バーチャルリアリティ技術を駆使した小学校児童向け視覚体験型放射線教育教材の開発

利用虚拟现实技术开发基于视觉体验的小学生辐射教育教材

• 批准号: 21K02941
• 负责人: 小倉 巧也
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Hokkaido University of Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K02941/
• 关键词: 放射線; 教育教材; 仮想現実; 放射線教育; バーチャルリアリティ; 理科教育; 科学教育; 教材開発; VR：Virtual Reality

本研究は，放射線に関する基本的な概念を小学生児童へ無理なく導入するために，直感的理解を支援する視覚・体験型の仮想現実放射線教育教材の開発を行うことを目的としている．なお，12歳以下の児童について，ヘッドマウントディスプレイ（以下，HMD）を使用した3D立体視を含むバーチャルリアリティ（以下，VR）体験は，斜視や不同視を引き起こす懸念があることが報告されており，それを受けて本研究では，HMDを使用せずに操作・視覚体験可能な仮想現実教材の開発を進めている．HMDを使用することなく仮想物体を現実空間に表示する技術として，拡張現実（以下，AR）がある．ただし，このAR技術は仮想物体を現実空間に表示するのみに留まり，VR体験の大きな特徴である「仮想空間内に置かれた物体を自由に操作できる」という点が実現されない．そこで研究代表者は，放射線源や遮へい材等の操作によって生じる結果および現象を立体表示するAR教材を複数種類開発し，これら教材のARマーカーを現実空間内で操作することによってHMD無しで仮想物体の疑似的操作を可能にした，オリジナルな仮想物体操作手法を考案した．2022年度は，当初の研究実施計画の通り，2021年度に実施した北海道及び福島県の小学校教諭に対する質問紙調査の結果から教材ニーズが高かった「放射線の種類」「放射線の飛程距離」「放射線の透過性」「放射線の防護（遮蔽）」について，教育的支援を実現する仮想現実教材の開発を進めた．

这项研究旨在开发视觉和经验的虚拟现实放射学教育材料，以支持直观的理解，以便轻松地引入有关小学生辐射的基本概念。此外，据报道，人们担心虚拟现实（VR）体验，包括使用头部安装显示（HMD）（HMD）在内的3D立体视觉（HMD）可能会导致12岁以下儿童的斜视和异常愿景。这项研究是在反应中，这项研究正在开发可在不使用HMD的情况下操纵和视觉上经历的虚拟现实教材。增强现实（AR）是一项技术，它在不使用HMD的情况下在真实空间中显示虚拟对象。但是，该AR技术仅在真实空间中显示虚拟对象，并且没有意识到VR体验的主要特征，即可以自由操纵放置在虚拟空间内的对象。因此，首席研究人员开发了多种类型的AR教材，这些教材显示了由于辐射源，屏蔽材料等操作而发生的结果和现象，并设计了一种原始的虚拟对象操纵方法，该方法允许通过操纵这些教学材料在实际空间中的AR标记的虚拟对象进行模拟的虚拟对象操作。在2022年，根据原始研究实施计划，我们开发了虚拟现实教学材料，在北海道和福岛县的小学教师调查的结果中提供教育支持，并在2021年进行，并且对教材的需求很高，对教材的需求很高。

项目成果

放射線に関するリカレント教育のための預託実効線量解析

致力于辐射复训教育的有效剂量分析

• 发表时间: 2022
• 期刊: 日本理科教育学会東北支部大会発表論文集
• 作者: Tamai Teruyuki;Murai Keita;Kawada Kazuo;保屋野 雄太，小倉 巧也，長南 幸安
• 通讯作者: 保屋野 雄太，小倉 巧也，長南 幸安