空中操作が可能な完全無装着型MRの開発とグループ実験教育支援システムへの応用

完全非穿戴式空中操作MR的研制及其在群体实验教学支持系统中的应用

• 批准号: 19K03079
• 负责人: 竹村 淳
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Tokyo University of Agriculture and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K03079/
• 关键词: 教育支援システム; バーチャルリアリティ; 実験教育; 複合現実 (MR)

理工学分野の教育においては，ものづくりや計測を行う実験学習が重要であり，近年は指導者と学習者の様々な設備環境にも対応できる仮想現実(virtual reality; VR)を用いた実験教育が期待されている。しかしながら，現行のVR技術を実験教育に用いる場合には，身体に装着するデバイスが作業の妨げとなったり，利用者が周囲環境から遮断され孤立した学習に陥りやすいなどの問題点があり，他の実験者との共同作業を必要とする科学技術系の高度な実験への対応が困難である。このような背景を踏まえ本研究は，装着デバイスを必要としない完全無装着型の複合現実 (mixed reality; XR) の技術を構築し，グループによる共同作業を伴う実験学習を可能とする新しい教育システムを開発することを目的とする。これまでの研究では，裸眼立体映像と触覚提示を組み合わせた完全無装着型のMRシステムを構築し，回路やロボットなどの「ものづくり」を伴う理工系の実験教育システムへの応用を試みた。また，一般の実験教育で用いられている各種シミュレータと提案システムを連携させることを可能にし，実際の機器を使用する実験と同様の学習ができるバーチャル計測システムを開発した。さらに，遠隔地のメンバーを含むグループによる共同作業を伴う高度な実験教育に対応できるようにシステムを発展させて，その有用性を評価する研究を行っている。以上の研究成果により，空中に表示される立体映像に対して，実際の実験における作業と同様の体験が可能な新しい実験教育システムの技術が構築され，グループ作業を必要とする高度な実験に対応できる実用性の高い教育システムを実現することが期待できる。

Science and engineering education in the field of division, both measurement and implementation of learning is very important, in recent years, instructors and learners in the equipment environment for the implementation of the concept of reality (virtual reality; VR) in the use of education and expectations. The current VR technology is used in education, and it is difficult for users to install it in the environment, isolate it from learning, and cooperate with others. This study aims to establish a new type of mixed reality (XR) technology that can be used for collaborative learning. This research is based on the combination of naked eye stereo image and touch prompt, and the construction of MR system with complete non-installation type, and the application of loop control and "touch prompt" in the education system of science and engineering. In addition, the general education system is used to develop various kinds of systems and systems, and it is possible to develop systems and systems for the use of practical machines. In addition, research was conducted on the development and evaluation of remote communities, including community, collaborative work, and education. The above research results indicate that the three-dimensional mapping system in the air can be implemented in a practical way, and the same system can be implemented in a new way. The technical structure of the educational system can be implemented in a highly practical way.

项目成果

E-Learning system using virtual reality with mid-air operations and application to experiments of electronic circuits

利用虚拟现实进行空中操作的电子学习系统及其在电子电路实验中的应用

• 发表时间: 2021
• 期刊: Proceedings of IADIS Internet Technologies & Society
• 作者: Kyoichi Yokoyama;Tadashi Misono;Rieko Inaba;Yuki Watanabe;横山喬一，渡辺雄貴;横山喬一，御園真史，渡辺雄貴;橋本佳蓉子，渡辺雄貴;A. Takemura;A. Takemura
• 通讯作者: A. Takemura

Learning system using cross reality technique for physical electronic circuit construction and virtual mid-air operations

使用交叉现实技术进行物理电子电路构建和虚拟空​​中操作的学习系统

• 发表时间: 2022
• 期刊: Proceedings of IADIS International Conference on Cognition and Exploratory Learning in Digital Age
• 作者: Kyoichi Yokoyama;Tadashi Misono;Rieko Inaba;Yuki Watanabe;横山喬一，渡辺雄貴;横山喬一，御園真史，渡辺雄貴;橋本佳蓉子，渡辺雄貴;A. Takemura
• 通讯作者: A. Takemura

e-Learning system for the comprehensive learning of electronic circuits

电子电路综合学习的电子学习系统

• 发表时间: 2020
• 期刊: Proceedings of IADIS CELDA 2020
• 作者: Kyoichi Yokoyama;Tadashi Misono;Rieko Inaba;Yuki Watanabe;横山喬一，渡辺雄貴;横山喬一，御園真史，渡辺雄貴;橋本佳蓉子，渡辺雄貴;A. Takemura;A. Takemura;A. Takemura
• 通讯作者: A. Takemura

Education system for electronic circuit construction involving soldering on a circuit board

涉及电路板上焊接的电子电路构建教育系统

• 发表时间: 2019
• 期刊: Proceedings of IADIS CELDA
• 作者: Kyoichi Yokoyama;Tadashi Misono;Rieko Inaba;Yuki Watanabe;横山喬一，渡辺雄貴;横山喬一，御園真史，渡辺雄貴;橋本佳蓉子，渡辺雄貴;A. Takemura;A. Takemura;A. Takemura;A. Takemura
• 通讯作者: A. Takemura