| 研究課題/領域番号 |
17K04827
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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, 准教授 (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) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 技能学習 / VR / AR / 個人特徴 / 機械学習 / SOM |
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| 研究実績の概要 |
(接触計測型技能学習システムの基本機能の改良)
本年度はシステムの基本機能の内、フィードバック機能について改良した。技能学習システムを、入力(モニタリング)、システム内部処理・分析・戦略選択、出力 (フィードバック)という単純構造で捉え、入力系機能を必須とし、フィードバックとして様々な工夫を凝らした。また、外在する目標達成に主眼を置いたアプローチの 中で技能学習が試みられるとの指摘に基づき、力覚フィードバック装置を使用した技能訓練支援システムによる平面仕上げのための鉄工やすりがけの技能学習を題材とした実験について、フィードバックする特徴量およびその可視化について改良した。まず「VR/ARによる形式知と暗黙知の提示・学習方法」につなぐための暗黙知の提示方法として、学習者の「クセ」を表わす個人特徴として、やすりがけ主方向における速度変化に加えて新たに工具の軌道情報を特徴量として抽出し、学習者がクセに気付きやすくなるよう工夫した。また可視化については、学習者集団のクセの典型パターンを大分類でき、かつ指導者が集団 の傾向を把握しやすいようにするため、自己組織化特徴マップ(SOM)の構造について新たにトーラス型構造を導入し、また自動クラスタリング機能についても改良を行った。
(VR/ARによる形式知と暗黙知の提示・学習方法、およびシステムの低コスト実現手法の開発・効果試験)
動画試聴に基づく学習を主体的に進めるための工夫をした。具体的には、動画コンテンツのタイミングに合わせて、CGによる擬人化応答で学習者にむけて関連情報を発話し、学習者の理解を促進する学習支援エージェントキャラクタを合成した低コストVR/AR環境による学習支援エージェント提示システムの基礎機能の開発に着手した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
前年度の未消化の課題であった「VR/ARによる形式知と暗黙知の提示・学習方法」について、とくに暗黙知の提示方法についての改良に大半の時間を費したため、遅れが生じた。また本年度の中心課題であった「システムの低コスト実現手法の開発・効果試験」について、前半の開発が始まったばかりであり、後半の効果試験について着手できていない。
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| 今後の研究の推進方策 |
低コスト版技能学習システムを完成・同システムの教育効果を評価について、現時点でのVR/ARによる形式知と暗黙知の提示・学習方法に基づいたシステムの低コスト実現手法の開発・効果試験を進めるべく、システム実装を進める。とくにシステムの低コスト実現手法の開発と完成を最優先にして研究を進める。
力覚フィードバック装置を使用した技能訓練支援システムによる平面仕上げのための鉄工やすりがけの技能学習を題材とした実験について、入力部については非接触型モーションセンサデバイスによる計測が、力覚フィードバックと同等性能となるよう開発する。また、教育現場の基本スペックPCで実現できるよう、SOMに基づく形式知と暗黙知の提示の低コスト化を目指す。
動画試聴に基づく学習を主体的に進めるためのVR/AR学習支援エージェント提示システムについて、開発を続行する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
理由:前年度での非接触型モーションセンサデバイスの購入種類の増加にともなう研究計画の変更により、前年度購入予定であった接触計測装置の3次元スタイラス装置の購入を、前年度の予算の一部、および本年度の予算の一部にて実施せざるを得なかった。このため本年度購入予定であった暗黙知抽出計算システムを計画時のスペックで購入する予算が不足した。しかし研究計画がやや遅れた影響で、今年度においては同計算端末は現段階では計画よりも低いスペックで十分システム開発可能であると判断した。よって本年度は基本機能のみの計算端末を購入して必要な開発を進めて、次年度に開発の進行状況に応じた増設部品を購入してシステムを完成させることとした。そのため、これらの計算端末のスペック差額として次年度使用額が生じた。
使用計画:次年度使用額の全額は、本年度購入した暗黙知抽出計算用端末の増設部品の費用として使用する予定である。
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