技能遠隔教育における動作特徴抽出システムの開発

技能远程教育运动特征提取系统的开发

基本信息

批准号：
10780106
负责人：
松浦慶総
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Yokohama National University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至 1999
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では技能教育の視点から重要である動作教育に注目し,動作過程の3次元位置情報から動作特徴の定量化,知的符号化技術を開発し,技能遠隔教育システムへの応用を目指した.具体的には習字学習の動作を対象として,教師と学生の動作の定量化をした後に動作過程の要因抽出を行い,学生の誤り動作の特徴ごとにグループ化を行うことを試みた.開発したシステムでは,3次元位置計測装置により教師の見本動作と学生の学習動作における筆の3次元位置となす角,および被験者の手首,肘の3次元位置を算出し,教師と学生の動作データとして保存する.この動作データから(1)学習開始,終了時の筆の角度差,(2)動作過程の筆の角度差,(3)筆,手首,肘の移動距離,(4)筆,手首,肘の速度,加速度データのグラフにおける極大値数を求め,評価を行う.評価分析部では求めた評価値を用いて,各試行に対してクラスター分析を行った.開発したシステムを用いて8名の被験者で習字動作による評価実験を行った.本システムの評価分析で行ったクラスター解析では,動作の各要因ごとに特徴分類が行えるように重み付け処理による解析を行った.運筆動作で重要であるリズムに注目し,速度・加速度変化について解析した結果,教師と同じ速度変化の傾向のグループや速度変化が少ないグループ等,速度変化の特徴ごとの分類ができた.また,他の特定の動作特徴を持った動作データも重み付け処理によるクラスター分析により類型化することができた.これにより,学生の特徴別の学習グループの形成や誤りの類型が可能となり,より的確な指導やグループ学習による学習効果が期待され,教師負担の軽減が可能となる.また,分類した動作の定量情報に特徴などの定性情報を付加することにより,技能情報の保存,およびそれらを用いた技能教育の可能性が期待できる.

在这项研究中，我们专注于运动教育，从技能教育的角度来看，这很重要，并根据运动过程的三维位置信息开发了一种智力编码技术，并旨在将其应用于技能远程教育系统。具体来说，我们旨在量化教师和学生的行为，然后提取动作过程的运动因素，然后将它们分组为学生错误运动的每个特征。在开发的系统中，我们使用了3D位置测量设备来测量教师的样本运动以及在学生学习运动过程中由刷子的三维位置形成的角度，并计算出手腕和肘部的三维位置，并保存为教师和学生的运动数据。从该运动数据中，我们计算学习过程开始和结束的刷子之间的角度差，（2）在运动过程中刷子之间的角度差，（3）刷子，腕部和肘部之间传播的距离，（4）刷子，腕部和肘部的速度以及加速数据的速度，并评估图中最大值的数量。评估分析部分使用计算的评估值并计算每个试验的簇。我们进行了分析。使用书法运动的评估实验是使用开发系统进行的。在该系统的评估分析中进行的聚类分析中，我们使用加权处理进行了分析，因此可以对每个运动因素进行特征分类。我们专注于在写作操作以及分析速度和加速度变化的节奏上，并且我们能够对速度变化的每个特征进行分类，例如速度变化趋势与教师的趋势相同的组或速度变化较少的群体。此外，具有其他特定运动特征的运动数据也可以通过使用加权处理的聚类分析来指示。这允许为每个学生的特征形成学习小组和错误类型，这有望从小组学习中提供更准确的指导和学习效果，并减轻教师的负担。此外，通过在机密运动的定量信息中添加定性信息，例如功能，可以存储技能信息并提供使用它们的技能教育的可能性。