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2021 年度 実績報告書

エンゲージメントの促進を目的とした学習支援ロボットシステム

研究課題

研究課題/領域番号 20H04294
研究機関電気通信大学

研究代表者

柏原 昭博  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (10243263)

研究分担者 長谷川 忍  北陸先端科学技術大学院大学, 情報社会基盤研究センター, 准教授 (30345665)
鷹岡 亮  山口大学, 教育学部, 教授 (10293135)
太田 光一  北陸先端科学技術大学院大学, 情報社会基盤研究センター, 助教 (00770124)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード学習支援システム / 学習支援ロボット / エンゲージメント / モデルデザイン / 振る舞い制御
研究実績の概要

本年度は、学習者のエンゲージメントを引き出すための基盤となるエンゲージメント促進モデルを洗練し、昨年度開発を進めた学習支援ロボットシステムを洗練した。具体的には、以下に示す(1)から(3)を実施した。
(1)エンゲージメント促進モデルの洗練:実施が遅れていた学習支援ロボット(講義ロボットおよび英文読み合いロボット)を用いた予備実験の結果に基づき、エンゲージメント要因とロボットの擬人化傾向・身体性に関わる要素との対応関係を見直し、エンゲージメントを引き出すためのロボットの振る舞いを再整理した。同時に、エンゲージメント促進に寄与するものとしてロボットが認知的な弱さをみせて学習者の向社会性を引き出すコミュニケーション方法等を検討し、エンゲージメント促進モデルを拡張した。
(2)学習支援ロボットシステムの洗練・応用:予備実験の結果得られた技術的問題点を踏まえて、洗練されたモデルに基づき学習支援ロボットシステムによる学習支援を洗練した。具体的には、講義や英文読み合いでの学習者のエンゲージメントをより効果的に引き出すために、ロボットの振る舞いを構成するメカニズムを見直した。また、学習者の受講状態や英会話スキルに応じてロボットが適応的に学習コンテンツを制御するメカニズムを調整した。さらに、新たに英会話文脈においてロボットと学習者との相補的教え合いを目的とした学習支援を構想して,開発メカニズムを応用し、適応範囲の拡大を図った。
(3)有効性評価実験:学習支援ロボットシステムを用いて実験を実施し、その結果想定通り学習者のエンゲージメントを促進できることが示唆された。特に、ロボット講義ではエンゲージメントの要因となる学習者の注意をビデオ講義よりも促進し、講義内容の理解も有意に高めることが分かった。一方、エンゲージメントが促進されないケースも見出しており、支援メカニズムの更なる洗練を進めた。

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

エンゲージメント促進モデルと学習支援ロボットシステムの洗練は、講義および英文読み合いを題材として、当初予定していた通り研究開発を進めることができた。
その一方で、昨年度からのコロナ禍の影響で、システムの有効性評価実験のための準備や被験者確保に時間を要し、システムによる支援の有効性の検証、および支援メカニズムの問題点の抽出についてやや不十分な点がある。また、国内外での研究発表も十分に行うことが困難であったため、研究成果に関する議論を尽くしたとはいえず、モデルやシステムの改善の余地は残されていると考えられる。
以上を踏まえて、現在までの進捗状況を(3)と判断した。

今後の研究の推進方策

今後、国内外での研究成果発表を増やし、研究成果に関する議論を深めて、問題点を洗い出し、更なるエンゲージメント促進モデル・学習支援システムの洗練を図る。同時に、学習者のエンゲージメント状態をセンシングする機能や、エンゲージメントの持続を可能とするインタラクション機能を実装し、より的確な支援を可能するシステムの開発方法を検討する。

  • 研究成果

    (22件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うちオープンアクセス 5件、 査読あり 2件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Robot lecture for enhancing presentation in lecture2022

    • 著者名/発表者名
      Ishino Tatsuya、Goto Mitsuhiro、Kashihara Akihiro
    • 雑誌名

      Research and Practice in Technology Enhanced Learning

      巻: 17 ページ: -

    • DOI

      10.1186/s41039-021-00176-6

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Research on Informatics for Learning and Education2021

    • 著者名/発表者名
      Kashihara Akihiro
    • 雑誌名

      Information and Technology in Education and Learning

      巻: 1 ページ: p002~p002

    • DOI

      10.12937/itel.1.1.Inv.p002

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Contribution of collaborative skill toward construction drawing skill for developing vocational course2021

    • 著者名/発表者名
      Setiawan Abdul Haris、Takaoka Ryo、Tamrin Agusti、Roemintoyo、Murtiono Eko Supri、Trianingsih Lilis
    • 雑誌名

      Open Engineering

      巻: 11 ページ: 755~771

    • DOI

      10.1515/eng-2021-0073

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 学術界と産業界の相互理解イベント:ラーニングイノベーショングランプリ2021

    • 著者名/発表者名
      東本 崇仁、柏原 昭博
    • 雑誌名

      教育システム情報学会誌

      巻: 38 ページ: 190~198

    • DOI

      10.14926/jsise.38.190

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 教育・学習支援システム研究分野における産学連携・共創への道標2021

    • 著者名/発表者名
      松浦 健二、柏原 昭博
    • 雑誌名

      教育システム情報学会誌

      巻: 38 ページ: 209~217

    • DOI

      10.14926/jsise.38.209

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 閉じこもるオンラインでの学び2021

    • 著者名/発表者名
      柏原 昭博
    • 雑誌名

      人工知能

      巻: 36 ページ: 496~499

    • DOI

      10.11517/jjsai.36.4_496

    • オープンアクセス
  • [学会発表] ロボットプレゼンテーション動作のデザインによるセルフレビュー支援2022

    • 著者名/発表者名
      伊藤絢勇、柏原昭博
    • 学会等名
      2021年度教育システム情報学会学生研究発表会(関東地区)
  • [学会発表] 英文法学習におけるロボットを用いた相補的な教え合い支援2022

    • 著者名/発表者名
      佐藤孝史、柏原昭博
    • 学会等名
      2021年度教育システム情報学会学生研究発表会(関東地区)
  • [学会発表] セルフレビュー支援を目的としたプレゼンテーション再体験手法2022

    • 著者名/発表者名
      曽我百華、柏原昭博
    • 学会等名
      2021年度教育システム情報学会学生研究発表会(関東地区)
  • [学会発表] ヒューマノイドロボットを用いたインタラクティブロボット講義システム2022

    • 著者名/発表者名
      島崎俊介、菅原歩夢、後藤 充裕、柏原昭博
    • 学会等名
      電子情報通信学会教育工学研究会
  • [学会発表] スポーツスキル学習における概念知習得のための問題演習支援2022

    • 著者名/発表者名
      廣瀬はるか、柏原昭博
    • 学会等名
      教育システム情報学会2021年度第6回研究会
  • [学会発表] An Adaptive Engagement Support Robot Based on Behavior Update Model and Engagement Estimation2022

    • 著者名/発表者名
      Haseagwa Shinobu
    • 学会等名
      International Workshop on Affective Interaction between Humans and Machines in Multicultural Society
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 学習支援システムのデザイン2021

    • 著者名/発表者名
      柏原昭博
    • 学会等名
      2021年度人工知能学会全国大会(第35回)学生企画「観点に基づく研究のデザイン -主観から客観へ-」
    • 招待講演
  • [学会発表] Automatic Engagement Recognition for Distance Learning Systems: A Literature Study of Engagement Datasets and Methods2021

    • 著者名/発表者名
      Karimah, S.N., and Hasegawa, S.
    • 学会等名
      HCI International (HCII) 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] Estimation of Learners’ Engagement Using Face and Body Features by Transfer Learning2021

    • 著者名/発表者名
      Zheng, X., Hasegawa, S., Tran, MT., Ota, K., and Unoki, T.
    • 学会等名
      HCI International (HCII) 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] 教育システム情報学再考 -閉じこもる学びについて考える-2021

    • 著者名/発表者名
      柏原昭博
    • 学会等名
      教育システム情報学会第46回全国大会
    • 招待講演
  • [学会発表] ロボットプレゼンテーションによるセルフレビュースキル向上支援2021

    • 著者名/発表者名
      柏原昭博、瀬谷遼太郎
    • 学会等名
      教育システム情報学会 第46回全国大会
  • [学会発表] 初等中等教育の教科を題材としたプログラミングコンテストの実践2021

    • 著者名/発表者名
      島崎俊介、柏原昭博
    • 学会等名
      教育システム情報学会 第46回全国大会
  • [学会発表] ロボットを用いた英文読み合いにおけるLearning by Teaching支援に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      須藤敬仁、柏原昭博
    • 学会等名
      教育システム情報学会 第46回全国大会
  • [学会発表] スポーツスキル学習のモデル化と概念知習得支援2021

    • 著者名/発表者名
      廣瀬はるか、柏原昭博
    • 学会等名
      教育システム情報学会2021年度第3回研究会
  • [学会発表] Evaluating Visualization for Slide-Based Investigative Learning with Connection between Presentation Slides2021

    • 著者名/発表者名
      Goto Mitsuhiro, and Kashihara Akihiro
    • 学会等名
      The 18th International Conference on Cognition and Exploratory Learning in Digital Age (CELDA 2021)
    • 国際学会
  • [備考] 電気通信大学柏原研究室

    • URL

      https://wlgate.inf.uec.ac.jp/publication/

URL: 

公開日: 2023-12-25  

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