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2014 年度 実績報告書

AR技術を用いた能動的に仮想実験環境構築が可能な学習支援システム

研究課題

研究課題/領域番号 24501199
研究機関広島市立大学

研究代表者

松原 行宏  広島市立大学, 情報科学研究科, 教授 (30219472)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード教育工学 / 人工知能 / バーチャルリアリティ / 反力デバイス / インタフェース
研究実績の概要

重要な学習方法である「発見的学習」を支援する上で,VR型の実験室は有益である.しかしながら,対象教材に関する実験環境の準備はプログラミングスキルを必要とするため,システム作成者しか設計できず,学習者が自由に実験環境を設計することは困難である.一方でAR技術が進展しており,ARで用いられるアイデアやインタフェースを活用することにより直接的な体験を伴いながら実験環境の設計が容易になると期待できる.そこで本研究では,体験型学習支援システム上のVR実験室において,実験環境そのものを学習者が自由に設計できるようにすることを目的とし,具体的にはAR技術で用いられているマーカを用いて学習者の意図を学習支援システムに伝達し,仮想実験環境を自由に構築できるようにすることを目指した.
初等力学「滑車を用いた力のはたらきと仕事」の題材に関して,平成24年度で,第1ステップの基本システムとして,定滑車2個,動滑車1個の組み合わせで動作するシステムの設計と実装が完了した.平成25年度はそのシステムを,定滑車3個,動滑車3個まで扱えるように拡張を行った.拡張システムが完成したので,原理的にはそれ以上の個数の滑車も扱うことが可能となった.
本年度(平成26年度)は教育実践用プロトタイプシステムを完成させた.実践利用が可能かどうかを確認するため,すべての滑車パターンの組み合わせにおいて,任意の順序でオブジェクトを配置しても正確に動作していることを確認した.次に,実物の滑車キットを用いて実験するケースと,提案システムを用いて実験するケースを設定し評価実験を行った.その結果,両者で同等の発見的学習の効果があることが確認された.また提案システムを用いることで,より多くの実験題材を短時間で体験できること,実物を用いるより操作性や簡易性が優れていること等ユーザビリティにおいて一定の優位性があることが確認された.

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 8件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] 拡張現実型マーカを用いた無機化学学習支援システム2015

    • 著者名/発表者名
      岡本勝,隅田竜矢,松原行宏
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌D

      巻: J98-D(1) ページ: 83-93

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 加工紙の表面形状および光の反射特性と表面質感の感性評価2015

    • 著者名/発表者名
      松原達郎,松原行宏,石原茂和
    • 雑誌名

      日本感性工学会論文誌

      巻: 14(1) ページ: 107-117

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ケーブルレスHMDを用いたAR型無機化学学習支援環境2015

    • 著者名/発表者名
      石村司,岡本勝,松原行宏
    • 雑誌名

      人工知能学会研究会資料

      巻: SIG-ALST-B403 ページ: 36-39

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Probabilistic Question Selection Approach for AR-based Inorganic Chemistry Learning Support System2014

    • 著者名/発表者名
      Masaru Okamoto, Ryoya Sumida, Yukihiro Matsubara
    • 雑誌名

      Proceedings of the 22nd International Conference on Computers in Education

      巻: 1 ページ: 367-372

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] AR based Skill Learning Support System with Velocity Adjustment of Virtual Instructor Movement2014

    • 著者名/発表者名
      Takuya Mishima, Masaru Okamoto, Yukihiro Matsubara
    • 雑誌名

      Proceedings of the 22nd International Conference on Computers in Education

      巻: 1 ページ: 331-336

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] タブレットPCとポータブルな反力デバイスを用いた滑車の仮想実験環2014

    • 著者名/発表者名
      檜谷直樹, 松原行宏, 岡本勝
    • 雑誌名

      人工知能学会研究会資料

      巻: SIG-ALST-B401 ページ: 13-16

    • オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 加工紙の表面形状および光の反射特性と表面質感の感性評価2014

    • 著者名/発表者名
      松原達郎,松原行宏,石原茂和
    • 雑誌名

      第16回日本感性工学会大会講演論文集

      巻: A61 ページ: 1-10

    • 査読あり
  • [雑誌論文] タブレット端末を用いて実際の実験のボールの受け取りに近づけた投射の体験型学習支援システム2014

    • 著者名/発表者名
      久田翔太,岡本勝,松原行宏
    • 雑誌名

      信学技報

      巻: 114(228) ページ: 1-4

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 拡張現実型学習支援システムにおける学習過程の検討2014

    • 著者名/発表者名
      岡本勝,松原行宏
    • 雑誌名

      人工知能学会研究会資料

      巻: SIG-ALST-B402 ページ: 1-4

    • オープンアクセス
  • [学会発表] タブレット端末を用いた力覚提示を伴う滑車の学習支援システム2015

    • 著者名/発表者名
      久田翔太,岡本勝,岩根典之,松原行宏
    • 学会等名
      教育システム情報学会2014年度学生研究発表会
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2015-02-28 – 2015-02-28
  • [学会発表] 仮想的な投射実験を行う力覚を伴うタブレット型学習支援システム2015

    • 著者名/発表者名
      久田翔太,岡本勝,岩根典之,松原行宏
    • 学会等名
      教育システム情報学会2014年度学生研究発表会
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2015-02-28 – 2015-02-28
  • [学会発表] 知識の誤り推定を行うタブレット型基本位置3和音配置学習環境2015

    • 著者名/発表者名
      永田遼平,岡本勝,岩根典之,松原行宏
    • 学会等名
      教育システム情報学会2014年度学生研究発表会
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2015-02-28 – 2015-02-28
  • [学会発表] タブレット端末を用いた和声学初学習者のための学習支援システム-基本位置3和音の上3声配置課題における学習者の理解状態の推定-2014

    • 著者名/発表者名
      永田遼平,松原行宏,岡本勝
    • 学会等名
      日本教育工学会第30回全国大会
    • 発表場所
      岐阜大学
    • 年月日
      2014-09-19 – 2014-09-21
  • [学会発表] 複数のタブレット端末とポータブルな力覚提示デバイスを用いた初等力学の学習支援システム2014

    • 著者名/発表者名
      山田直輝,松原行宏,岡本勝,岩根典之
    • 学会等名
      教育システム情報学会第39回全国大会
    • 発表場所
      和歌山大学
    • 年月日
      2014-09-10 – 2014-09-12
  • [学会発表] 行動履歴に基づく問題選択機能を有するAR型無機化学学習支援システム2014

    • 著者名/発表者名
      岡本勝,隅田竜矢,松原行宏
    • 学会等名
      教育システム情報学会第39回全国大会
    • 発表場所
      和歌山大学
    • 年月日
      2014-09-10 – 2014-09-12
  • [学会発表] Kinectを用いた学習支援手法に関する検討2014

    • 著者名/発表者名
      岡本勝,松原行宏
    • 学会等名
      教育システム情報学会中国支部研究発表会
    • 発表場所
      YICビジネスアート専門学校
    • 年月日
      2014-07-12 – 2014-07-12

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公開日: 2016-06-01  

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