AR技術によるパケットの可視化を利用したネットワーク学習用演習教材の開発

利用AR技术开发使用数据包可视化的网络学习实践材料

• 批准号: 22K18013
• 负责人: 浦山 康洋
• 金额: $ 2.33万
• 依托单位: Kochi National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18013/
• 关键词: 情報通信ネットワーク; AR（拡張現実）; パケットキャプチャ; 教材開発; AR（Augmented Reality）; ネットワーク

令和4年度より施行された新しい高等学校学習指導要領では、『情報Ⅰ』と『情報Ⅱ』が必修科目として新設された。情報Ⅰの学習内容には、小規模なネットワークの設計活動を通じて情報通信ネットワークの仕組みや構成要素について理解すること、が含まれる。しかしながら、情報通信ネットワーク分野の学習は非常に複雑であり、たとえ情報工学を得意とする学生であったとしてもその理解は容易ではない。当該分野の学習が難しいとされる大きな要因の一つとして、ネットワークでの通信が目に見えない点が挙げられる。つまり、仮に学習者が通信中のネットワークを観測したとしても、その目にはPCやネットワーク機器のランプが点滅しているだけにしか見えず、通信全体のイメージが湧きづらいのである。そこで、本研究ではネットワークの初学者へ通信の直感的なイメージを提供することを目的とし、ネットワーク上で行われている通信の内容をAR（Augmented Reality：拡張現実）技術を用いてリアルタイムで可視化するシステムを開発する。初年度は主に上述の可視化システムの設計と開発を行った。本システムはパケット解析装置とARアプリケーションの2つで構成される。はじめに、パケット解析装置がネットワーク内で発生した通信パケットを観測し、当該パケットの送信元、宛先、通信の種類、を取得する。次に、解析装置は取得した情報をARアプリへ送信する。それから、ARアプリは受信した情報をもとにパケットを模した3DオブジェクトをAR空間上に生成し、本オブジェクトを送信元から宛先までネットワークに沿いながら移動させる。以上のように、本可視化システムを用いることで学習者は情報通信ネットワーク内でのやり取りを視覚的に観測することが可能となり、当該分野に対する理解度の向上が期待できる。

在2022年生效的新的高中课程指南中，“信息I”和“ Information II”是新近创建的。信息中的学习内容包括通过小型网络设计活动了解信息和通信网络的机制和组成部分。但是，在信息和通信网络领域的学习非常复杂，即使学生专门从事信息工程，也不容易理解。使该领域学习困难的主要因素之一是网络上的沟通性质。换句话说，即使学习者观察到正在传达的网络，他的眼睛只能看到PC或网络设备上的灯光闪烁，这使他很难想象整个通信。因此，这项研究旨在为网络初学者提供直观的通信图像，并开发一个系统，该系统可以使用AR（增强现实）技术实时实时在网络上进行的通信内容。在第一年，我们主要设计和开发上述可视化系统。该系统由两种类型组成：数据包分析设备和AR应用程序。首先，数据包分析设备观察网络中生成的通信数据包，并获得数据包的源，目的地和类型。然后，分析设备将获得的信息发送到AR应用程序。然后，AR应用程序生成一个3D对象，该对象根据AR空间中的接收信息模仿数据包，并将该对象从网络沿网络的源移到目标。如上所述，使用此可视化系统，学习者有可能在信息和通信网络中视觉观察交流，并且可以预计他们对领域的理解将得到改善。

项目成果

AR技術を活用したネットワーク学習用教材の開発 -パケットアナライザの開発-

利用AR技术开发网络学习资料-数据包分析器的开发-

• 发表时间: 2022
• 作者: 山脇爽楽;栄枝夏海;浦山康洋
• 通讯作者: 浦山康洋

AR技術を活用したネットワーク学習用教材の開発 -ARアプリの試作-

利用AR技术开发网络学习资料-AR应用程序原型制作-

• 发表时间: 2022
• 作者: 栄枝夏海;山脇爽楽;浦山康洋
• 通讯作者: 浦山康洋

AR技術を活用したネットワーク通信可視化システムの開発と学習用教材への応用

利用AR技术开发网络通讯可视化系统及其在学习材料中的应用

• 发表时间: 2023
• 作者: 栄枝夏海;山脇爽楽;浦山康洋
• 通讯作者: 浦山康洋