プログラミング授業をサポートするティーチングアシスタントロボットに関する研究

支持编程课的助教机器人研究

• 批准号: 20K03106
• 负责人: 吉野 和芳
• 金额: $ 2.16万
• 依托单位: Kanagawa Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K03106/
• 关键词: プログラミング教育; ティーチングアシスタントロボット; 授業支援; 画像処理; Pepper; LEGO MINDSTORMS EV3; アドバイス

小学生の子どもたちの車輪型ロボットを活用したプログラミング授業における教師をサポートするティーチングアシスタントロボットの構築を目指し，ティーチングアシスタントロボットとしてソフトバンク社のPepperを利用し，そのPepperに備わっているビデオカメラの映像やセンサの情報を活用し研究を進めてきている．特に2022年度では，車輪型ロボットの組み立て時におけるアドバイスにおいて，これまで個別に開発してきた基礎的技術を融合させ，質問者の発見から，質問者の下へ移動し，質問内容の確認，アドバイスまでの動作を行えるようにした．挙手した質問のある学習者の発見は，教室内で学習者の顔の検出と手の検出を行い，その位置関係から質問者を特定している．その質問者の下への移動は，Pepper with the QiSDKのためのAPIを利用して，発見された質問者の顔のある方向をルートとして決定し，そのルートを進む．このとき，ティーチングアシスタントロボットは，Pepperの足元についているセンサでルート上の障害物を避けながら進んでいく．車輪型ロボットの組み立て時のアドバイスでは，これまでの経験でよくある質問として，組み立てマニュアルに載っているパーツをどこに付けたら良いのか分からないという状況を想定し，分からないパーツの認識と組み立てマニュアルのページの認識を特徴量マッチングという画像処理技法を利用して行った．パーツの認識では，車輪型ロボットの組み立てに使うパーツすべてを撮影した画像とPepperのカメラで撮影したパーツの画像の2枚を利用し，また，組み立てマニュアルでは，組み立てマニュアル内にある図を集めた画像と学習者が利用しているタブレットの画面をPepperのカメラで撮影した画像を使い，特徴量マッチングして，特徴量が似ている点が集中しているパーツやマニュアル内の図を検出して，判断している．

Elementary school children's wheel-type display, use of the display. In particular, in 2022, the wheel-type LED display will be assembled and installed, and the individual development will be based on the integration of technologies, the questioner's discovery, the questioner's downward movement, the confirmation of the questioning content, and the action of the questioner. In the classroom, the student's face and hand are displayed, and the position relationship between the student and the questioner is specified. Pepper with the QiSDK API is used to determine the direction of the questioner. In this case, Pepper's foot element can be used to avoid obstacles on the body. When the wheel type is set up, it will be difficult to find out the characteristics of the image processing technique. The two images of the wheel type are used, and the two images of the wheel type are used. The two images of the wheel type are used, and the two images of the wheel type are used. The characteristic quantity is similar to the middle point, and the point is concentrated in the middle point.

项目成果

Evaluation of Teaching Assistant Robot for Programming Classes

编程课助教机器人评价

• DOI: 10.18178/ijiet.2020.10.5.1384
• 发表时间: 2020
• 期刊: International Journal of Information and Education Technology
• 作者: Yoshino Kazuyoshi、the Kanagawa Institute of Technology;Atsugi;Japan、Zhang Shanjun
• 通讯作者: Japan、Zhang Shanjun