Typically, it is difficult to transmit visual images in words. The transmission of the visual image includes various information. Therefore, efficient communication is necessary. In this research, we focused on the relationship between onomatopoeia and modalism, and conducted a survey to measure the distance. We asked for general group and design skill holding group. Transmission of visual image in communication, we collected 200 words of onomatopoeia that are frequently used. Then we carried out relevance research on sensory modality, using the MD (Modal Differential) method. Then, we conducted a hierarchical cluster analysis and the semantic structure analysis which is called as SS analysis. As a result, we drew the SS graph for each cluster, which shows the relevance and order-related structure. The results were compared between the general group and the design skill preservation group, and discussions were made on the differences depending on the attributes of the subjects.

The focus of this paper is the reading process of sound translation. Reading process of sound translation is a process of replacing information of a symbolic language written on a visual copyrighted work with information of a speech language. And, it is considered that the pause of time interval inserted in the speech sound performs an important function of replacing formal information of the symbolic language expressed depending on the sense of sight with information of the speech language. To clarify the function of this interval, experiments was conducted using synthetic speech; which controlled paralinguistic information. The subjects were the interval of punctuation marks and bracket signs, which replace the formal sign of the symbolic language with the interval. As a result of experiments, synthetic speech in which the interval used by transliteration persons was reflected in punctuation marks and bracket signs was evaluated as appropriate as a talking book.

With the ongoing development of information and communications technology, it is apparent that computers will be indispensable partners in future human life. In terms of computer information processing, techniques for coordinating human sensitivity and emotional levels are attracting attention and stand in contrast to conventional knowledge information processing. In this chapter, we present an overview of content-oriented research considering knowledge itself and describe an approach to handling knowledge of human sensitivity and emotions using computers. First, we provide an overview of existing content-oriented studies in the field of artificial intelligence (AI). Second, we discuss problems regarding the handling of knowledge of human sensibilities and emotions. Then, we introduce an ontology pertaining to the concept of color emotion as an approach to understanding human sensibilities and emotions. Finally, we describe the applicability of such an ontology to human-computer interactions and for the understanding of human nature through the concept of analysis-by-synthesis.

In this research, a computational model that simulates the mental function of multicolor aesthetic evaluation through backpropagation neural networks was constructed. Helmut Leder's psychological model served as the theoretical framework. We determined the macro-architecture of the computational model through two psychological experiments using the semantic differential (SD) method. The aesthetic score of a multicolor stimulus is defined as the inverse of its factor score on the factor "Pleasure" extracted in the first experiment, and each of the three factors extracted in the second experiment-i.e., "Stability," "Heaviness," and "Presence"-is regarded as a simple perceptual feature. The genetic algorithm was then employed to optimize the hidden layer node number, the learning rate, and the momentum constant of each neural network. In two simulation tests, this computational model exhibited some predictive power, implying that the model can be regarded as a relatively successful approximation of the psychological mechanism of multicolor aesthetic evaluation. In addition, the results of the second simulation also show that the perceptual feature "Heaviness" possesses the principal impact on the aesthetic evaluation of multicolor objects, whereas the other two perceptual features "Stability" and "Presence" have a minor influence. The heavier and/ or more stable a multicolor object is perceived to be, the less aesthetically pleasing it is. Conversely, the stronger the sense of matter presence a multicolor object elicits, the more aesthetically appealing it is. (C) 2016 Wiley Periodicals, Inc.

Recently, the viewpoint of service has become widespread. In learning domains, service providers have been required to adopt the viewpoint and to provide values co-created by teachers and learners. However, production by a service provider means the generation of potential value, whereas usage by a service receiver implies the generation of real value. That is, a receiver creates value independent of the value generated by a provider. Indeed, value co-creation takes place in a joint sphere where providers and customers interact with each other. Thus, service providers must attempt to generate the potential value through service design and play a role of co-producer of the real value in the interactions between the providers and the receivers. In the current study, we developed an ontology to share the knowledge on value co-creation and the information related to the interactions between the providers and the receivers. In concrete terms, we proposed ontological descriptions of receiver states for sharing knowledge in learning service design, and conceptualized elements of consensus building and value co-creation, according to the conceptual model of value co-creation proposed in a previous study. In addition, concepts pertaining to academic emotions are also described to represent contents of consensus building. Then, we demonstrated instances of a consensus building, which is extracted from conversations during counseling by a teacher (mentor) and a learner. As a result, we obtained a metamodel for co-design processes in the learning service design, and a conceptual framework of the knowledge sharing on learning states including academic emotions by the ontological descriptions.

Many people have experienced that even long after their graduation, their school songs can still evoke nostalgia of their old school days. In this study, we proposed a psychological model of the generation mechanism underlying the school-song-evoked nostalgic feelings. Firstly, we extracted the terms characteristic of school songs from the lyrics of 156 Japanese school songs. Then, we investigated how the number of years that had elapsed since graduation influenced the degrees of school-song-evoked nostalgic feelings through questionnaires. Finally, we conducted an experiment in which the participants were asked to rate the “school-songness” of the lyrics of four existing school songs as well as an “average school song” which we made using the terms extracted at the first stage of the study. The results show that the “average school song” ranks highest, which implies the properness of our model.

Recently, the viewpoint of service has become widespread. In learning domains, service providers have been required to adopt the viewpoint and to provide values co-created by teachers and learners. However, production by a service provider means the generation of potential value, whereas usage by a service receiver implies the generation of real value. That is, a receiver creates value independent of the value generated by a provider. Indeed, value co-creation takes place in a joint sphere where providers and customers interact with each other. Thus, service providers must attempt to generate the potential value through service design and play a role of co-producer of the real value in the interactions between the providers and the receivers. In the current study, we developed an ontology to share the knowledge on value co-creation and the information related to the interactions between the providers and the receivers. In concrete terms, we proposed ontological descriptions of receiver states for sharing knowledge in learning service design, and conceptualized elements of consensus building and value co-creation, according to the conceptual model of value co-creation proposed in a previous study. In addition, concepts pertaining to academic emotions are also described to represent contents of consensus building. Then, we demonstrated instances of a consensus building, which is extracted from conversations during counseling by a teacher (mentor) and a learner. As a result, we obtained a metamodel for co-design processes in the learning service design, and a conceptual framework of the knowledge sharing on learning states including academic emotions by the ontological descriptions.

<p>Recently, value creation from view point of service has been widespread. A service process is regarded as a kind of interaction between service providers and receivers. Sharing and managing such the knowledge on human Kansei are of growing significance to providing product's values focused on customers. However, any sufficiently-advanced technologies that realize such knowledge sharing and management have been established. One typical approach is to clarify and systematize concepts as an ontology which is a basis to describe knowledge. In the current study, we discuss a method to develop an ontology describing knowledge on human Kansei and introduce several existing ontologies. The ontology will serve as a useful reference to develop value recognition map and be of assistance to designers.</p>

The uncanny valley is a major phenomenon that occurs during the implementation of facial expressions in a humanlike agent. Recent studies have explained that the negative impression of the agent's expressions is a "prediction error." We hypothesized that the prediction error stemmed from the differential output of dual processing, - that is, emotional and rational processing, - and it negatively affected a person's impression of the facial expression of the agent, which was similar to that when perceiving an eerie sensation. A qualitative computational model was proposed to clarify this mechanism according to cortico-cerebellar function to compute the prediction of the humanlike agent's facial movement. Thus, rapid emotional processing was indispensable with the thalamus playing an essential role in the processing.

© Springer International Publishing Switzerland 2016.In order to improve the efficiency of teaching and learning, it is very important to grasp learners’ mental states during their learning processes. In this study, we attempt to extract and formalize the relationships between learners’ mental states and learners’ physiological information complemented with teachers’ speech acts using the association rule mining technique through an experiment. As a result, four sets of association rules with high degrees of generality are obtained.

Improving added value and productivity of services entails improving both value-in-exchange and value-in-use. Value-in-use is realized by value co-creation, where providers and receivers create value together. In higher education services, value-in-use comes from learners achieving learning outcomes (e.g., knowledge and skills) that are consistent with their learning goals. To enhance the learning outcomes of a learner, it is necessary to enhance and utilize the abilities of the teacher along with the abilities of the learner. To do this, however, the learner and the teacher need to build a consensus about their respective roles. Teachers need to provide effective learning content; learners need to choose the appropriate learning strategies by using the learning content through consensus building. This makes consensus building an important factor in value co-creation. However, methods to build a consensus about their respective roles may not be clearly established, making such consensus difficult. In this paper, we propose some strategies for consensus building between a teacher and a learner in value co-creation. We focus on a teacher and learner co-design and propose an analysis method to clarify a collaborative design process to realize value co-creation. We then analyze some counseling data obtained from a university class. This counseling aimed to build a consensus for value-in-use, learning outcomes, and learning strategies between the teacher and the learner.

Recently, view point of service has been widespread. In learning domains, service providers have been required to adopt it and to provide values co-created by teachers and learners. The value co-creation takes place in joint sphere where providers and customers make interaction, and the value is subjectively perceived by receivers (learners in learning service). That is, a mental state of leaner is one of possible value in the co-creation. The current study aims to develop a conceptual framework which describes mental states of learners for specifying values in the co-creation. As a result, we proposed ontological descriptions of learning event which consists of a teacher, a learner, learning materials, and a learning action by the learner. In concrete terms, we proposed ontological descriptions for receiver states in a learning activity, on the basis of a conceptual model of value co-creation. The ontological descriptions are useful for sharing knowledge on values perceived by learners to design learning services.

In the research field of Human-agent interaction, the uncanny valley is the crucial issue to realize co-existence of human and artificial agents. It is referred to as the phenomenon that human can feel repulsive against the agents whose appearance is considerably humanlike. There has been just theoretical based but not verifiable model providing an explanation for how it occurs. We hypothesized that when human observes that humanlike agent, s/he perceives it as both human and non-human, and the contradiction between the perceptions causes him or her to elicit negative response against it. We conducted the experiment where the participants were asked to judge whether face of agents or a person was depicted as that of a real person, with their eye tracked and their gaze direction estimated. The results indicated that observers had two-step information processing to the agent. Above all, we proposed a model generating the human negative response against humanlike agents, taking into consideration of the function of the brain regions such as amygdala, prefrontal cortex, hippocampus, and striatum. To verify the model, the transition of the emotional value (namely, positive or negative) was simulated on the basis of a qualitative description for the model. It is suggested that the model be proposed which is verifiable with many findings in the field of neuroscience.

<p>近年日常的にエージェントが利用されるようになり、今後はエージェントとしてのロボットの普及が加速すると推測される。当該状況下では、人ーエージェント間のインタラクション時の人への負担を軽減することが、普及を促進する上で非常に重要になる。本研究では、人ーエージェント間のインタラクションを負担が軽いと推測される人間のインタラクションに近づける目的で、人が表出する特徴的キューを特定する心理実験を行った。</p>

<p>本研究では、多色配色に対する審美的評価ルールをシミュレートする計算モデルをBPニューラルネットワークで構築した。SD法の心理学実験を通して理論的枠組みであるHelmut Lederの心理学モデルを定量化し、それに基づき計算モデルの構造を決定し、学習率などのシステムパラメータを遺伝的アルゴリズムによって最適化した。性能テストの結果、本計算モデルは多色配色の審美的評価値に対して高い予測能力を有した。</p>

<p>高等教育においては，教育サービスの提供者と受給者が目標とする学習成果についての合意形成を行うことで，高い利用価値を共創的に実現することが期待される．本研究では，合意形成の過程を可視化するために，合意された話題の意味内容の概念化を試みる．具体的には，メンターと学習者のカウンセリング事例を取り上げ，サービス提供者，受給者，コンテンツ・チャネルとして発話内容を位置づける．</p>

<p>本研究では，テーマパークにおいて携帯情報端末を用いて混雑情報を取得することができる来場者の満足度を，マルチエージェントシミュレーションを用いてモデル化した．具体的には，期待不一致モデルをもとに，アトラクションに対する効用とアトラクションに並ぶ行列人数とのトレードオフの関係を考慮するようなモデルを構築した．その上で，来場者の満足度向上の観点からテーマパークにおける混雑情報の提供方法を検討する．</p>

The purpose of this study is to show the characteristic of "pause of time interval" that is put into the speech when Transliteration-Person reads books out to visually impaired people. Transliteration-Person needs to express also what kind of structure it is as well as to read symbolic language on books out. It may be presumed that "pause of time interval" plays an important role such that auditory sentence structure makes similar to visual sentence structure. So, we focused on punctuation marks and made an experiment comparing 5 skilled Transliteration-Persons with 4 beginner Transliteration-Persons. The result of our experiment shows that "pause of time interval" for punctuation marks is paralinguistic information putting in their speech to construct auditory sentence structure, because the skilled Transliteration-Persons put in their speech different "pause of time interval" to play 2 different type of sentence structure.

When a company or an individual disseminate their information on advertising and sales promotion. Between several people who is a client and a designer or a designer and an illustrator and a photographer have a scene to share the visual image. In the transmission communication of visual image, onomatopoeia is able to convey information with a sense of reality. Onomatopoeia because the words that are interpreted by the sense modality. (the sense modality : Visual, Auditory, Olfactory, Gustatory, Tactual) Therefore, in this study, it was intended from association with sensory modality of onomatopoeia in the transfer communication of visual image, and to clarify the relational structure of onomatopoeia. Elucidation of the semantic structure was included ambiguity of onomatopoeia. It will enable the discussion about how to use and understandable meaning of onomatopoeia. The onomatopoeia of 200 words were investigated by the MD method and analyzed using the SS analysis and cluster analysis. And we assume that the semantic interpretation is determined by the strength of the association of the Modal. I discussed the rank structure. As a result, it is considered onomatopoeia of the group that there is a direction of understanding meaning is effective communication to convey the impression with vague. In addition, differences were observed in the technique of description and usage, selection onomatopoeia between expert and novice. It depends on skills and knowledge.

Sharing and managing knowledge on human Kansei obtained in several study fields are of growing significance to providing product's values focused on customers. However, few sufficiently-advanced technologies that realize such knowledge sharing and management have been established. One typical approach is to clarify and systematize concepts as an ontology. In the current study, we developed an ontology to describe correspondence of affective meaning spaces analyzed by semantic differential method. First, we collect literatures reveal the affective meaning evaluated through the five senses and their inter-modality. Second, we described the concepts on the basis of an ontology of color emotions. Then, we demonstrated and evaluated the usefulness of the ontology in a design situation. As a result, we confirmed that the ontology will serve as a useful reference and be of assistance to designers.

This is research on "Pause" in the speech language producing from a printed book by Transliteration Person: Transliteration Person produces a talking book for visually-impaired people from a printed book. "Pause" on the speech language is required faithful to original printed book, because Transliteration Person has to reproduce the author's intention. So we experimented in how to use "Pause" on the speech language with Transliteration Person. As a result, it was shown that "Short Pause" inserted by Transliteration Person is important to produce faithful talking book from original printed book: "Short Pause" is 0.5 second or less. In the future work, we would like to show clearly that "Short Pause" is concerned with comfortable rhythm and tempo for faithful speech language from original printed book.

The color research has much interest in exploring emotional responses to color stimuli, which are referred to as color emotions. In general, color emotions are measured through psychological methods and represented as values on rating scales. For further understanding of color emotions and development of their effective application, conceptual structure of color emotions and rating scales need to be shared among various disciplinary fields. One typical approach in sharing such knowledge is to clarify concepts as an ontology. In this paper, we specified color emotions based on psychological attributes and built an ontology with an ontology development environment Hozo and a top-level ontology YAMATO. As a result, our ontology describes 16 psychological attributes which are measured by rating scales on the basis of a concept of human awareness. Approximately 74.7 percent of instances of the psychological attributes, which are frequently used in articles on measurement of color emotions, are accounted by the 16 psychological attributes. By adding descriptions of psychological attributes which are infrequently used and have not been fully elucidate in the color research, our ontology would increase utility for knowledge sharing and be feasible in prompting scientific and engineered approaches to understand human mind.

Why does human can identify a facial caricature with its model’s face? We hypothesize that a facial caricature has an effect on a person’s memory representation of the model’s face to get closer into the facial caricature itself, which causes a person to evoke the feeling of similarity between the model’s face and its facial caricature. In this point, we conducted the experiment to verify whether the continuous exposure of a facial caricature changes participants’ memory representation and whether the exposure also evokes participants’ feeling of similarity between them.

The color research has much interest in exploring emotional responses to color stimuli, which are referred to as color emotions. In general, color emotions are measured through psychological methods and represented as values on rating scales. For further understanding of color emotions and development of their effective application, conceptual structure of color emotions and rating scales need to be shared among various disciplinary fields. One typical approach in sharing such knowledge is to clarify concepts as an ontology. In this paper, we specified color emotions based on psychological attributes and built an ontology with an ontology development environment Hozo and a top-level ontology YAMATO. As a result, our ontology describes 16 psychological attributes which are measured by rating scales on the basis of a concept of human awareness. Approximately 74.7 percent of instances of the psychological attributes, which are frequently used in articles on measurement of color emotions, are accounted by the 16 psychological attributes. By adding descriptions of psychological attributes which are infrequently used and have not been fully elucidate in the color research, our ontology would increase utility for knowledge sharing and be feasible in prompting scientific and engineered approaches to understand human mind.

<p>ヒューマンエージェントインタラクションにおいて不気味の谷は重要な課題である．不気味の谷は，人型エージェントに対して人間／非人間の二つの知覚情報処理を行う過程における情報間の齟齬により発生すると考えられるが，この齟齬が不気味さを誘発するメカニズムに関しては統一的な説明がなされていない．本研究では，知覚対象の情動評価に関わる脳部位の機能を定性表現によりモデル化することで，このメカニズムの説明を試みた．</p>

<p>学習者の知識・理解状態に加えて心的状態を考慮した学習支援システムの実現のためには，心的状態に関する知識記述・管理が必要である．心理学の分野では，質問紙の評定データと統計モデルに基づいて，学習行為に関わる感情の構造を明らかにする試みがいくつかある．本研究ではそれらの知見を統一的に捉え共有することを目指し，因子分析などの統計モデルを用いて表される感情の次元に関するオントロジー記述を試みる．</p>

Some pauses are found in natural reading a book aloud, which work to support smooth communication. They are supposed to be working in transliterating service for visually impaired people. In this study, we propose types and functions of the pauses in that situation. We conducted an experiment to record speeches of 3 transliterators. As a result, 2 types of pauses were extracted; pause as visual information, and pause as easy-to-understand. In the both type usage, an expert made better use of the short pauses which put 0.5 second or less in the speeches than other transliterators. This suggests that the short pauses have an important function to support the smooth communication. In the future work, we analyze pitches and other parameters to specify the characteristics of expression with the short pauses.

From the view point of value co-creation in education and learning environment, it is important to cultivate competency and literacy for learning for both learners and teachers. For realizing value co-creative education and learning environment, detection of learners' mental states during their learning activities plays very important role at this environment. In this context, it is an important task to implement an e-learning system that can automatically detect changes of learners' mental states by observing their behaviors in learning activities. In this study, we conducted an experiment to explore relationships between mental states and behaviors of a learner on our experimental tools designed along with an assumption of a learning environment with an e-learning system. We focused on mouse and face movement as the behaviors. The results of the experiment revealed some features about the behaviors and the mental states.

For designing the rounded communication between human and agent, humanlike appearance of agent can contribute to human understandability towards their intension. However, the excessive humanlike-ness can cause human to feel repulsive against the agent, which is well known as the uncanny valley. In this study, we propose a model providing an explanation for how the human negative response is fomred, based on the brain regions and its function, including the amygdala, hippocampus, cortex and striatum. This model is described with quantitative reasoning and simulated. The results indicate that as human observes a humanlike agent, the emotion goes negative and the brain regions were more activated in comparison with the case human observes a person.

Some pauses are found in natural reading a book aloud, which work to support smooth communication. They are supposed to be working in transliterating service for visually impaired people. In this study, we propose types and functions of the pauses in that situation. We conducted an experiment to record speeches of 3 transliterators. As a result, 2 types of pauses were extracted; pause as visual information, and pause as easy-to-understand. In the both type usage, an expert made better use of the short pauses which put 0.5 second or less in the speeches than other transliterators. This suggests that the short pauses have an important function to support the smooth communication. In the future work, we analyze pitches and other parameters to specify the characteristics of expression with the short pauses.

ヒューマンコンピュータインタラクションにおいて不気味の谷は重要な課題である.人間は人間に酷似したエージェントを観察する際に,観察初期の段階では人間を観察する場合と類似した知覚処理を行うが,観察時間が経過するに従って人間を観察する場合とは異なる知覚処理を行うことが実験的に示唆された.このような2つの知覚過程はこれまで感情の二重経路説によってモデル化され,不気味の谷は二つの知覚過程による情報間の齟齬によって引き起こされると解釈されてきた.本研究では,感情の二重経路に加えて海馬の働きに着目することによって,エージェントに対する不気味さ誘発メカニズムのより詳細なモデル化を試みる.

<p>学習者の知識・理解状態に加えて心的状態を考慮した支援を行う知的メンタリングシステムの実現のためには，心的状態に関する知識記述・管理が必要である．学業に関する文脈で学習者が経験する感情は包括的にAcademic Emotionと呼ばれており，学習者の特性や一時的な心的状態との概念的な関係は明確でない．そこで，知的メンタリングシステムにおける学習者モデルに記述されるべき感情の概念を整理する．</p>

Besides skills in musical expression, exact timing among music players is required in excellent performances. In order to synchronize each respective sound of music among players, they must use a variety of information. In case of four-hand performances on the piano or performances by a band, for example, information such as musical sounds, body movements and gazes is considered to play critical roles. In this study, we empirically investigated roles of the information as communication channels between music players. We conducted an experiment where pairs of players performed music with a constant tempo, one varying its tempo and one including a long rest on the piano. They played the three sets of music both in a face-to-face setting where they could watch each other and a back-to-back setting where they could not. According to the results of the experiment, we then proposed communication models of players in music performances.

In the research field of human-agent interaction, it is a crucial issue to clarify the effect of agent appearances on human impressions. The uncanny valley is one crucial topic. We hypothesize that people can perceive a humanlike agent as human at an earlier stage in interaction even if they finally notice it as non-human and such contradictory perceptions are related to the uncanny valley. We conducted an experiment where participants were asked to judge whether faces presented on a PC monitor were human or not. The faces were a doll, a CG-modeled human image fairly similar to real human, an android robot, another image highly similar and a person. Eyes of the participants were recorded during watching the faces and changes in observing the faces were studied. The results indicate that eye data did not initially differ between the person and CG fairly similar, whereas differences emerged after several seconds. We then proposed a model of the uncanny valley based on dual pathway of emotion. © 2013 Springer-Verlag.

Problem posing, by which learners create new problems by themselves, is an important activity in mathematics education. However, novice learners have difficulty in posing problems, particularly when formulating appropriate solution structures of problems. Although they are provided with example problems that can serve as hints for composing novel problems, they do not necessarily understand the key ideas used to generate the examples. To improve problem posing for novices, this study discusses an approach that supports learning from examples as a production task. We propose a method of learning from examples through imitation, where a learner reproduces problems identical to given examples. We implement a system that presents examples of problem posing and supports learners in understanding the examples by having the learners reproduce them. We conducted an experimental evaluation in which learners learned from an example that embeds useful ideas to alter solution structures in the system. The results demonstrated that the learners successfully adapted the example when posing their own problems if they learned the example by the reproduction method. Thus, learning from examples through reproduction appears to be effective in the domain of problem posing as a production task. © 2013 - IOS Press and the authors. All rights reserved.

<p>視線は，計算機による学習者の心的状態の理解において有益な指標となることが期待されているが，視線データの分析手法は必ずしも確立していない．本研究では，計算機を用いて学習者が多肢選択問題に回答する場面を想定し，学習者の視線データを取得する実験を実施した．そして，学習者の視線から問題回答プロセスを質的に記述し，問題回答に対する確信度を推定するための分析手法を考案を行う．</p>

<p>近年は，自信や興味などの認知，困惑などの情動といった学習者自身の心理的な側面に焦点を当てた学習者の理解が試みられている．それらに基づいた学習支援を行う場合には，あらかじめ学習者の行動と心理状態に関する概念を明示することが，具体的な支援方略の決定に役立つと考えられる．本研究では，多肢選択問題を回答する学習者の視線と心理状態を例にとり，その知識を記述するためのオントロジーの構築を試みた．</p>

In calligraphy, calligraphers express their emotions in calligraphic characters and that impress people who view the characters. Calligraphers generally acquire tacit techniques for expressing emotions by themselves and, therefore, the knowledge on the technique is difficult to be shared. We experimentally studied features of calligraphic characters expressing five different emotions, using writings created by an expert calligrapher. We classified fundamental strokes comprising the characters based on stroking methods defined in 'Eijihappo' and then extracted knowledge on emotion expression techniques in drawing strokes.

機能指向から感性指向へと消費者にとっての価値が移り変わりつつある現在,膨大なデザイン候補から個人の嗜好に合ったものを抽出することは,情報化社会に置かれた我々の課題と言える.一方で,こうした,情報を高速かつ確実に処理するコンピュータ技術も発展を遂げている.そのため,コンピュータにより人間の感性を反映したシミュレーションを試み,その抽出精度を評価する.コンピュータ上では,人間の脳をモデルとしているニューラルネットワークにより感性評価を行うものとする.結果として,人間の脳活動において存在が示されている感性次元を適用することにより,その学習精度は十分に有効であるが,評価精度については実用レベルに至らないと言える.

<p>色刺激に対する印象はSD法および因子分析によってその因子構造が明らかになっている．また，色刺激に対する感情については，感情価，覚醒，支配という三つの次元から解釈されている．印象と感情は互いに深く関連していると考えられるため，それらに関する知見を統一的な視点から理解する必要がある．そこで本研究ではオントロジー工学の方法論を用いて，色刺激に対する印象と感情の関係構造を表現することを試みる．</p>

Human kansei is one of the important factors in recent product development. Thus, management of knowledge about consumers&#039; feelings is an essential task in current industrial design. For the purpose of such the knowledge management, development of a descriptive method to identify feelings is needed. In this paper, we measured implicit attitudes to color combinations using affect misattribution procedure, and we analyzed proportions of positive responses to each stimulus. The results showed that chroma contrast was explained by a concept of perceptual fluency. According to the finding, we discuss significance of the perceptual fluency which links physical features and impressions from the viewpoint of ontological description. The discussion indicated a need for development of a descriptive method for correspondence between physical features and impressions explained by perceptual fluency (e.g. symmetry, contrast, prototypicality).

Although humanlike robots and computer agents are fundamentally recognized as familiar, considerable similar external representation occasionally reduces their familiarities. We experimentally investigated relationships between the similarities and the familiarities of multi-modal agents which had face and voice representation, with the results indicating that similarities of the agents didn't simply increase their familiarities. The results in our experiments implied that external representation of computer agents for communicative interactions should not be very similar to human but appropriately similar in order to gain familiarities.

Human kansei is one of the important factors in recent product development. Thus, management of knowledge about consumers' feelings is an essential task in current industrial design. For the purpose of such the knowledge management, development of a descriptive method to identify feelings is needed. In this paper, we measured implicit attitudes to color combinations using affect misattribution procedure, and we analyzed proportions of positive responses to each stimulus. The results showed that chroma contrast was explained by a concept of perceptual fluency. According to the finding, we discuss significance of the perceptual fluency which links physical features and impressions from the viewpoint of ontological description. The discussion indicated a need for development of a descriptive method for correspondence between physical features and impressions explained by perceptual fluency (e.g. symmetry, contrast, prototypicality).

<p>プロダクトやサービスに対して人間が持つ印象は，品質向上に役立てるための重要な知識である．本研究では面接調査によって抽出した印象に関する知識に対して，オントロジー工学の方法論を適用することでその記述を試みる．また，特定の対象世界において印象が言語表現によって観察されることから，印象の記述方法を提案すると共にそれらの区別について考察する．</p>

The know-how information to perceive care needs based on assessment results is crucial to improve the quality of care service. We developed a know-how information sharing system for care planning processes. We propose a method that externalizes and shares know-how information by visualizing and observing care plans drawn by experts in various forms that allow beginners to notice the differences between the plans of novices and experts. Sharing know-how information is possible by recording, accumulating, and referring to what has been observed when comparing documents. This system two-dimensionally maps and visualizes each document based on the differences among documents perceived by the assessment results. Externalizing and sharing know-how information are supported by visualization. Trial results in a care facility confirmed that our system effectively externalized and shared know-how information. Improvement in individual capabilities, organization growth, and the possibility of rejuvenation were confirmed by using our system.

Sharing know-how information for appropriately grasping care needs is an important factor to improve the quality of care service. Our know-how information sharing method highlights the differences between beginners and more skillful persons and brings them to the attention of the former. When a skillful person is given assessment data, first she roughly observes them based on a certain pattern that reflects her experience and then gradually notices the details. In this paper, we promote awareness by showing beginners this process. We classified assessment data using cluster analysis. With our results, which were verified by skillful persons, we verified that they basically agreed with the skillful person&apos;s classification pattern. Therefore, a skillful person&apos;s data observation process can be presented to beginners.

We have developed the know-how information sharing system As the method to extract the know-how information, we consider that visualizing and showing care plans drawn up by experts in various forms allows a beginner to see the differences between a novice plan and an expert plan. This system can visualize the similarities among documents that experts interpreted the results of an assessment and can flexibly change viewpoints. Additionally, it can map a user's and several beginners' new document into a two-dimensional document space.
Through the result of the evaluation used by a nurse, care workers and care takers, we confirmed that this system was effective in educational supports.

The purpose of this study is the establishment of a method and the development of a support system for educating personnel involved in care management by computer. We propose a system in which know-how information can be shared. We consider that visualizing and showing care plans drawn zip by experts in various forms allows a beginner to see the differences between a novice plan and an expert plan. Sharing know-how information is possible by recording, accumulating, and giving titles to what has been noticed v comparing documents. This system can visualize the similarities among documents that interpreted the results of an assessment and can flexibly change viewpoints. Additionally, it can map a user's and another beginner's new document into a two-dimensional document space. Through evaluations by experts in nursing and caring, we confirmed that this system could be educational.

The purpose of this study is to develop a computer support system for educating personnel who are involved in care management. We wish to develop a system in which know-how information can be shared. We consider that visualizing and showing care plans drawn up by experts in various forms allows a beginner to see the differences between their plans and an expert plan. Sharing know-how information is possible by recording, accumulating, and giving titles to what has been noticed in comparing documents. This function can visualize the similarities among documents that interpreted the results of an assessment, and can flexibly change different viewpoints. In order to promote user awareness, we mapped a user's new document into a two-dimensional document space, and confirmed that the results of this mapping were appropriate.

We have developed a software that supports care management by the KOMI Chart System, aimed at improving the visibility of the KOMI Chart System with functions for drawing, revising and observing the time-series charts. The purpose of this study is to evaluate the effectiveness of computer support for care management. The experiment results showed: (1) the time required for care planning was reduced, and (2) grasping client's daily life was affected by the speed of drawing the KOMI Chart.

We built an educational Qualitative Diagnosis simulator (QUAD) to model SCS (Space Collaboration System) conferences. Our research aim is supporting SCS beginner users in forming correct SCS mental models and in understanding SCS essentials. Therefore, we use a logical circuit, to model the possible computations. The system diagnoses the student's conceptual understanding mistakes about the SCS system and explains their cause.

The research presented here belongs to a framework research on distance educational training for teachers, presented in a different panel session. Our goal with this research is to accumulate information for teachers, about established teaching methodologies and techniques, as lesson example videos. We are currently developing an environment for facilitating the usage of these example movies, via a VOD retrieval server. The domain of our classroom examples is "Information Education", a new subject introduced in the Japanese curriculum.

The purpose of our study is to develop an intelligent adaptive instruction system that manages intelligently the learner's estimated knowledge structure and optimizes the selection of problems according to his/her knowledge structures. The system adopts the dynamic problems of high school physics as a material of study, and is intended to operate on a UNIX Work Station. For these purposes, the system is composed of three parts, 1) interface part, 2) problem solving expert part, and 3) optimization expert system part for problem selection. The main feature of our system is that both knowledge structures of learner and teacher are represented by structural graph, and the problem selection process is controlled by the relationship between the learner's knowledge structure and the teacher's knowledge structure. In our system the relationship between these two knowledge structures is handled in the optimization expert system part for problem selection. In this paper the theory of the optimization expert system part for problem selection is described, and the effectiveness of this part is clarified through a simulation experiment of the originally defined matching coefficient.

The questionnaire test using the rating scale data is applied effectively, since it features relatively high reliability and the simple processing. The semantic structure analysis (SS analysis) is proposed as the method of structural analysis for the rating scale data. In the SS analysis, the order of the items is considered, and the human behavior or the psychological aspects are interpreted from the ordering structure of the items. In the conventional questionnaire test using the rating scale data, the evaluation is possible in many cases even if the data are composed of a discrete single point. Depending on the questionnaire items, however, it may happen that the evaluator is not convinced of a discrete single point.
From such a viewpoint, this paper proposes a structural analysis considering the ordering among items which is not a discrete point evaluation to evaluate by a single discrete point, but is an interval evaluation to evaluate by an interval on the rating scale. For this purpose, the difference between the ratings of two items is quantified anew based on the interval rating data. The inversely ordered rating ratio and the ordering coefficient are defined as the indices for the ordering.
It is shown that the method proposed in this paper is an extension of the SS analysis. Furthermore, as the structural analysis, the ordering structure graph is constructed for the set of items. A method of constructing the ordering structure graph is presented, and the application process is shown through an actual example.

A questionnaire containing multiple‐choice questions is a representative method to investigate human behavior. Previously, Takeya proposed the semantic structure analysis (SS analysis) as an analytical means for data obtained by the forementioned method. A structural graph of the SS analysis is called an SS graph, and it is conceived that the SS graph is of the hierarchical structure when items are laid out taking the ordinate for the measurement as the statistic such as mean evaluation values. However, no argument has been made with the layout of the abscissa. With this in mind, an observation concerning the unsolved problem, i.e., a method for two‐dimensional layout of the semantic structure graph, is given in this paper. To solve this problem, a concept of a zone is introduced from a relationship between the ordering coefficient and the factor load by means of the centroid method. Then a measure to compose the abscissa by means of the zone determination values is proposed. It is shown that not only can the relationship among the individual items be comprehended but also the meanings grasped as item groups together with the meanings among the item groups. Furthermore, by observing the linkage of the amount of information possessed by the individual items, especially of the effective category numbers and mean evaluation values, by means of a model and examples, the size of scattering of the evaluation values is explained explicitly by composing the abscissa by means of this effective category number. Thus, the relationship of items including the response pattern can be grasped. Copyright © 1993 Wiley Periodicals, Inc., A Wiley Company

本稿では脳という高度な情報処理機構を手本に新しい情報処理機構を構築するという目的の下,逐次分析(SA : Sequential Analysis)を中心として強化学習(RL : Reinforcement Learning),自己組織化マップ(SOM : Self organizing Map)を組み合わせた脳型意思決定モデルを提案する.神経科学や経済学における意思決定に関する先行研究との比較と,本モデルを基にしたコンピューターシミュレーション実験によって,本モデルが人間の意思決定をどの程度再現しているか検証した.その結果から,本モデルの妥当性と,特に大脳新皮質における意思決定処理の再現性が示唆された.

本研究では「知識獲得による学習成果と学習に対する満足度」を統合的に捉える枠組みをAmenity of Learning（AOL）と定義し，学習者にAOLを与え得る（アンビエント）学習支援システムを構築するための基盤研究を行った．主たる成果は以下の通りである．（１）生体情報用いてコンピュータに学習者の心的状態を認識させる手法の開発．（２）教師と学習者のインタラクション・トリガを抽出しAOLを与えるための時間構造の整理．（３）成果の一部の「学習時の生体情報と心的状態の関係オントロジー」として体系化．一般化・システム化に向けては更なる研究の継続が必要であるが，本研究の目的は概ね実現することができた

コンピュータ画面で英語問題を解く際に画面背景色が問題正答率と脳の働きに影響を及ぼすか検証した．20代の被験者に英語の文法とリスニングのWeb-based testsを白，青，薄青の画面背景色で解答させた．また，非言語タスクとして画面上の丸を数えさせた．文字と図形の色は黒とした．解答の間，光トポグラフィを用いて被験者の脳内ヘモグロビン濃度変化を測定した．英語問題と丸数えタスクの両方で，白色背景よりも青と薄青の背景色で問題を解いたほうが正答率は高く，解答中のオキシヘモグロビン濃度も言語野で高くなることが観測された．これらの結果は，頻繁に用いられる白より青系背景色が良いことを示唆した

本研究では、人間の感じる「調和感」の生成メカニズムを検討した。特に、色彩を中間言語として、様々な感性情報（視覚、聴覚、嗅覚等の感覚）を結びつけるための基礎的な研究とその実環境への応用に関する研究を行った。その成果は以下の通りである。(1)「調和感」生成に関する基礎的な知見を得たこと、（2）調和空間の構築に関する比較的普遍性の高い知見を得たこと、(3)「調和感」生成に関する脳科学な観点からの知見を得たこと、(4)「調和感」の統合的管理のためのオントロジーを構築したこと。なお、これらの成果に基づいた「調和感」の統合的管理システムの構築が今後の発展的課題である

本研究では知的教育システムに学習者のLow Level Interactionに基づくメンタリング機能を付加するための基盤研究を行った.その結果,学習課題遂行時における学習者の行動情報(マウス操作履歴,Webカメラから得られる学習者の姿勢)から心的状態を推定する手法,および学習者の視線の動きから学習者の心的状態を推定する方法も開発した.さらに,学習者の行動情報と心的状態の一般的な関係をオントロジーで記述した

今年度の研究成果は以下に示す通りである.
1.インターネットを利用した教育支援システムを提案するため,次の3点からの検討:
(a)学習者における情報の検索・獲得・評価・選択・理解,および学習者の評価という学習アルゴリズムを基にした,インターネットを利用した教育システムの検討.
(b)学習者における法認識と倫理観の視点からの意識調査と授業カリキュラムの作成その実践。
(c)安全性の認識という視点から,学習者・教授者・システムのそれぞれを対象とした,ネットワークセキュリティの強化についての検討。
2.インターネットにおける法認識と倫理観に関する意識調査と授業構成の検討:
(a)ネットワーク初心者である大学初年度の学生に対して,ネットワーク社会における法認識と倫理観に関する意識調査を行った。
(b)学生を文系と理系に分けて意識調査をすることで,双方の意識の比較を行った.
(c)(a),(b)の結果に基づいて,ユーザID/パスワード管理,セキュリティ,電子メール利用時のマナー,インターネット上の著作権などの各内容の授業カリキュラムを作成し,大学1年次の「情報科学概論」で実践し有効性を確認した.
3.インターネットの教育利用におけるネットワークセキュリティの検討:
(a)インターネットを利用した学習システムに関する基礎的な研究を行った。教育の分野においてはまだほとんど論じられていない「ネットワークセキュリティ」についても検討し,この重要性を示した.
(b)インターネットセキュリティを加味した学習システムを提案し,同システムの中核的モジュールである。「自動採点・返却システム」や,「テストシステム」を含んだ学習システムをWebブラウザ上に実現した.
(c)本システムを東京学芸大学教育学部教育情報科学科の一年生を対象として開設された「情報科学概論」及び「プログラミング演習第一」において,実際に利用しその効果と有効性を確認した.

本研究では、マルチエージェントシステムの枠組みによる知的分散協調学習支援システムの開発が目的である。このシステムは、コンピュータ内に1つのエージェントとして構築された疑似的な学習者(これをコンピュータ・コンパニオンと呼ぶ)を有する。コンパニオンは、人間学習者に対して、様々な振る舞い(協調的,競争的等)を示し、観察学習やリフレクションの機会を与える。さらに、学習者とコンパニオン間の協調行動過程をモニターし、必要に応じてコーディネータとして振る舞うエージェエントも組み込まれている。
以上のような機能を持ったエージェントを包含した知的分散協調学習支援システムを開発するために、平成7年度では、仲間学習環境(Peer Learning Environment)の構築が行なわれた。特に、人間学習者がコンピュータ・コンパニオンの理解状態をどのように認識しているかを表現した"コンパニオンエージェント認識モデル"が研究された。そして、コンピュータ・コンパニオンの対話モデル、柔軟な対話環境(インタフェイス),認識モデルの表現形式が提案された。また、マルチエージェント間のコミュニケーション過程を認知科学的手法を用いて分析し、対話モデルを検討した。そして、対話モデルの表現形式を知識工学的手法を用いて記述した。
平成8年度では、構築されたコンパニオンエージェントの認識モデルを基にして、人間学習者の他者認識能力向上のための支援方法を実装した。また、対話モデルを基にして、各エージェントが自律的に振る舞うためのモデル、そのモデルで必要となるエージェントの状態表現記述、他エージェントとのコミュニケーションを図るための通信メッセージ、及び通信プロトコルを提案した。さらに、エージェントモデルに基づいた知的分散協調学習支援システムを実装し、システムの振る舞いに関する評価を行った。

本研究は数学教育と教育工学の課題を背景に,個々の学習者が各自のコンピュータからネットワークを介して様々な教材資源や数学実験ソフトウェアを活用し,主体的にかつ他の学習者と協調的に問題解決にあたることが可能な学習環境の構築を課題として取り組んだ.具体的には,以下の成果が得られた.
1.数学学習のための電子ノートと電子教科書の開発
数学学習におけるノートの役割を明確にし,コンピュータを用いた学習環境でのノート機能を設計し,また遠隔地にある数学のレーザーディスク教材にアクセスする手法の研究を行った.とくにマルチメディアネットワークやウィンドウ環境の特徴であるハイパーメディア構造を学習者のノートに実現することを提案している.
2.数学学習環境におけるシステムの基礎研究
主にマルチメディアネットワークとハイパーメディア技術を中心に研究を行った.具体的には,数式などの否文書情報に対するリンク手法,WWW上のリンクの自動作成手法,数学教育の立場からリンクのアンカーとなるキーワードの選定基準の研究を行った.
3.学習者の認知分析手法の研究
ネットワーク上などで協調的に学習を展開していくには,学習者の知識の差異だけではなく意識・態度の差異も重要なパラメータであると考えられる.そこで,態度情報を得るための区間評定によるファジィ推論手法と意識構造の変容を測定する意味構造グラフの類似性に関する研究を行った.さらに,数学学習における学習者のメタ認知の過程についても考察し,協調学習との関連を研究した.

本研究では,数学の問題解決に必要な戦略的知識の獲得を支援するシステムの研究を行った.ここでいう戦略的知識とは,定義・定理・公式と言った数学的知識に対するもので,与えられた問題に対して,既得の数学的知識をどのように適用するかという問題解決の本質的な部分に関する知識である.これは,学習者に於てきわめて個人差の大きな部分であるため,従来の集団授業をベースとした教授形態の中では,積極的な指導が困難であった.しかしながら.高度情報化社会に於て,氾濫する情報の中から,適切な情報を戦略的に選択・活用し,問題を解決する能力を持つ人材の育成は強く求められている.このような現状を踏まえ,本研究では,コンピュータの持つ対話性を活用し,論理的・分析的態度と創造的意欲をもった問題解決者の育成の一助となるシステムのプロトタイプの構築を試みた.研究の目的は,1.問題解決過程の分析,2.教材分析,3.学習支援方法の研究,4.具体的システムの試作,5.システムの評価であった.1,2に於ては,単なる公式適用型の教材ではなく,問題解決戦略の立案及び,それに沿った数学的知識の適用を必要とする教材を開発・収集を行った.並行して3に於て,戦略的知識の獲得に対する支援方法の研究を行った.戦略的知識の獲得に於ては,一方的な教授よりも,学習者の自発的思考と,それに基づく問題解決経験を与えること,また戦略的知識の有効性を実感させることが重要である.その意味で,過度の学習誘導は好ましくなく,コンピュータを用いた学習支援に於ても,学習進行を常に学習者主導に保つように留意する必要がある.この点は従来のCAIシステムに於て十分に実現されていない点であり,適切なコンピュータ活用の方法を模索することは有意義であると考える.3の考察を受け,4で具体的システムの構築を試みた.ここでは,新しい形態のマルチメディアの活用に重点を置いた.従来マルチメディアシステムと呼ばれていたものは,教材提示用の各種周辺機器をコンピュータ制御する形態のものが多かったが,技術進歩により,テキスト・音声・静止画像・動画像等をコンピュータ・データとして統合的に管理・再生することが可能になりつつあり,メディア・インテグレーションという用語で従来のマルチメディアとは区別している.問題解決に於て学習者に与えられるべき支援は,過度に論理的な解説よりも,適切な知的刺激となる直観的・感覚的な情報である.その観点から,この種の新技術の教育活用の可能性をも探って行く.5では試作したシステムの評価手法の開発を行った.

ソフトウェアを含めて技術の進展が著しく、平成5年度当初には「マルチメディアツールキット」「ハイパーカード」など、プレゼンテーション用ソフトを基調とした「特別あつらえ」のハイパーメディア教材開発ツールを念頭におきつつ2年間をかけて「分類」「つりあい」の基礎的な開発を終え千葉市内及び静岡市内小学校等で試行し基礎的な資料を得た。そして、こうした成果に立って、平成7年度には、前者はその廻りに「観察」「自然観」を配し、後者は、「自然」「社会」「文化」を配したスタックとし、ともに、進展著しいWindows環境のもとで、実際の活動を組み入れたハイパーメディア教材として完成させた。また、平成7年度には小学校3年生社会科「ふるいものさがし」も、それまでの成果をもとに開発し、松戸市内の小学校で試行した。
一方、平成6年度までの研究の成果は、ハイパーメディアを使った授業設計モデルの構築としてモデル化し、ドキュメントにまとめた。そして、このドキュメントを基本に「感性」を前面に打ち出した教材開発のカリキュラム試案を作成し、本研究期間の3年間を含み平成7年度までで年間1回ずつ4回、計8回におよぶ文部省と民間の「マルチメディア教材作成養成講座」や「マルチメディア教材作成ワークショップ」などで試行した。アンケート結果によれば、コンピュータへの親近性は問題にされず、利用する教材開発ツールに大きく依存するが、概して「感性」豊かなハイパーメディア教材の開発方法が理解できたということである。
また、一連の研究開発及び教材開発等に参加、協力した学部生及び教師集団等が「感性」豊かな教材開発の手法を感得したということができる。

評定尺度法によるアンケートの結果を分析する場合には、単に質問項目に対する平均評定値や分散などの統計量を計算するだけではなく、質問項目の関連構造を分析する構造分析法を用いることが有効である。さて、アンケートを実施する場合、被験者に評定値を1つだけ選択(定点評価)させることが多いが、被験者にとって評定値を1つだけ選択することは困難な場合がある。そこで、新しい評定方法として評定尺度上のある範囲を指定させる(例えば、領域を囲むなど)方法(ファジィ評定)が考えられる。このとき得られるデータをファジィ評定データと呼ぶ。そこで、本研究では、まず第1にこのファジィ評定データに構造分析法FSA(Structural Analsis for Fuzzy Rating Scale Data)の理論を完成させた。また、アンケート調査に用いるデータには、(1)評定値が高いほど評価が高い評定尺度データ、(2)評定値の中央値が最も評価が高い評定尺度データ、(3)評定値に特別の意味のない名義尺度データ、の3種類がある。本研究では、これらの3種類のデータ全ての場合に対応できるFSAを開発した。第2に、パーソナルコンピュータ上で作動する、FSAの分析システムをインターフェースも含めて開発した。第3に、研究業績にも示したように、教育における様々な局面にFSAを用いて教育評価へのFSAの応用の可能性を検証した。その結果、従来のアンケート調査の結果からは得られなかった結果、例えば、被験者集団の意識構造、興味・関心の要因など、をうまく抽出・分析できるとの知見を得た。さらに、被験者に定点評定とファジィ評定の両者を許可した場合約70%の被験者がファジィ評定を用いていることから、経験的ではあるが、被験者の評定値選択に関してはかなりのあいまい性を含んでいるとの知見も得た。以上、本研究での当初の目的である、FSAの理論の完結、分析システムの開発、教育評価における有効性の検証を予定通り、進めることができた。その結果、アンケート調査においては、被験者は評定値選択に際してあいまい性をもっており、FSAはそのあいまい性を評定値として積極的に取り入れることによって、非常に有効な手法であるとの結論を得た。

本研究は,情報教育の目標の一つとして情報の科学的な理解を通してシステム的な思考力を高揚することと考え,そのカリキュラムを作成することを目的とした.システム的な思考力とは,具体的には自然現象を含む身の回りのいろいろな現象をコンピュータで処理できる形式にモデル化し予測することが中心となる.そこで本研究では,以下のことを行った.(1)高等学校における数理的課題のカリキュラム作成高校数学や理科の知識を基礎に理解できるテーマとして下記のカリキュラムを検討した.・波動と情報処理 ・CGと情報処理 ・ネットワーク ・符号と暗号(2)高等学校における数理的課題を用いた授業の実践研究協力者により上記のカリキュラムの具体的な実践として以下の2つの授業を行った.・音と周期関数 ・ベクトルとCG結果として,自然現象をモデル化して捉えそのモデル上で予測などを行うことができたことやシミュレーションツールによる体験が主体的な学習を促進することが示された.しかしながらそのような授業展開のためには教員の情報科学に対する能力・資質の向上とコンピュータツールの整備が課題であることが明らかになった.(3)コンピュータ領域における大学入試問題の分析コンピュータ領域の数学の大学入試問題より,数学とコンピュータ領域のクロスする分野についてどのような認識がなされているのかを分析した.結果としては,数学分野の計算モデルの思考力を問うものが多く,数学に限定しているため自然現象を含む広い意味でのモデルを思考させるものではないことが示された.(4)情報分野における数理的課題の教員養成の検討(2),(3)からその教員養成についての問題を検討した.(5)数理的課題を扱うための教材の流通についての検討(1)からシミュレーションツールなどの教材の流通について考察し,米国でのEOEデータベースを移植し,サーバ機を持たないような学校を含めた分散データベースの構築を検討した

本研究では,複雑な知識構造を有する学習項目を題材にした適応型学習システムに関する研究・開発を目的として,以下のような機能を有する知的教育システムに関する研究・開発を行った.1.システムは学習者に提示する問題を,この問題を解決するための知識構造として保存する.2.システムは学習者の提示された問題に対する解答状況から学習者の有する知識構造を推論する.3.システムの構造と学習者の構造とを比較し,その結果から次に出題する問題を決定する.4.システムの構造と学習者の構造とを比較し,内容的に適合したアドバイス文を自動的に生成する.具体的には,高校物理の力学を採用し,インターフェース部・問題解決エキスパートシステム部・出題最適化エキスパートシステム部から構成されUNLX上で動作する.また,人間が実際に力学問題を解答する場合の流れ「問題を読む→図を書きながら考える→方程式を立て,解く」に忠実に学習者を支援することを最大の特徴とする.そのため,問題解決エキスパートシステム部では,知識構造を定性的知識構造と定量的知識構造に分離し,それぞれの知識構造を学習者の入力する図形情報と数値情報から推定し,最終的に知識構造融合ユニットで緩やかに融合する.定性的知識構造の推定には定性推論の技術を,また定量的知識構造の推定には文字認識と知識ベースの管理技術を用いて,人間教師が学習者の理解状況を推定する過程をモデル化した.さらに,出題最適化エキスパートシステム部では,知識構造融合ユニットから受け取った学習者の知識構造から複数の特性値を抽出し,Fuzzy推論を用いて理解状況を定量化し次の問題を選択し,アドバイス文とともに提示する機能を実装した.以上より,記号論理の範疇の人工知能技術だけではなく,Fuzzy理論などとの融合,すなわちコネクショニズムの範疇に拡張した知的教育システムの研究の基礎的知見を得ることができた.今後も他の技術との融合を検討し,あらたな人工知能研究のパラダイムに関する検討を行う予定である

本研究の目的は,マルチメディアデータ管理・運営における記憶に基づく推論(Memory Based Reasoning:MBR)の適用に関する研究を行うことである.ユーザがマルチメディアデータ,特に画像データを登録・検索を実行する場合,画像に対する文字情報(作者・題名)だけではなく,数値情報(年代の範囲・大きさ)さらには,叙情情報(どのような感じ)なる情報を利用すると考えられる.文字情報に関しては,従来のデータベース管理手法で十分対応可能であるが,数値情報,特に叙情情報に関しては,ユーザのもつ情報の曖昧性が極めて重要な要因となる.一方,従来のMBRでは各データを複数の属性に対する2値データの列として保存し,ユーザの入力データとの類似度の計算結果により推論結果を提示するが,この手法では上述の曖昧性の高いデータを表現・管理することは不可能である.そこで,本研究の目的は,(1)曖昧性の高いデータに対応可能なMBR理論の構築,(2)この理論を実装したマルチメディアデータ管理・運営を実行するシステムの構築,の2点にある.平成9年度(1年目)は,現在までの曖昧性の高いデータに対応可能なMBRの理論の構築に関する研究を継続して行い,理論的基盤を確立した.さらに,既存の重み付け手法と本研究での重み付け手法との相違点を計算機上でのシミュレーション実験によって検証し,その結果,本研究の提案手法は属性間の相関性を考慮した場合には,従来手法と比較してデータの分類能力という観点から優れているとの結果を得た.平成10年度(2年目)は,理論(重み付け手法)を実装したマルチメディアデータ管理・運営を実行するシステムのプロタイプの構築を行った.具体的には植物時間の検索エンジンとして拡張したMBRの理論を実装した.処理速度の問題は残るものの,画像データ登録,画像データ検索の両面において,知的データベースとしての振る舞いを実現できているとの評価結果を得た.さらに,本研究では,従来のMBRの事例ベースの静的な扱いを,ニューラルネットワークの自己組織的学習法との融合により,検索結果に基づき動的に事例ベースを再構築する手法の開発を行った.動的なMBRを実装した場合には,静的なMBRを実装した場合と比較して検索能力(正答率)が向上するとの結果も得た.2年間の研究を通して,MBRの拡張と実システムへの実装の可能性を検証できたと考える

本研究の目的は「仮想現実空間における統合学習環境の記述手法の開発とシステム構築」にある.ここでの統合学習環境とは,学習者の状態,目的に応じて,協調学習環境,個人学習環境,探求的学習環境など多様な学習環境を動的かつシームレスに提供可能な学習環境を指す.この下で本研究の主な目的は次の3点である.(1)仮想現実空間おける統合学習環境構築を目的とした多様な学習環境の統一的記述手法の提案(2)学習者の行動管理・制御(ナビゲーション)を目的とした,学習環境個々に依存しない学習者の振る舞いに関する統合的知識表現の提案(グローバルな観点からの学習者モデリング)(3)VR技術を用いた『仮想教室』として統合学習環境の具現化と教育的利用の可能性の評価この『仮想教室』はVideo VR技術を用いたWWWベースのシステムとして,3-D空間で表現された仮想的な環境を提供する.また,システムは常に学習者の行動をモニタリングしており,学習者の「学習状態,学習目的,学習内容」に応じて適応的に,すなわち学習者にとって適切な学習形態を指向して学習環境・学習ツールを提供(ナビゲート)することにより,学習者の自己組織的な学習を適切に支援可能である.そして,システム構築の後,評価実験を実施し,統合学習環境に関して多角的に検証し,新しい学習観のもつ教育的意義を追求する.平成12年度は,平成11年度の成果を受けて,上記の(3)に焦点化して研究を推進し,統合学習環境の具現化としての『仮想教室』の構築を行った.『仮想教室』における上述の学習環境・学習ツールは殆どのものが既に開発済みである.したがって,(1)(2)の成果と各アプリケーションとの整合性,実現性の検証が問題となる.よって,次のような評価も重点的に行った.・統合学習環境構築を指向した多様な学習環境の統一的記述方法の汎用性と実現性の検証・統合学習環境下における学習者の振る舞いに関する統合的知識表現の汎用性と正当性の検証・統合学習環境の教育効果(統合学習環境の目指す教育的意義の実現性)・仮想現実空間,VR技術の教育的応用の可能性上記の評価はWindow-Basedな端末を数台用意し,分散環境下で実施した.基本的には,システムのモニタリングによる学習者情報(行動履歴,学習履歴,ナビゲーション履歴)による定量的側面と,学習者に対するアンケート調査結果による認知的側面の双方から総合的に実施した.2年間の研究を通して仮想現実感の教育システムへの応用の可能性と必要となる技術的・教育的要因の抽出ができたと考える

本研究の目的は「異種教育情報を統合した教育情報データベースの構築」および「教育データからのデータマイングとその共有・可視化手法の開発」である.本研究では上記の目的を遂行するために,Digital Portfblio(DP)管理システムを構築し,その過程で必要となる技術・理論を開発・実装し,DPの新しい構成・共有・可視化手法を検証する.本研究で開発するDP管理システムは、個人学習環境の提供,異種情報の統合機能,DP情報可視化機能,グループ構成最適化機能の各機能を有する.本システムの開発段階で想定される研究目的の技術的な下位課題としては以下のようなものが考えられる.本研究ではDP管理システムの構築を通して,DPの表現・共有・可視化の手法を発見科学的アプローチにより展開する.(1)異種情報の統合管理のための理論(データのカプセル化手法,統一的記述手法)の開発(2)教育データに依存したデータマイニング手法の開発(既存のデータマイニング手法の拡張)(3)グループ組織化モデルの記述と,グループ構成支援機構の開発(4)DP管理システムにおけるAwareness情報としてのマイニング情報の可視化手法の開発(5)DP管理システムの開発と評価(6)グループ構成による効果の評価に基づくグループ組織化モデルの最適化手法の開発平成13年度に引き続き,(3)〜(6)について研究を推進した.(3)に関しては,グループ組織化モデルは(グループ形態,グループマンバ,構成メンバの役割,期待される効果)によって記述されると定義し、様々なグループ学習に関する先行研究をオントロジーアプローチによって整理し,グループ構成のためのルールベースとして記述手法を提案した.(4)に関しては,Awareness情報に関する先行研究を整理し,様々な学習形態に適応的な可視化手法を検討した.(6)に関しては,個人学習環境から,システムの推薦するグループ学習環境に移行し,グループ学習の行った場合の効果に関する評価(ディスカッションの頻度情報や学習者の主観的評価など)に基づき,グループ組織化モデル,およびDPデータベースの記述手法の最適化を行った.(5)の評価に関しては,分散環境下において,システムのモニタリングによる学習者の情報(行動履歴,学習履歴,など)による定量的側面と,学習者に対するアンケート調査による認知的側面の双方から総合的に実施した.2年間の研究を通して,教育データからのデータマイニング手法と多元的な異種情報の統合的な管理手法の汎用性の高い枠組みを示すことができたが,効果的な可視化手法に関しては今後も様々な観点からの検討が必要である

昨今,情報通信技術の向上によって,e-Learningによる教育・学習環境の必要性が叫ばれ,様々な教育実践が行われている.しかしながら,大学におけるe-Learning導入の歴史が浅く,多くの大学では,検討すべき課題や整備すべき環境が把握できていない場合が少なくない.そのため,e-Learning導入を一層困難なものにし,結果として失敗に至る事例が数多く報告されている.本科研では,国内外の調査を踏まえて,e-Learning導入/運用,並びに制度的な要件を整理し,諸問題を明らかにする.具体的には,"e-Learningコンテンツ(教材)・学習環境","運営","制度"の3つの側面から研究を遂行し,e-Learningコンテンツ開発を支援するセンターの設置,e-Learningによる講義を効果的に実施するためのティーチングアシスタントやシステム管理者の設置,e-Learningによる単位取得制度の検討を進めた.本科研の成果は,次のようにまとめられる.[1]e-Learning導入大学の現状調査国内でe-Learningによる教育実践を進めている大学(院),e-Learningプラットフォームやコンテンツンテンツを開発している企業を主な対象にアンケート調査を実施し,分析した.[2]国内外の先進的e-Learning導入大学の実地調査【海外】スタンフオード大学のe-Learning実践センター(SCPD : Stanford Center for Professional Development)と,アリゾナ州立大学のe-Learning実践センター(TBLR : Technology Based Learning & Research)を視察し,e-Learning導入に関する要件を"運用組織","カリキュラム","設備"の3つ観点から整理した.【国内】e-Learningによる教育実践を積極的に進める,東北大学(大学院教育情報学研究部・教育部),東京大学(情報学環),長岡科学技術大学(Eラーニング研究実践センター),信州大学(工学部),名古屋大学(情報連携基盤センター),青山学院大学(経営学部)を視察し,e-Learning導入・運用に関するノウハウ,及び組織的な要件を整理した.[3]e-Learningを取り入れた講義のモデル化と実践の在り方と問題点「講義のモデル化と実践の在り方」をテーマとする座談会を開催し,談話内容をプロトコル分析した.そして,講義のモデル化と実践の在り方を検討し,整理した

本研究の目的は,e-ラーニングにおけるアセスメント支援のための新しいデータ解析手法の開発・体系化のため基盤研究を行うことである.具体的には,国内外のe-ラーニングにおけるアセスメントに関するニーズと現状,および方法論に関するトレンドを調査・整理し,将来的に新しいデータ解析手法として確立するための基盤を整備することにある.1年間の研究を通して,次の成果を得ることができた.(1)e-ラーニングの評価機構におけるデータ処理・解析手法のトレンドの調査・整理(2)学習者アセスメントのためのニーズに基づき「新しい解析手法」の目標を量的側面から設定(3)教授・学習過程における質的なアプローチによる学習アセスメントのトレンドの整理(4)システムとして支援可能な範囲および量的手法との融合範囲を明確にし「新しい解析手法」の目標を質的側面から設定(5)学習プロセスの評価手法のトレンド(情報の可視化,情報の意味の扱いの方法論を含む)の調査(6)アセスメントにおける学習プロセスの評価の効果的な支援方法の検討(7)e-ラーニングの評価機構に関するトレンドを調査・体系化し,アセスメント支援として必要な機能の整理以上により,本研究を今後発展させるの基盤はほぼ整ったと考えられる.ただし,当初の研究計画にあった「データ(アセスメントのための情報源)での意味の扱いに関する方法論と可能性を明確にする.特に,アセスメントにおいて意味的側面を扱う場合の知識表現,知識管理の手法の体系化を行う.」,「データ表現・管理手法班:効果的なアセスメントを実現するための,情報の収集・管理およびデータ構造を検討する」の2点に関しては成果を得ることができなかった.継続的な課題としたい

本研究では、小学校の一斉授業場面において、教師と生徒のノンバーバルなコミュニケーションの手段であり、また教師のソーシャル・プレゼンスの一要因でもある表情を分析することにより、表情が学級風土に与える影響を検討した。教師の特徴的な表情や表出程度、印象などを多角的に検討した結果、表出される表情や程度は教師によって様々であったが、教師の表出する表情は、教師自身の印象や児童との一体感、学級風土に影響を与えることが明らかとなった

我々はケアマネジメントを担う人材育成のためのコンピュータを利用した教育支援システムの開発を目指している.ケアの実践現場からのコンピュータを利用した教育支援に対する要望を徹底して収集・分析した.その結果からケアアセスメント結果を読取るプロセスが最も重要かっ難しいため、このプロセスの支援の要望が強かった。これに対応すべくケアプラン策定過程におけるノウハウ情報共有システムを開発した.熟達者が策定したケアプランを様々な形態で視覚化して,初心者に見せることで,その違いを気づかせることを考えた.この気づきの中にノウハウ情報が含まれると考えている.具体的には,熟達者がアセスメントの結果を読取った文書間の類似度を2次元に配置して視覚化した.また,観点の変更を行うごとに,類似度を計算し,その結果を2次元に配置した.さらに,気づきを促進させるために,初心者の読取り文書や一人のケア対象者を複数の人がアセスメントし,読取った文書を手本事例と同じ2次元に配置して比較検討することを可能にした.これまでの経過から本システムはノウハウ情報の抽出・共有に有効であることがわかった.短期間では精度の高い評価は難しいため,さらに,ケアの現場で1年間の試用を行っている.今後は試用実験の結果のデータを分析し,本システムがノウハウ情報の抽出・共有に有効であるか,ノウハウ情報抽出、共有がもたらす教育的な効果の検証を行いたい.将来はこれらの結果を踏まえて,システムを改善し,実用化したい.また,Web上でも学習できるようなシステムに進化させ,ケアマネジメントを担う人材育成に貢献できることを望んでいる

本研究の目的は,携帯電話の英語学習への積極的な利用を目的とした,位置情報を利用した英語文,英語問題の自動生成のための位置情報英語コーパスを作成することである.本年度(最終年度)は位置コーパスから英語問題の生成方式を検討し実装することを目的に研究を推進した.英語問題としては空欄補充問題に限定し,位置情報と学習履歴(利用履歴,過去の位置情報,回答履歴(正誤情報も含む))を利用することとした.(1)位置情報を伴う英語文を,中学・高校の英語学習指導要領に基づき,学習内容・レベル(難易度)による分類を行った.(2)(1)の分類に基づき,空欄補充問題として成立可能な問題パターンを抽出した.(3)(2)で得られた英語問題の内容・レベルから問題群の構造を記述した(教材構造A).(4)(2)で得られた英語問題を位置コーパスに基づき問題群の構造を記述した(教材構造B).(5)学習履歴情報と教材構造Aおよび教材構造Bとの対応関係を定式化し,適応的な出題戦略に関する知識ベースを構築した.以上の成果を実装し,システムとしての妥当性と実効性に関する評価を実施し,限定された領域ではあるが妥当性を確認することができた.さらに,位置情報のみならず移動情報をも用いた英語文,英語問題の自動生成も試みた.移動情報の扱いは,移動の形式レベルと意味レベルの扱いに大別される.形式レベルでは「A地点からB地点へ何時何分に徒歩で移動した」のように,移動の事実のみを扱い,移動の意味や意図には言及しない.これに対して意味レベルでは,移動の意味や意図「C駅に行った目的は」などを扱うことになる.よって,形式レベルでの扱いを実現するためには,位置情報の扱いの延長上の技術で実現可能であるが,意味レベルでの扱いを実現するためには行動に関する高度な知識ベースの構築が必要となる.本研究の成果は,形式レベルでの実装に止まっており,意味レベルでの扱いは今後の課題としたい

ケアプラン策定過程におけるノウハウ情報共有システムを開発した。ノウハウ共有システムをケアの現場で2年間試用した結果を分析し、ノウハウ情報の表出過程において教育的な効果を得ることができた。また、ノウハウ情報の共有の効果は個人の能力の向上だけでなく、組織の活性化をもたらす可能性を確認した。これらの結果から、本システムはノウハウ情報の表出・共有に有効であると共に教育的な効果をもたらすことを確認した

本研究では人間が感性を表出する際の心の振る舞いを記述することによって,感性を"測る"ためのツールを開発行った.具体的には(1)感性表出オントロジーの構築, (2)ニューラルネットワークを用いた感性を測るツールの開発,を行った.いずれも色彩感情を対象領域にしており,多色配色に対して人間がもつ印象のコンピュータによる自動計算に一定の評価を得た.ただし,オントロジーとツールの完全な連携は今後の課題である

本研究では，研究テーマに関する基礎的知見を得ることを目的にして，対象を音訳者に限定して「文章構造を表現するために挿入する句読点の「間（ま）」の構造的特徴」に関する実験的検討を行った．実験の結果，地の文では，音訳経験者と音訳初心者で共通化した時間長の句点の間が挿入されたが，会話文では，音訳経験者と音訳初心者で有意に差がある句点の間が挿入された．つまり，異なる文章構造である地の文と会話文において，音訳経験者は音訳初心者とは異なる句点の間を挿入したことになる．よって，句点の間に関しては，音訳経験者は視覚著作物上の異なる文章構造を異なる時間的間隔の間（ま）で表現することが明らかになった．この成果は日本感性工学会論文誌に原著論文として掲載された．

擬人化エージェントを観察した際に生じる特異的な情動反応，すなわち扁桃体の二段階の応答を生理データの時系列的な変化から外的に抽出できるかについて実験的に検討した．そこで，本研究ではNIRSおよび生理指標計測器を用いて，人間に対する類似度が段階づけられた顔刺激観察中の被験者の脳血流，容積脈波，発汗を計測した．また，VAS（Visual Analog Scale）を用いて，各刺激に対する被験者の快－不快の強度を得た．これによって，各顔刺激に対する快－不快の強度と生理指標との関係性，および評価の強度と二段階の応答の関係性の抽出を試みた．しかし，本実験から有効な結果は抽出されなかった．

　本研究の目的は，「大学院先行教育と企業内教育を調和させたハイブリッド型学部教育カリキュラム」を将来的に開発・実践するための基盤調査を行うことにある．特に，本研究（企画調査）では，次の3点について国内外の調査を中心に活動を行う．特に（２）が中心的課題となる．　（１）大学院と学部のシームレスな（学部4年，修士課程2年が一貫した）カリキュラムの現状調査とその体系化・モデル化　（２）大学と企業が協働し教育・研修コンテンツ，教育・研修方法やカリキュラムを大学と企業が相互に利活用し合うための制度・運用形態・支援技術などに関する調査と体系化　（３）（１）（２）の結果を受けてのハイブリッド型学部教育のフィージビリティスタディ

　本研究の目的は，大学と企業が協働し教育・研修コンテンツ，教育・研修方法やカリキュラムを大学と企業，もしくは企業と企業が相互に利活用するための制度・運用形態・支援技術などに関する基礎調査を行うことにある．具体的には，次の手順で国内外のニーズや動向の調査および体系化を試みた．　①　大学等教育機関と企業の協働による目的指向の人材育成モデルの記述．　②　国内外の大学・企業の教育／研修コンテンツ，カリキュラム，教育／研修方法の実態調査・整理．　③　②の結果に基づき，相互運用可能なコンテンツ（内容，カリキュラム上の位置づけ，学習形態など）の体系化を行う．　　　　　④　社会や企業の求める人材要件，大学等教育機関のカリキュラム，および能力レベルなどの多様な軸から構成されるコンテンツの統合マトリクスの作成．　⑤　③で整理されたコンテンツの④でのマトリクスへのマッピング．ただし，この段階では事例にマトリクスの妥当性評価にとどめる．　なお，以下の項目は今後の課題とすることとした．　⑥　④に対応した学習者の能力やスキルの評価基準および評価手法の検討（人材評価モデルの記述）．ただし，この段階では事例の適用による妥当性評価にとどめる．　⑦　相互運用するための単位認定制度の検討と素案の作成．　⑧　相互運用するための課金制度，ライセンス制度の検討（再構築）と素案の作成．　⑨　学習者管理，コンテンツ管理・運用，学習者評価（テスティング），コンテンツ評価のための統合化されたLMS（Learning Management System）の仕様とアーキテクチャの検討．　⑩　プラットフォーム（認証，課金，ライセンス管理，負荷分散，各種情報の提供）とLMSとの連動のための仕様とアーキテクチャの検討．　⑪　実施するための適切な行政の対応（支援，税制などの法整備）の可能性の検討．　今後は，本研究の成果を受けて，より広範囲の分野からの研究者・実践者を招き入れ，上記の各項目の成果を基盤とした研究・開発へと展開する予定である．大学・企業の協働による目的指向の人材育成モデル（上記①）を構成する各種モジュール（コンテンツ，統合マトリクス，評価基準，評価手法）（上記の②～⑥），および各種制度（課金制度，ライセンス管理など）（上記の⑦⑧⑪）を確立・実現し，統合LMS，プラットフォームを開発し実装する（上記の⑨⑩）．そして，各種実証実験・実運用を通して，大学・企業の協働による新しい人材育成，産業創出（人材雇用）の新機軸を示す予定である．

　本研究の目的は，携帯電話の英語学習への積極的な利用を目的とした，位置情報を利用した英語文，英語問題の自動生成のための位置情報英語コーパスを作成することである．この成果は，新しい学習観に基づく英語学習（Communicative Approach）の実現に寄与すると同時に，人工知能研究（知的教育支援システム），コーパスに基づいた新しい言語処理方式への技術的側面からの貢献も期待できる．情報通信技術の進展と低価格化により，学習環境にインターネット等の情報通信技術を積極的に導入し，従来の学習環境では実現困難であるとされていた学習環境が比較的容易に実現可能となった．一方，モバイル端末（携帯電話，PDA（Personal Data Assistant））を学習環境に積極的に導入し，調べ学習や発見学習の支援ツールとして有効活用する試み行われ，その成果が関連の学協会で報告されるようになった．本研究では高等教育機関における大人数の教室講義の質的な活性化を目的として，教室講義，インターネット（以下，PC），携帯電話（以下，携帯）のシームレスで最適な連携方式の検討を行った．具体的には，学習者が「PC，携帯のいずれを」，「どこで」，「いつ」利用するかを詳細に履歴情報として収集し，コンテンツ配信に関するツール（PC，携帯），形式，内容，タイミングの最適な組み合わせの検討を行った．その結果，「携帯を利用する場合はコンテンツの形式・内容と利用場所には強い関係がある」との知見を得た．以上の成果や知見をもとに，「位置情報を用いた学習コンテンツの自動生成，配信」のための方法論と技術に関する検討を行った．具体的には，位置情報英語コーパス（以下，位置コーパスと呼ぶ）の作成を行い，その妥当性，有効性，実効性の検証を行った．位置コーパスの規模としては，英単語の粒度で3,000語程度（中学，高校の学習要領をカバー可能な範囲），連語の粒度で100,000語程度で行った．次のような手順で研究を推進した．（１）位置情報に関するランドマーク（駅，銀行などの行動の目標となるオブジェクト）の抽出と，位置情報を伴う英語文の書き出し．（２）（１）の英語文を構成する相対的粒度の小さい構成要素の体系的整理（位置情報に関するスクリプト知識の記述）．（３）（２）の作業をスパイラルに実施し，位置情報に関する英語構成要素の階層構造を記述（位置コーパスの記述）．４）位置コーパスの妥当性，有効性，実効性の検証（実証実験の実施）．　今後は，位置コーパスから英語問題の生成方式を検討し実装することが課題である．