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2021 年度 実績報告書

非認知能力の解明にむけた子どもの心的状態の計測とビッグデータ分析

研究課題

研究課題/領域番号 19H01718
研究機関玉川大学

研究代表者

大森 隆司  玉川大学, 脳科学研究所, 研究員 (50143384)

研究分担者 金井 玲奈  桜美林大学, 健康福祉学群, 助教 (00818065)
岡 夏樹  京都工芸繊維大学, 情報工学・人間科学系, 教授 (20362585)
長井 隆行  大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (40303010)
中村 友昭  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (50723623)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
キーワード非認知能力 / センサシステム / 関心推定 / 子どもの状態推定
研究実績の概要

(1) 幼稚園の英語教室およぴ小学校1-2年生の英語教室での継続的な観察を,新センサシステムにより行った.春学期と秋学期に,事前に教員と連絡して内容を調整して,画像を取得した.これより,個々の子どもの情報を抽出することを試みたところ,小学生についてはある程度の精度で情報の抽出が可能であったが,幼稚園児については活動の幅が広すぎて,現在の画像処理では特徴量を安定して抽出することが困難であった.特に,個人の追跡は困難であり,当面は小学生の情報処理に注力することとした.
(2) 小学生の授業における個々人の特徴量として,位置,顔向き,視線,身体の動き,姿勢からの挙手の情報を抽出した.その特徴量を可視化・評価することを試みた.位置と顔向きからは,各瞬間の子ども達の注目している場所が推定できたが,注目している瞬間と自由に周囲を見ている瞬間の識別が必要であった.またその注目領域の位置と広がりから,教室で行われている活動の属性が推定できる可能性が示された.身体の動きは画像中の顔の位置の動きから推定できた.簡単なロジスティック分析から,条件の良い子どもでは授業への参加状態を79%で推定できた.これを他の子どもにも適用していく必要がある.また,挙手からは挙手場面を高い精度で推定できることが判明した.しかし,挙手といっても教室にいる子ども達の半分しか手を挙げておらず,挙げていない子どもの状態推定が課題と判明した.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

4: 遅れている

理由

画像からの特徴抽出が半年程度の遅れで行われ,さらにその行動的な解釈などが進行しはじめた.抽出された情報の子どもの状態理解への適用可能性が評価されたのは評価できる.
一方で,コロナ禍が1年経ち,定期的な計測の再開を検討していたが,流行の波がきて非常事態宣言が出されるたびに計測が中断され,また画像分析も個人情報が含まれるためテレワークが困難であり,遅れが発生した.結果,2020年度の半年程度の遅延に新たに3カ月程度の遅れが発生したと考えられる.

今後の研究の推進方策

昨年度までの研究で,センシングシステムにより子どもの行動がある程度推定できることが示されたため,次はクラスの担当教員との協調による子どもの理解の試みを行う.
センシングシステムからの情報を教員に伝え,それに教員の所見や成績の履歴を合わせて,センシングによりどこまで子どもの状態を正しく推定できるか,評価する.また,教員にとって必要な情報がある場合にはそれを適切に抽出するアルゴリズムを開発し,教員にフィードバックする手法を開発する.
そして,特に問題があると考えられる場合には,教員が子どもに直接に働きかけることで,授業に落ちこぼれる前に問題を解決する方式を検討する.

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (13件)

  • [雑誌論文] 機械学習を用いた「子どもの育ち」の可視化-位置・向き情報を用いた関心推定の試み-2021

    • 著者名/発表者名
      山田徹志,宮田真宏,中村友昭,前野隆司,大森隆司
    • 雑誌名

      日本教育工学会論文誌

      巻: 45 ページ: 365-376

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Augmented reality and mixed reality behavior navigation system for telexistence remote assistance2021

    • 著者名/発表者名
      Oyama Eimei、Tokoi Kohei、Suzuki Ryo、Nakamura Sousuke、Shiroma Naoji、Watanabe Norifumi、Agah Arvin、Okada Hiroyuki、Omori Takashi
    • 雑誌名

      Advanced Robotics

      巻: 35 ページ: 1223~1241

    • DOI

      10.1080/01691864.2021.1976670

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 人間の心の過程を計算で表現する2021

    • 著者名/発表者名
      大森 隆司
    • 雑誌名

      認知科学

      巻: 28 ページ: 383~389

    • DOI

      10.11225/cs.2021.029

    • 査読あり
  • [学会発表] Estimating Child’s Participation to Class Activity from Teaching Scene Image Analysis2022

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Miyata, Tetsuji Yamada, Takashi Omori
    • 学会等名
      Life Tech 2022
  • [学会発表] 身体のない音エージェントによる推薦効果の調査2022

    • 著者名/発表者名
      川島遼介,奥岡耕平,岩本拓也,馬場 惇,遠藤大介,大森隆司,大澤正彦
    • 学会等名
      電子情報通信学会 HCS研究会
  • [学会発表] 授業中の児童の挙手行動の分類による学習意欲の推定2022

    • 著者名/発表者名
      藤白智也, 宮田真宏, 山田徹志, 大森隆司
    • 学会等名
      HAIシンポジウム
  • [学会発表] シャーデンフロイデが協調性に与える影響評価2022

    • 著者名/発表者名
      下田音里, 田足井昇太, 佐々木康輔, 大森隆司, 大澤正彦
    • 学会等名
      HAIシンポジウム
  • [学会発表] 繰り返し囚人のジレンマゲームを題材とした典型他者モデルの切り替えによる個人適応2022

    • 著者名/発表者名
      長原,田足井,佐々木,大森,大澤
    • 学会等名
      HAIシンポジウム
  • [学会発表] XR Pay: 決済まで連続的で購買可能なシステムが与える影響調査,2022

    • 著者名/発表者名
      内村方哉, 知碕丈嗣, 倉本秀治, 中山宏一, 宮田 希, 松下江美子, 大枝知香, 大森隆司, 大澤正彦
    • 学会等名
      情報処理学会第84全国大会
  • [学会発表] 行動センシングが開く新たなエビデンスに基づく子どもの学びの理解2022

    • 著者名/発表者名
      大森,山田,宮田,丸山,石渡
    • 学会等名
      教育工学会大会自主企画セッション
  • [学会発表] Estimating children's intrinsic motivation during class based on face orientation and gaze information2021

    • 著者名/発表者名
      Morita, K., Oka, N., Tanaka, K., Miyata, M., and Omori, T.
    • 学会等名
      The 35th Annual Conference of the Japanese Society for Artificial Intelligence,4N1-IS-3a-02
  • [学会発表] 顔情報を用いた授業中の子どもの特性リフレクションシステムの開発2021

    • 著者名/発表者名
      宮田真宏,山田徹志,大森隆司
    • 学会等名
      教育システム情報学会研究会
  • [学会発表] 価値が導く論理的思考の計算モデル化にむけて2021

    • 著者名/発表者名
      大森隆司,宮田真宏
    • 学会等名
      日本認知科学会2021全国大会
  • [学会発表] 子どもの特性リフレクションのための授業中の行動抽出2021

    • 著者名/発表者名
      宮田 真宏,山田 徹志,大森 隆司
    • 学会等名
      日本教育工学会 2021秋季全国大会
  • [学会発表] 共感プロセスを参考にした自己・他者モデルの相補的な学習方法の提案2021

    • 著者名/発表者名
      佐々木康輔, 及川颯斗, 田足井昇太, 宮田章裕, 大森隆司, 大澤正彦
    • 学会等名
      HCGシンポジウム2021,I-2-3
  • [学会発表] 自己・他者モデルの枠組みによる代理存在の実現にむけたキャンパスガイドシミュレーションによる検討2021

    • 著者名/発表者名
      佐々木康輔, 田足井昇太, 大森隆司, 森口昌和, 野田尚志, 宮田章裕, 大澤正彦
    • 学会等名
      HAI2022

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公開日: 2022-12-28  

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