プログラミング教育の導入を支援する教材リコメンドシステムの開発

第 82 回全国大会講演論文集

Published On 2020/2/20

論文抄録2020 年に小学校でプログラミング教育が必修化されるにあたって, 多くの小学校教員がプログラミング教育の導入に課題を抱えている. そこで本研究では, 教育課程内でのプログラミング教育の導入支援を目的とし, 学習目的や利用環境を考慮した機材の推薦と, それに関する実教材の紹介を行う教材リコメンドシステムを提案する. また, 使用された実教材やプログラミング教育に関する情報交換機能も実装する.

Journal

第 82 回全国大会講演論文集

Published On

2020/2/20

Volume

2,020

Issue

1

Page

759-760

Authors

Takashi Kawanami

Takashi Kawanami

Kanazawa Institute of Technology

Position

/ 金沢工業大学

H-Index(all)

8

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2

I-10 Index(all)

0

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Cited By

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Research Interests

Sensor Networks

Embedded Systems

FPGA

STEAM Education

University Profile Page

Other Articles from authors

Takashi Kawanami

Takashi Kawanami

Kanazawa Institute of Technology

研究報告マルチメディア通信と分散処理 (DPS)

P4 機能を有する FPGA 回路の保護を目的とした難読化の提案

論文抄録本研究では, アクセラレーションボードとしてインフラストラクチャ機能のハードウェアオフローディングが注目されてきている中で特に, FPGA に焦点を当てたセキュリティ保護を提案する. そしてネットワークデータプレーン部分の処理を P4 等で記述し FPGA にて構築されるオフロード回路に対する LogicLocking 手法による Bitstream の難読化を行い暗号化では防ぎきれない物理的なリバースエンジニアリングによる脅威からのネットワークデータプレーン情報の保護を目的とする.

Takashi Kawanami

Takashi Kawanami

Kanazawa Institute of Technology

第 85 回全国大会講演論文集

インソール型歩容センサを用いた疲労推定方法の検討

論文抄録近年, 健康寿命の延伸を目的に身体活動量の増加が推進されている. しかし, 活動量の増加に伴い疲労が蓄積し, 歩行時に足が上がりづらいなどの理由から, 転倒の恐れが高くなると考えられる. 本研究では, インソール型歩容センサを用いて通常時と疲労時の歩容データを計測し, 歩容データから歩行者の疲労を機械学習により推定できるか検討した. 歩容データには, 通常時に計測したデータと 100㎞ 歩行後またはフルマラソン後に計測したデータを用いた. 歩行者の主観的疲労度は VAS を用いて評価し, 5 未満を通常, 5 以上を疲労と定めた. 歩行者の疲労推定では, 複数の機械学習モデルを作成し, 疲労推定の精度をもとに評価した.

Takashi Kawanami

Takashi Kawanami

Kanazawa Institute of Technology

Journal of Global Tourism Research

Preliminary evaluation of fatigue level estimation by gait sensor

In an aging society with a declining birthrate, increasing travel opportunities for the elderly will lead to increased revenue in the tourism industry, but simultaneously, consideration must be given to fatigue and injuries caused by unperceived fatigue. Therefore, this paper focuses on walking. Recently, the measurement of gait and analysis of gait data have been widely studied. However, most of the studies that analyze gait are aimed at understanding the health status of walkers, and there are few studies that accurately measure the degree of fatigue of the body. In this study, we developed a device to measure gait data to analyze the degree of body fatigue, and to verify a method to quantify the degree of fatigue. The device was created with a sensor that measures pressure on the sole of the foot and an IMU. The gait data were analyzed using t-SNE and SVM. From the experiment, we could classify the gait data and determine the degree of fatigue. It is expected that this device will be able to detect fatigue during sightseeing.

Takashi Kawanami

Takashi Kawanami

Kanazawa Institute of Technology

第 83 回全国大会講演論文集

VR ゲームコントローラーを題材としたプログラミング教育教材

論文抄録本研究では VR ゲームを行う際に, 普通の VR コントローラーではなく, micro: bit をコントローラーとした教材を提案する. ゲームを先に進めるためには, コントローラーである micro: bit のプログラムを自ら変更する必要があり, プログラムを理解しないと先に進めない仕組みにしている. プログラムを書き換えた結果はゲームにすぐに反映され, プログラミングを楽しみながら学ぶことができる. micro: bit は子どもでも容易にプログラミングが可能なビジュアルプログラミング環境があり, ボタンや光センサー, 加速度センサー, 電波強度などを利用したゲームを開発することで, いろいろなセンサーに触れながら, センサーの扱い方も学ぶことができる.

Takashi Kawanami

Takashi Kawanami

Kanazawa Institute of Technology

第 82 回全国大会講演論文集

インソール型歩容センサーのための歩容解析システムの構築

論文抄録近年日本は高齢化社会になり, 介護が必要とならない機関とされている健康寿命を延ばすことが必要とされている. そして健康状態を確認する手段として歩容情報の取得というものが近年注目され始めている. 本研究では布状の e-テキスタイルセンサーを用いインソール型の歩容情報を取得するセンサーを作成することで高齢者の健康寿命や, 高齢者の歩容を確認することで健康状態を見守ることができるシステムを構築する. また本研究では実運用を目指したデータ取得方法や通信方法を検討し報告する.

Other articles from 第 82 回全国大会講演論文集 journal

Tetsuya Ogata

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Waseda University

第 82 回全国大会講演論文集

深層学習を用いたロボットによる複雑形状対象の拭き取りタスクモデルの構築

Robots are expected to perform in real life environment. We are focusing on wiping daily supplies. However, making computational model for every object has limitation. We propose a deep learning model for a robot that can wipe objects according to the shape by itself. First, let the robot experience wiping motions by direct teaching. Then, the force, tactile sense, image information and joint information are collected and input to neural network for training. Finally, we check the robot's ability to wipe other untrained objects which have more complicated shapes.

Naoki Kita

Naoki Kita

Tokyo University of Agriculture and Technology

第 82 回全国大会講演論文集

直感的かつ高精度な数値読み取りが可能なデータ可視化

論文抄録本研究は比例シンボルマップの改善を目的とする. データの可視化はデータを分かりやすく伝える手段として有効である. 可視化手法の一つである比例シンボルマップは, 一見してある程度のデータの大きさを読み取ることができるが, 一方で, 詳細なデータの読み取りや, ダイナミックレンジの広いデータの可視化は困難である. そこで, 本研究では高精度なデータ読み取りが可能な新たな比例シンボルマップの提案を行う. 目盛りを用いることで数値の読み取りを可能にした手法, 色の濃淡や内部図形を利用することで細かいデータの差を読み取りやすくした手法を提案する. 提案手法について, データの読み取り精度の評価と従来の手法との比較を行った.

Takeshi Kamiyama

Takeshi Kamiyama

Nagasaki University

第 82 回全国大会講演論文集

深層学習による時系列データ予測モデルの Android 端末への導入に関する検討

論文抄録近年スマートフォンの普及が急速に進み, その用途が多岐に渡っていることから無線 LAN 通信への需要が高まっている. しかし, 有線接続に比べ脆弱な無線環境下ではパケットの蓄積によりトラフィックの輻輳が発生することが問題となっている. そこで本研究では, 深層学習によりトラフィックの輻輳を予知し, 事前にスマートフォン端末上で制御を行い輻輳回避することを最終目的とし, 本稿では Tensorflow Lite を用いて時系列データを予測するモデルを Android 端末上で利用できることを目指す.

Katsuhide Fujita

Katsuhide Fujita

Tokyo University of Agriculture and Technology

第 82 回全国大会講演論文集

マルチエージェントサプライチェーンにおけるブルウィップエフェクトの抑制

論文抄録製造企業はコスト削減と売上向上による利益の最大化が求められ, サプライチェーンのマネジメントが重要となっている. 特に, 競技会が開催されるなど, 競合企業を含むマルチエージェントサプライチェーンの研究が注目を集めている. また, サプライチェーンにはブルウィップという現象があり, 企業や消費者に対して様々な悪影響をもたらす. そこで, ブルウィップエフェクトを抑制する方法を提案し, 競合企業を含むサプライチェーンにおいてシミュレーション実験において効果を検討する.

Hidekazu Suzuki (鈴木 秀和)

Hidekazu Suzuki (鈴木 秀和)

Meijo University

第 82 回全国大会講演論文集

スマートミラーと生体情報を活用した iHAC Hub による IoT 機器連携システムの拡張に関する提案

論文抄録生体情報をセンシングして, 健康的な生活をサポートする IoT 機器が普及している. 本研究では生体情報を活用して IoT 機器を連携制御させることにより, ユーザの身体的・心理的状態の改善を目的としている. 本稿では異種規格の IoT 機器連携を実現する iHAC Hub (intuitive Home Appliance Control Hub) とスマートミラーを組み合わせたシステムを提案する. 従来の iHAC Hub は環境情報や機器状態に基づき自動的に制御を行うが, 提案手法ではスマートミラーに機器制御のレコメンドを行い, ユーザが判断することにより, ユーザが所望しない機器制御が行われないよう配慮する拡張を行う.

Tomoyuki Nakagawa

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Tokyo University of Science

第 82 回全国大会講演論文集

深層学習における打球予測

論文抄録近年, 各分野でデータ分析が盛んに行われている. NPB では, 昔から打者の打球傾向や, 試合状況による守備シフトがセオリーの一つとして存在する. そこで, ディープラーニングを用いて, 打球の方向, 飛距離を予測する.

Takashi NAMATAME (生田目 崇)

Takashi NAMATAME (生田目 崇)

Chuo University

第 82 回全国大会講演論文集

ツイートデータを用いた消費者コミュニティの検出および特徴把握

論文抄録近年, SNS を介したマーケティングアプローチが, 様々な分野で注目を集めいている. しかしながら, SNS 上に形成される消費者コミュニティは多様であり, 様々な構造が存在するため, 定説的なアプローチが必ずしも効果的とは言えない. 本研究では, Twitter から抽出したユーザ情報 (フォロー・フォロワー関係や投稿コンテンツ) を利用し, 特定のトピックに関する消費者コミュニティを特定する. 具体的には, フォロー・フォロワー関係に基づく共起ネットワークを作成し, これらのネットワークに対してコミュニティ検出を行う. 検出結果を用い, 各コミュニティにおける情報拡散モデルを作成し, コミュニティの特徴把握を試みる.

Hiroki MORI (森裕紀)

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Waseda University

第 82 回全国大会講演論文集

料理ロボットのための道具の選択・使用深層学習モデル-道具と食材の配置に応じた料理のよそい動作の実現

論文抄録人間が生活する中で道具使用場面は数多く, ロボットの道具使用も同様に多様なタスク遂行のために必要であると考えられるが, 環境や道具の数値モデルを一々作成するのは困難である. 本研究では, ロボットが状況に合わせて道具を選択し使用するための動作生成学習モデルを提案する. 料理を題材とし, まず道具や食材の設置背景や位置を変えてロボットを操縦し, おたまやフライ返しを使う動作をさせる. その間の体性感覚情報を深層学習で学習させ, 体性感覚を元に環境と食材の種類を知覚して適した道具を選択し, 動作生成するモデルを構築した. 未学習位置に食材を配置した際もロボットが動作生成でき, 環境に応じて行動を適応できることを示した.

Takahiro Katagiri

Takahiro Katagiri

Nagoya University

第 82 回全国大会講演論文集

外乱のある環境での分散深層学習の性能評価

論文抄録現状, 深層学習で十分な認識精度を得るためには, 大量のデータを用いた訓練処理を長時間にわたって行う必要がある. そのため学習を高速化するために, GPU クラウドなどを用いて複数の GPU に計算を分散させる分散深層学習が盛んに行われている. しかし, クラウドには様々な要因によって外乱が発生することで不均質な環境となる問題がある. そこで今回は, 分散深層学習の学習時間に外乱がもたらす影響について評価を行った.

Eita Nakamura

Eita Nakamura

Kyoto University

第 82 回全国大会講演論文集

音楽言語モデルと採譜誤りモデルに基づく歌声採譜結果の訂正

論文抄録本稿では, 歌声の自動採譜結果に含まれる誤りを訂正する手法について述べる. これまで, 音符系列の言語モデルに基づく歌声の自動採譜手法が提案されているが, 音楽的に不自然な部分が残されていた. この問題を解決するため, 歌声の音符系列の言語モデルと, 音符系列に対して挿入・削除・置換誤りが付与される採譜誤りモデルを統合することで, 誤りを含む採譜結果に対する確率モデルを定式化し, 逆問題を解くことで, 音楽的に正しい音符系列を推定する手法を提案する. 実験により, 提案手法の有効性を確かめる.

Hiroyuki Kitagawa

Hiroyuki Kitagawa

University of Tsukuba

第 82 回全国大会講演論文集

GPU を用いた 5 ノードサブグラフ数え上げの高速化

論文抄録サブグラフの数え上げはネットワーク分析の基本的な手法の一つであり, バイオインフォマティクス, ケモインフォマティクスやコンピュータサイエンスなどの様々な分野で利用されている. サブグラフの数え上げを行うアルゴリズムはいくつか提唱されているが, 既存のアルゴリズムは大規模なグラフに対して実行に多くの時間を要するという問題がある. これは特にノード数が 5 以上のサブグラフの数え上げに対してより顕著に現れる. この問題の解決法の一つとして, GPU を用いた並列処理が考えられる. そこで本研究では, GPU を用いた 5 ノードのサブグラフの数え上げの高速化を目指す.

Hiroki Matsutani

Hiroki Matsutani

Keio University

第 82 回全国大会講演論文集

低直径ネットワークトポロジのラック配置最適化

論文抄録スーパコンピュータの大規模化が進むにつれ, 通信遅延が並列アプリケーションの性能に及ぼす影響が無視できなくなっている. このため, 高次数スイッチを前提とした低遅延なネットワークトポロジの活用が注目されている. Order/Degree Problem と呼ばれる最小直径トポロジを探索するこれまでの取り組みにより, 規則性を持たない小規模グラフを複製し点対称に接続するトポロジが, 広範囲のシステム規模で最適であることが明らかになっている. こうしたクラスタ性・対称性を活用することにより, 最適化トポロジが実システム適用時に総配線延長・総コストを大幅に削減できることを示す. さらに, Slim Fly や Dragonfly などの従来の高次数・低直径トポロジとのコスト比較を行い, 任意の規模のシステムに対して最適化トポロジの実装可能性が高いことを示す.

Daisuke ISHII

Daisuke ISHII

Japan Advanced Institute of Science and Technology

第 82 回全国大会講演論文集

区間制約ソルバにおけるパラメータ化制約の導入

論文抄録区間制約ソルバは, 実数領域から制約を満たす変数値を求める制約充足問題を区間計算に基づいて求解するソフトウェアで, ロボットアームや動的システム等を制約で記述し, 解析するのに役立つ. しかし, 動的システムを記述する際に制約数が多くなり記述量が増える場合や制約の記述順が悪く, 求解時間が大きくなる場合がある. 本研究では一連の同形の制約を表すパラメータ化制約をサポートした区間制約ソルバを実現し, 効率的な求解手法を開発する. 区間制約ソルバのパーサや削減器を拡張し, パラメータ化制約を扱うことを可能にした. また, 一連の制約中から削減に有効な制約を優先的に選択する機構を実装し, 求解時間を改善した.

Takashi Takahashi / 高橋隆史

Takashi Takahashi / 高橋隆史

Ryukoku University

第 82 回全国大会講演論文集

敵対的生成ネットワークを用いた画像中の人体の教師なし姿勢変換

論文抄録人物の画像と目標とする姿勢情報から, その人物に目標姿勢をとらせた画像を生成したい. この問題へのアプローチとしては一般に, 入力画像と出力の正解とのペアを用いる教師あり学習が考えられる. しかし, このようなペアのデータを大量に収集するのは困難である. そこで本研究では, ペアのデータを必要としない, 教師なしの姿勢変換手法を提案する. 提案手法は敵対的生成ネットワークによる画像変換の手法に基づいており, その生成部は, 入力された人体画像の姿勢・背景の情報を符号化し, 再構成する. 符号を変化させることで出力の姿勢を変化させられる. 大規模データセットを用いてこの手法の定性的・定量的評価を行った結果を報告する.

Kaori Fujinami

Kaori Fujinami

Tokyo University of Agriculture and Technology

第 82 回全国大会講演論文集

要素行動の含有度合いを用いたゼロショット行動認識手法に関する研究

論文抄録行動認識の分野において多くの研究で用いられる教師あり学習は, 学習時に考慮していない未知の行動を認識することができないという問題が存在する. そのため, 未知行動を認識することを目的としたゼロショット学習の手法が多く提案されてきた. 特に意味属性と呼ばれる行動を説明する動作や姿勢状態の有無の検出を用いて未知行動の認識を行う手法は優れた結果を残してきた. しかし, この手法では認識対象にできる行動数に制限ができるという問題がある. 本研究ではこの問題を解決するために, 意味属性を二値から連続値に拡張したゼロショット分類手法の提案をする.

Takashi Yokota

Takashi Yokota

Utsunomiya University

第 82 回全国大会講演論文集

Q 学習による相互結合網制御の初期検討

論文抄録一般に相互結合網では, 過大な通信負荷がかかるとパケット間の衝突により輻輳を生じてしまう. これによるスループットとレイテンシの著しい性能低下は避けることができない. もし相互結合網へのパケットの投入を適切に抑制することにより, 輻輳の発生/成長を制御できるなら, 性能低下を防ぎ効率の良い転送が可能になると考えられる. 本論文ではこうした観点から相互結合網へのパケット投入を抑制する方式を提案する. 強化学習の 1 手法である Q 学習を用いて, 系全体のトラフィックの散らばり度合いから適切な投入タイミングを計れるよう学習させる. 一斉同期通信を仮定し, 通常性能と比較することで評価した結果を報告する.

Hidekazu Suzuki (鈴木 秀和)

Hidekazu Suzuki (鈴木 秀和)

Meijo University

第 82 回全国大会講演論文集

IoT バスロケーションシステムの実証実験に向けたクラウド型管理サーバの評価

論文抄録現在, 多くのバス事業者や地方のコミュニティバスでは, バスサービスの利便性向上を目的としてバスロケーションシステムの導入が進められている. 筆者らは, LPWA (Low Power Wide Area) を利用した低運用コストで実現可能な IoT バスロケーションシステムを提案しており, バス運行情報の生成, 蓄積, 配信を行うクラウド型バス管理サーバを開発している. 本稿では, クラウド型バス管理サーバからスマートバス停への LPWA ネットワークを用いた運行情報の配信実験および管理サーバの処理時間, スマートバス停の運行情報表示までの処理時間について性能評価を行った.

Koichi Moriyama

Koichi Moriyama

Nagoya Institute of Technology

第 82 回全国大会講演論文集

人の滞在履歴データを用いた避難計画モデルの検討

論文抄録近年, 地震などの大規模な災害が多く見られ, 避難所の割り当て方は非常に重要な課題となっている. 従来の避難計画に関する研究では, 夜間人口などを避難人口として避難計画を行ってきたが, 実際は時間帯によって滞在人数は変化することは明らかである. そこで, 本研究では, GPS 発信機などを利用して時間帯ごとの正確な滞在人数を把握することで, より現実に即した避難計画を行うことを目的とし, 避難完了時間が最も短くなるような避難所割り当ての方法を検討する. 具体的には, 線形計画法およびネットワークフローを用いた手法を適用することで, 避難完了時間を短くする避難所割り当ての方法を提案し評価する.

Shun Shiramatsu

Shun Shiramatsu

Nagoya Institute of Technology

第 82 回全国大会講演論文集

セルフケアシステムにおけるプライバシーを考慮した生活指標共有機構の試作

論文抄録発達障害者の方が生活していく上で, 自分自身の行動特性を理解して他者に説明できる 「セルフアドボカシー」 と呼ばれるスキルが重要である. これまでの支援現場では, 自分の生活指標 (生活におけるルーティン) を自覚するために, 紙のワークシートを用いたグループワークが行われてきた. 本研究では, 行動特性の自己理解を支援するセルフケアシステムを開発しているが, 個人で利用するアプリを想定しているため, 他人の生活指標を参考にできないという課題がある. そこで, 他人の生活指標を参考にできるように, プライバシーを考慮した生活指標共有機構を開発する. 被験者実験により, 生活指標共有機構の有無によって自己理解に差があるかどうかを検証する.

Shun Shiramatsu

Shun Shiramatsu

Nagoya Institute of Technology

第 82 回全国大会講演論文集

Web 議論における BERT を用いた議論進行度の定量化手法

論文抄録Web 上で何かの問題について議論をする時, 議論の行き詰まりが起こることがある. この際, 議論の進行役であるファシリテータには, 議論の状態に応じた適切な発言が求められる. 本研究では, ファシリテータを支援する為に, 議論の行き詰まりを検知したい. 議論の行き詰まりを検知するためには, 議論進行が停滞していることを検知する必要があるため, 議論がどれくらい進行しているかを 「議論進行度」 として定量化することで停滞検知を試みる. IBIS 構造という議論情報を構造化する考え方と, 汎用言語表現モデル BERT を用いて議論進行度の推定を行う. 被験者実験により,「人間が感じる」 議論進行度との相関を評価し, 手法の妥当性を検証する.