【研究領域課題番号】20K03255 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

平和教育 / バーチャルジェネレーション / デジタルネイティブ / VR / AR

【研究成果の概要】

戦後の原爆に関連する平和教育は，長崎や広島のヒバクシャたちによる「講話や被爆証言による平和・教育活動」が主だった．また，その効果は大きいもので，関係者は極めて積極的であったと言える．彼らの活動は戦争を記憶している世代，いわばアナログ世代に向けて大変効果的だった．それはデジタルジェネレーションと言われる今の若い世代に対しても貴重な財産であり，新世代のバーチャルジェネレーションのための平和・教育活動の模範でもある．そこで，新世代のポストモダンの思想やバーチャルの感覚的な応答能力など，デジタル・スマートフォン世代に平和を希求する心を継承させる方法として，平和・教育活動のコンテンツを拡張・仮想化（AR・VR）した「平和学習の新たなスキーム」を考案・実践することが本研究の概要である．
本研究の初年度である2020年度はVRコンテンツの完成度を上げることを目標としており，原爆当時の被害を物語る役割を果たしてきた平面写真のバーチャル化を通して，戦争の被害をボリューム感あふれる画像やVRコンテンツ制作に取り組んだ．また，VRコンテンツとして作成したものは，自ら操縦桿（LogicoolのG-PF-YS，フライトコントローラー）を操作し，被災地の上空を飛行するもので，長崎市内のF中学校にてシステムの試験的な授業を実施することができた．
2021年度はVRコンテンツの精度アップと改造を実施し，原爆写真のコンテンツの追加などを実施した．しかし，コロナ下の中での本格的な授業実践については研究協力校での許可を得ることができず，バージョンアップしたコンテンツの授業実践には至らなかったが，新しいコンテンツのオンライン上での論文発表は実施できた．
2022年度は学校現場で本格的な授業実践と平和学習のスキーム策定と完成を目指す．

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31

【配分額】4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)

【研究領域課題番号】20H00558 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

多重課題 / 状況学習 / バーチャルリアリティ / 意思決定 / リアリティショック / 経験学習 / 拡張現実 / 意志決定 / 仮想体験 / 臨床研修 / ストレス / 生体反応 / モデリング / 訓練 / ヒューマンセンシング

【研究成果の概要】

病棟での誤嚥性肺炎患者と脳梗塞患者、心不全患者に対する看護の多重課題訓練シナリオ、術後患者とストマ患者、ショック患者に対する看護に関するシナリオを作成した。また、乳がん患者への外来診療や外科外来やERにおいて若手外科医師や研修医が実際に直面する可能性がある腹膜刺激症状などの腹部所見について検討をおこなった。仮想世界と登場人物の作成：仮想の病棟と注射手技（静脈採血・皮下注射・末梢静脈カテーテル留置）を訓練できるシステムを開発した。さらに3６０度撮影装置を用いて俳優2名（医師役と患者役）による乳がん患者の外来診療体験アプリを作成した。脳血流量測定Near-infrared spectroscopy（NIRS）、自律神経反応測定装置として心拍数と皮膚抵抗測定を用いて多重課題訓練時の生体信号取得システムを開発した。本システムを用いて熟練看護師10名と新人看護師９名に対して病棟看護の多重課題アプリの体験時の前頭前野の脳血流量とシーン毎の体験時間の計測をおこない、熟練看護師と新人看護師に前頭前野領域の脳血流量に差があることが示唆された。また，ヘッドマウントディスプレイに内蔵されている近赤外線センサを用いて20代の男性10名，女性6名の計16名に対して認知負荷を推定する視覚と聴覚を組み合わせた多重課題実験を行い、認知負荷が非常に高い場合及び低い場合は瞳孔径の平均値に差を示さなくなることが示唆された。医療手技課題として注射手技トレーニング（静脈採血・皮下注射・末梢静脈カテーテル留置）訓練システムを開発し、医学生へ調査を行い物品を消費しないことや感染性・非感染性廃棄物が発生しない（血液・包装など）繰り返し実行できるといった利点を有することが示唆された。映像で作った臨床現場のベッドに横たわる患者に被験者自身が手を伸ばし，患者の腕に触り，橈骨動脈の脈拍を感じることができるシステムを試作した。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2020-04-01 - 2025-03-31

【配分額】45,240千円 (直接経費: 34,800千円、間接経費: 10,440千円)

【研究領域課題番号】19H01129 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

歪曲時空間制御 / ヴァーチャルリアリティ / スポーツトレーニング / 適用的可変速シャドーイングシステム / マーカーレスモーションキャプチャ / ARスポーツ観戦システム / ３次元プレイヤーモデリング / スキーシミュレータ / VR歪曲時空間環境 / リアルタイム着弾点予測 / プレイヤートラッキング / 適応的可変速シャドーウィングシステム / Cyber時空間制御 / 仮実空間相互接続 / Virtual Reality / Augmented Reality / 人間拡張 / Projection Mapping

【研究成果の概要】

従来のVR/AR等, Cyber空間に関連する最先端研究においては, 空間の拡張・歪曲が主な研究課題となっており, 情報空間の時間軸自体を歪曲させる研究はあまり例がなかった. 空間だけでなく時間をも主観的に違和感なく歪曲させた現実歪曲時空間内での経験や訓練がPhysical世界での人の行動・知覚に与える影響の調査を実施した. 具体的な研究対象として, スポーツ, 語学訓練等を例に取りあげ, 具体的な現実歪曲時空間構成技術の確立および評価システム構築を行い, 時間を歪曲されたCyber世界での経験や訓練の成果が, Physical世界にフィードバックされる効果の検証を行い，成果を確認した．

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2019-04-01 - 2022-03-31

【配分額】45,500千円 (直接経費: 35,000千円、間接経費: 10,500千円)

【研究領域課題番号】19K09500 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

頭蓋底手術 / 機械学習 / 仮想現実 / 拡張現実 / シミュレーション

【研究成果の概要】

① 頭蓋底病 に する術前画像の機械学習については、機械学習による病理診断において、国際的にも機械学習による鑑別がトピックとなっている脊索腫と軟骨肉腫の鑑別（ＣＴやＭＲＩ上、肉眼的鑑別が困難であるが、前者は再発率の高い悪性腫瘍、後者は良性腫瘍）が行えるかどうかについて 検証を行い、スモールデータを元にした学習でも、90％以上の正確さをもってこれらの鑑別が行えるレベルに達した。良好な成果が達成されるに至ったため、現在、国際誌に投稿しており、2回目のrevisionを通過したところである。
② CTやMRIなどのDICOM画像を速やかに自動で融合できるような、システムの利用により、より短時間でのシミュレーションモデルの作成が可能となっており、症例検討や手術中の３Dアトラスに耐えうるモデル作成技術が完成し、検証を行っている。これらを頭蓋底腫瘍を有する患者の手術所見と、実際の手術で比較検討することで、術前画像の立体的把握と術中の解剖構造の把握にが可能となり、現在有用性についての結果が出つつある。これらについては、一定の成果を、論文として作成し、複数の国際誌にacceptされている。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2019-04-01 - 2023-03-31

【配分額】4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)

【研究分野】教育工学

【研究領域課題番号】17H02003 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

STEM教育 / 空間的思考力 / タンジブル教材 / 教師教育 / バーチャルリアリティ / 空間的思考 / 論理的思考 / 教材開発 / タンジブル学習 / 実践研究 / タンジブルユーザインタフェース / VR / AR / 天体学習 / プログラミング教育 / インタフェース

【研究成果の概要】

本申請課題では、次の3点について研究を行った。まず、日本の学習指導要領において、STEM領域に関連する教科（理科、数学、技術、情報）から、空間的思考力に関連する学習内容を抽出し、教材を開発した。開発した教材は、実物体と仮想物体が連動した天体学習のためのタンジブル教材、空間図形を学ぶためのタンジブル教材、数の概念を学ぶためのゲーム型学習教材であった。次に、STEM 学習を実践授業に導入することを想定し、実践的評価を実施した。 また、教員を志望する教員養成系大学の学生に対し、STEM教育プログラムを試行し、有用性を検証した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31

【配分額】13,390千円 (直接経費: 10,300千円、間接経費: 3,090千円)

【研究分野】科学教育

【研究領域課題番号】15K01009 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

教材開発 / AR / VR / ICT / 技能者育成 / 技術者教育 / 施工実習 / 建築躯体工事 / BIM / 3Dモデル / 建築躯体 / 教育訓練 / 技能工育成 / ＡＲ / ＢＩＭ / 重畳表示 / ３次元モデル / ３Dプロダクト・モデル / AR（拡張現実）技術

【研究成果の概要】

国の重要なインフラ整備や維持管理を担う建築技術者や技能者が不足している。建築の技術・技能の教育訓練には、座学に加えて実大の施工実習が効果的である。ところが、従来の施工実習用の教材は２次元図面が主体であり、初学者にとっては難解であった。そこで、ＡＲ技術を応用して、２次元図面の上にかざしたスマートフォンやタブレットに、構造物が完成した状態の３Ｄモデルを重畳表示する仕組みを開発した。その結果、初学者による図面の理解が進み、技術・技能の習得度が向上した。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【配分額】4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)

【研究分野】民事法学

【研究領域課題番号】15K12976 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ライセンス契約 / 倒産処理 / 事業承継 / デジタル・コンテンツ / 著作権 / 営業秘密 / 倒産 / 担保権 / 民事再生手続 / デジタルコンテンツ / AR / VR / 利用契約 / マーケットプレイス / 事業譲渡 / 人工知能 / コンテンツ / 知的財産権

【研究成果の概要】

知的財産を利用するライセンス契約のライセンサーの倒産の場合に利用者を保護する立法的手当てがなされたが、対抗要件制度のない主に著作権の利用に関する契約について、著作権の権利者の倒産の場合については法的な解決が十分になされていない。著作権の利用については、近時音楽やビデオ以外のデジタル・コンテンツの利用契約も広く行われ、ニュースメディア等も重要になっている。これらのデジタル・コンテンツは個別の利用契約について処理を考えることは利用の実態に合わないため、コンテンツを総合的に利用継続できるような法的倒産手続以外の対応も重要になる。技術情報やノウハウ等の事業承継における保護の必要性との共通点を考察した。

【研究の社会的意義】

知的財産を利用の利用者の保護は、デジタル・コンテンツの取引の重要性が高まるにつれて、特許などの技術に関連するライセンス契約という限られた利用者の問題だけではなく、より一般的な利用者も対象に含まれるようになった。立法的な手当ては順次なされているが、デジタル・コンテンツの利用を権利者が倒産した場合でも利用者が継続して利用できるようにするための方法については必ずしも十分には議論されてこなかった。新しい知的財産の利用を継続して利用できるようにするための制度と、倒産法以外の、事業の継続や承継等のための手続には共通点がみられ、今後の制度設計に参考になることを明らかにした点で意義がある。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2015-04-01 - 2019-03-31

【配分額】2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)

【研究分野】メディア情報学・データベース

【研究領域課題番号】23700121 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

デジタルアーカイブ / データベース / バーチャルリアリティ / Web / 拡張現実 / インターネット / 国際情報交流

【研究成果の概要】

研究成果により5つのデジタルアーカイブを公開し、査読付き雑誌掲載論文2編、受賞9件、学会発表14件などの成果を挙げた。また研究成果は沖縄県、長崎県の事業に採用され、朝日新聞社およびグーグルとの産学連携も行なっている。これらのことから、研究目的は達成されたと言える。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2011 - 2012

【配分額】3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)

【研究分野】科学教育

【研究領域課題番号】21680053 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

教材開発 / 空間認識 / 理科教育 / 天体学習 / タンジブル / インタフェース / 空間的思考力 / 仮想現実 / 拡張現実 / 評価 / 教材情報システム / ヒューマン・インターフェイス / 実験・観察

【研究成果の概要】

本研究では,タンジブル技術を応用し,空間認識能力を育成するため拡張現実(AR)の技術を応用したタンジブル教材を開発するとともに,実践的活用における有用性を評価した.小学校での実践的研究の結果,タンジブル教材は,空間認識力の高い児童の「月の満ち欠け」に関する理解を促進したことが明らかとなった.中学校での実践的研究の結果,「金星の満ち欠け」に関する理解度テストの得点は,授業後に有意に上昇していた.高等学校では,理解度テストの得点は上昇しなかったが,空間認識テストの得点が有意に上昇していた.これらの結果から,タンジブル教材を用いた授業は,小・中学校における理解度の促進,並びに高校生の空間認識力の育成に有効であることが示された.

【研究種目】若手研究(A)

【研究期間】2009 - 2011

【配分額】19,110千円 (直接経費: 14,700千円、間接経費: 4,410千円)

【研究分野】知能情報学

【研究領域課題番号】11558038 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

バーチャルリアリティ / 仮想環境 / 三次元表示 / 協調作業 / 形状モデリング / インターフェース / GUI / 人工現実感 / 三次元ユーザインタフェース / 複合現実感 / 拡張現実

【研究成果の概要】

本研究の目的は,通信路で結合された複数の仮想環境において,その仮想環境内で,種々の情報を共有し,仮想環境内の利用者が協調して構造物のモデリング(デザイン)を実施する場合を題材として,
(1)実使用に耐え得る実用的な協調作業環境の構築のための要素技術の開発,
(2)協調作業環境でのモデリング(デザイン)のための実アプリケーションの構築,
(3)従来の計算機操作などの2次元GUIの仮想操作環境への適用による統合的なインタフェース環境の構築,
の3課題を選定し,表示装置を含めて本研究の目的に特化した環境を構築して研究を推進し,共有仮想環境を日常的に利用するための実用技術の確立を図ることである.
目的(1)を達成するために傾斜型の立体表示装置を新たに開発し、長時間の没入型3次元操作が実現可能な仮想環境ワークベンチを開発した。さらに、目的(2),(3)を達成するために,試作した仮想環境ワークベンチを用いた,3次元モデリング(デザイン)の可能なアプリケーションを開発し,その操作性を評価し、改良を実施した.これらのアプリケーションを複数の人間が利用して協調作業を実施する場合の諸問題について検討し、ワークベンチの配置等の検討を行った.また,実用アプリケーションに2次元操作と3次元操作を組み合わせることで,表示平面を有効利用したモデリングが可能であることを実際に確認した.これらの要素を用いて協調作業環境を構築する際に必要な,ネットワーク構成の得失についても明らかにした.

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】1999 - 2001

【配分額】13,900千円 (直接経費: 13,900千円)