技能遠隔教育における動作の知的符号化に関する研究

技能远程教育动作智能编码研究

基本信息

批准号：
14780106
负责人：
松浦慶総
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Yokohama National University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では技能教育において重要である動作教育に注目し,技能動作の定量的な正誤判定,および誤り動作の類型化を行い,これらの情報を付加することで動作の知的符号化を実現した技能教育支援システムを開発することを目的とした.本年度までに開発したシステムは,(1)要素動作抽出システム,(2)動作判定システム,(3)動作類型化システムで構成されている.まず撮影した技能動作の動画像から3次元動画像解析ソフトによって3次元位置データを取得し,熟練者が指定した評価項目により評価データを算出する.今回は習字動作を対象として実験を行い、筆の角度(2種類)と筆の上下部2箇所の角速度ベクトルを評価データとして算出した.ここで,動作過程での動的状態と静的状態,およびその切り替わり時点が,動作学習において重要であることに着目した要素動作を定義し,評価の基本単位とした.システムでは対象動作の要素動作を抽出し,評価データを各要素動作単位で算出した.動作判定システムでは,品質工学手法のMTシステムを応用して動作の正誤判定を行う.熟練者のデータを正常データ群として,MTシステムの単位空間を各評価項目に対して作成する.この単位空間と学習者の評価データとのマハラノビス距離を求めて正誤判定を行う.実験では習字の師範資格を有する熟練者のデータかち単位空間を作成し,初級者のデータを要素動作ごとに正誤判定を行った。この判定結果は熟練者の定性的判定とほぼ一致した。さらに動作類型化システムでは,誤りと判定されたデータを熟練者により習熟度で分類し,新たにMTシステムで単位空間を作成し,類似した動作を分類するシステムを開発した.今回開発システムは,多次元評価データから単位空間を作成するので技能動作の総合的な評価の実現が可能となり,また単位空間を構成するデータの判断を熟練者が行うことで,より熟練者の定性的判断に近い評価が可能となる.

这项研究的重点是运动教育，这在技能教育中很重要，并旨在开发一种技术教育支持系统，该系统定量地判断正确和错误的行为并键入错误的行动，并将这些信息添加到其中以创建运动的智力编码。直到今年开发的系统包括（1）元素运动提取系统，（2）运动判断系统和（3）运动分型系统。首先，使用3D运动分析软件从熟练运动的视频图像中获得3D位置数据，并根据熟练人员指定的评估项目来计算评估数据。这次，我们进行了一项关于书法运动的实验，并计算了刷子的刷子的角度（两种类型）和刷子顶部和底部的角速度向量作为评估数据。在这里，我们定义了集中于动态和静态状态的元素动作，并且在操作过程中切换时间在运动学习中很重要，并用作评估的基本单位。系统提取目标动作的元素动作，并计算每个元素动作的评估数据。动作判断系统使用MT系统（一种优质的工程方法）来对动作做出正确和错误的判断。来自熟练个人的数据被用作普通数据组，并为每个评估项目创建MT系统的单位空间。该单位空间与学习者的评估数据之间的马哈拉诺邦距离被确定为正确和错误的判断。在实验中，创建了为具有许可书法教练的熟练个人的数据单击空间，并根据每种元素动作来判断初学者的数据。这个结果几乎与经验丰富的人的定性判断相同。此外，在动作键入系统中，熟练的个人根据其熟练程度将确定为错误的数据分类，使用MT系统为单位空间创建了一个新的系统，并分类了类似的操作。在此开发系统中，单位空间是由多维评估数据创建的，这使得对熟练行动进行全面评估是可能的，而熟练的个人判断构成单位空间的数据，可以更加与熟练个人的定性判断更加紧密地评估。