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2019 年度 実績報告書

VR/AR技術を用いた学習者適応型ものづくり技能学習システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K04827
研究機関広島工業大学

研究代表者

寺西 大  広島工業大学, 情報学部, 准教授 (50237004)

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)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード技能学習 / VR / AR / 個人特徴 / 機械学習 / SOM
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) 本年度は昨年度に引き続き、システムのフィードバック機能の改良を続行した。昨年度の力覚フィードバック装置を使用した平面仕上げのための鉄工やすりがけの技能学習支援システムについて、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。学習者の「クセ」を表わす個人特徴であるやすりがけ主方向における速度変化特徴量について、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の分類・可視化を行う自己組織化特徴マップ(SOM)の構造を改良した。昨年度導入したトーラス型構造について、自動クラスタリング機能の見地から再検討を行うとともに、この構造を発展させた球面型SOMの導入を進めた。また、自動クラスタリング機能についても3つの異なる手法を適用し、その性能比較ならびに改良を行った。
(システムの低コスト実現手法の開発・効果試験) 上記のようなシステムの基本機能を確立するための開発作業と並行して、システムの低コスト化実験に着手した。具体的には、工具の動作を計測する入力部の接触型力覚フィードバック装置を、低価格な赤外線型の非接触モーションセンサに置き換えることについて検討した。非接触センサで置き換えた場合の検知範囲の違い、工具位置の検出精度について調査した。
(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) 昨年度開発した、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にコメント機能とテロップ機能を付加実装した。実験の結果、コメント機能が学習者間のインタラクションを高め、テロップ機能が学習者の学習意欲の向上に有効なことが確認された。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2019

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] 技能学習における動作センシングデータのVR提示と機械学習による特徴分類2019

    • 著者名/発表者名
      寺西 大、松本 慎平、竹野 英敏
    • 雑誌名

      日本設計工学会誌

      巻: 54 ページ: 648 ー 655

  • [学会発表] Peculiarity Classification of Flat Finishing Motion Based on Tool Trajectory by Using Self-organizing Maps Part 2: Improvement of Clustering Performance based on Codebook Vector Density2019

    • 著者名/発表者名
      Masaru Teranishi, Shinpei Matsumoto, Nobuto Fujimoto and Hidetoshi Takeno
    • 学会等名
      16th International Conference on Distributed Computing and Artificial Intelligence (DCAI'19)
    • 国際学会
  • [学会発表] Peculiarity Classification of Flat Finishing Skill Training by using Torus type Self-Organizing Maps with Cluster Maps2019

    • 著者名/発表者名
      Masaru Teranishi, Shimpei Matsumoto and Hidetoshi Takeno
    • 学会等名
      4th International Conference on Business Management of Technology (BMOT 2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] Comparative Research on SOM with Torus and Sphere Topologies for Peculiarity Classification of Flat Finishing Skill Training2019

    • 著者名/発表者名
      Masaru Teranishi, Shimpei Matsumoto and Hidetoshi Takeno
    • 学会等名
      28th International Conference on Artificial Neural Networks (ICANN19)
    • 国際学会
  • [学会発表] 鉄工やすり平面仕上げ技能習得支援のための無境界型SOMによる学習者の動作特徴分類2019

    • 著者名/発表者名
      寺西 大,松本慎平,竹野英敏
    • 学会等名
      2019年 電気学会 電子・情報・システム部門大会
  • [学会発表] Comparative Research on SOM with Automatic Clusterings for Peculiarity Classification of Flat Finishing Skill Training2019

    • 著者名/発表者名
      Masaru Teranishi, Shimpei Matsumoto and Hidetoshi Takeno
    • 学会等名
      SICE Annual Conference 2019 (SICE 2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] 平面仕上げ技能習得のための鉄工やすり速度に基づく学習者特徴の無境界型SOM を用いた分類2019

    • 著者名/発表者名
      寺西 大,松本慎平,竹野英敏
    • 学会等名
      計測自動制御学会システム・情報部門学術講演会2019 (SSI2019)

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公開日: 2021-01-27  

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