライボロジー関連
合同審査対象区分:小区分18030:設計工学関連、小区分18040:機械要素およびトライボロジー関連
研究機関東京大学

研究代表者

村上 存  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (20212251)

研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
15,470千円 (直接経費: 11,900千円、間接経費: 3,570千円)
2025年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2024年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
キーワードデザイン / 発想 / インフォマティクス / 人工知能 / デザイン発想インフォマティクス / 知識拡張 / 想起強化 / 言語表現 / 変換表現 / 創造力 / イノベーション
研究開始時の研究の概要

優れた発想を得る方法論は、以前は経験則であったが、近年は認知神経科学などの分野で、記憶・知識が創造において本質的であるとの研究成果が得られている。そのような知見に基づき本研究では、情報技術を用いて、モノやコトの機能・ユーザ体験に関する人間の「知識の拡張」と「想起の強化」を行うことにより、優れた発想創出を促進する方法論を、人工知能の活用も含めたデザイン発想インフォマティクスとして提案し、その有効性を実験により検証する。

研究実績の概要

本研究では、機能・ユーザ体験の表現として{言語表現、変換表限}の二つに基づき、情報技術を用いて{知識の拡張、想起の強化}を行うことから、2×2で以下の〔1〕~〔4〕の四つのサブテーマで研究を実施した。
〔1〕機能・ユーザ体験の言語表現による知識の拡張: 発想創出のための、Webスクレイピングによる効率的な知識収集として、収集した知識がデザイナーにとって既知であった場合には知識の拡張に寄与しないことから、検索して取得した内容の「未知度」を、内容の類似性によるクラスタの小ささに基づき定義する方法を提案した。
〔2〕機能・ユーザ体験の言語表現による想起の強化: 関連研究で、課題と類似度が低い語句刺激からは新規性が高い発想が得られるが確率は低く、類似度が高い語句刺激からは発想が得られる確率は高いが新規性は低い、などの報告がされている。本研究では、課題に対して類似性が高い文要素と類似性が低い文要素で構成される文記述が、創出される発想の新規性の高さと得られる確率を一定以上両立できると仮説を立て、実験によりその可能性を検証した。
〔3〕機能・ユーザ体験の変換表現による知識の拡張: 従来の設計論における機能の変換表現は物理現象を対象としているが、デザイン発想には体感や錯覚など人間の身体的・心理的特性も有効である場合がある。本研究では言語表現と物理量表現を組み合わせ、物理現象と人間の身体的・心理的特性を統一的に記述する変換表減を提案し、その記述によりデザイン発想のもととなる知識を収集した。
〔4〕機能・ユーザ体験の変換表現による想起の強化: 変換表現の特長は、機能の複合や分解などの操作性を有する点である。本年度は、〔3〕で収集した変換表現の要素を、物理量の類似度で接続し組み合わせる技術を提案した。

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

実施計画の通り、〔1〕機能・ユーザ体験の言語表現による知識の拡張、〔2〕機能・ユーザ体験の言語表現による想起の強化、〔3〕機能・ユーザ体験の変換表現による知識の拡張、〔4〕機能・ユーザ体験の変換表現による想起の強化、の四つのアプローチに取り組み、技術の提案を行っている。

今後の研究の推進方策

実施計画の通り、〔1〕機能・ユーザ体験の言語表現による知識の拡張、〔2〕機能・ユーザ体験の言語表現による想起の強化、〔3〕機能・ユーザ体験の変換表現による知識の拡張、〔4〕機能・ユーザ体験の変換表現による想起の強化、の四つのアプローチに取り組み、技術の提案を行っているが、有効性の検証が行えていない。今後は、それぞれにおける有効性検証の方法を検討し実施していく。

報告書

(1件)
  • 2023 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2023

すべて 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] Trial of efficient knowledge extension method for innovative design ideation2023

    • 著者名/発表者名
      Yuzuki Toyama, Tamotsu Murakami
    • 学会等名
      AHFE International Conference on Human Factors in Design, Engineering, and Computing (AHFE Hawaii Edition)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 言語情報処理による工学系・デザイン系の学生および生成系AIの発想の特徴解析2023

    • 著者名/発表者名
      村上 存, 川島 青嶺, 毛受 真史
    • 学会等名
      Designシンポジウム2023講演論文集
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 非存在文の生成による新たな機能・ユーザ体験のデザイン発想創出の試み2023

    • 著者名/発表者名
      藤田 祈瑶, 飯嶋 俊, 村上 存
    • 学会等名
      日本機械学会第33回設計工学・システム部門講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] デザイン発想創出のための情報処理による知識想起の強化の試み2023

    • 著者名/発表者名
      湯川 龍之良, 平林 純征, 村上 存
    • 学会等名
      日本機械学会第33回設計工学・システム部門講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] デザイン発想創出のための情報技術による効率的な知識拡張の試み2023

    • 著者名/発表者名
      外山 結月, 村上 存
    • 学会等名
      日本機械学会第33回設計工学・システム部門講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 言語情報処理による工学系とデザイン系の発想の特徴解析2023

    • 著者名/発表者名
      毛受 真史, 川島 青嶺, 村上 存
    • 学会等名
      日本機械学会第33回設計工学・システム部門講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 言語情報処理による機能・ユーザ体験記述の差分解析2023

    • 著者名/発表者名
      赤尾 優介, 村上 存
    • 学会等名
      日本機械学会第33回設計工学・システム部門講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] デザイン発想創出のための機能・ユーザ体験を包含する変換形式モデリング2023

    • 著者名/発表者名
      村上 存, 長谷川 篤紀
    • 学会等名
      日本機械学会第33回設計工学・システム部門講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

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公開日: 2023-04-18   更新日: 2024-12-25  

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