| 研究課題/領域番号 |
18K11396
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| 研究機関 | 京都工芸繊維大学 |
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研究代表者 |
山本 景子 京都工芸繊維大学, 情報工学・人間科学系, 助教 (10585756)
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| 研究分担者 |
金谷 一朗 長崎県立大学, 情報システム学部, 教授 (50314555)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | IoT / 子ども / 創作活動 |
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| 研究実績の概要 |
子どもは創作意欲にあふれているが，一つのことに集中しすぎてしまうため，創作活動中は適切な見護りが必要である．見護りのために過度の制限を与えると，子どもの創作意欲を奪ってしまうことになるため，従来はカメラによる自動サーベイや，身体装着型デバイスによる事故予測・警告・記録などが検討されてきた．しかし，カメラによるサーベイは事前に事故を予見することが機械だけでは困難であり，また身体装着型デバイスは子どもを過度に拘束してしまう．
そこで本研究課題では，子どもが遊ぶおもちゃにセンサ，アクチュエータと無線通信デバイスを仕込み，子どもがどのおもちゃでどのように遊んでいるかをリアルタイムに計測し，それらの計測データから機械学習によって子どもの心理状態や事故の危険を予測し，かつアクチュエータを適度に駆動することでおもちゃにインタラクション性を持たせ，子どもの適切な見護りと創作活動の支援を同時に行うことを目指す．
本年度は，創作活動のうち子どものおもちゃ遊びに焦点をあて，子どもの心理・身体の状態を推定するためのプロトタイプを製作した．具体的には，市販のボール，ぬいぐるみ，クレヨンに対し，無線通信デバイスと各種センサ（加速度センサ，曲げセンサ，圧力センサ）を設置したプロトタイプ3種である．本プロトタイプで動作の判別が可能かどうかを調べるために，ボール型プロトタイプを用いデータ収集を行った．分析した結果，学習データ量が不十分であることが明らかとなったが，動作開始前の状態，ボールに人が作用している状態，作用が終わりボールが移動している状態，ボールが何かにぶつかり衝撃が加わった後の状態の4種類にデータを分離し，各状態での加速度変化を基に判別することにより，ボールがどのように扱われているのかの判別が可能であることが示唆された．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
IoT化する対象の選定，プロトタイプの実装，データ収集に想定以上に時間を要したが，初年度に予定していたプロトタイプの実装と予備的調査に着手できたため，おおむね順調に進展していると考えられる．ただし，動作判別に必要な大量のデータ収集が可能なプロトタイプの再実装と，それを用いた本格的なデータ収集にはまだ時間を要することが予想される．
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| 今後の研究の推進方策 |
今年度実装したプロトタイプを用い，おもちゃ遊び中に計測可能なデータからユーザの特徴的な状態変化が抽出できるかの調査を本格的に開始する．それに必要なプロトタイプの再実装後，まずは大人の被験者を対象にデータ収集をし，深層学習により判別可能性を検証する．その後，子どもを被験者とし，おもちゃ遊び中の動きデータの収集を行う．それらのデータから得られた特徴量が，子どもの状態とどのようにマッピングされるかを記録する．この過程で，計測データのうち，重要なパラメタとなりうるデータの選別（圧縮）およびモデル化を行う．そのマッピングの際には，データの粒度，相談データとして提供する子どもの状態の種類と数（例えば，感情で言えば「喜・怒・哀・楽」の4感情を推定するなど）を決定する必要がある．
最終的には，状態推定に基づく見護りシステムおよび保護者等への相談データ提供のためのインタフェースの構築を行う．抽出されたデータを元に，危険や異常行動の発生を予見・警告する見護りシステムと，計測データを遊んだおもちゃや創作物の情報に付加し保護者等に提示するインタフェースを構築する．その後，被験者実験にて，このインタフェースと実装した計測装置を組み合わせ，創作活動が計測により妨害されないか，子どもの見護りが効率的になったかの2点を評価する．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
本年度作成したプロトタイプは，データ収集に問題がないかを検証するために予備的かつ簡易的に実装したものであったためめ，開発費用が予定より抑えられた．次年度使用額は，本格的に実験を行うためのプロトタイプ作成や被験者への謝金に使用する予定である．
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