2023年度卒業研究要旨リンク集

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新田ゼミ

 

　CG キャラクターアニメーション合成によるツール紹介動画 　

福井研究室で開発しているグラフ作成ツールについて利用者にわかりやすく紹介し、より多くの学習者にツールの魅力を知ってもらうための解説動画の制作に取り組む。2021年度に、動画を見ていて飽きないようにCGキャラクターのラビー（武庫川女子大学のマスコットキャラクター）によるアニメーション合成の工夫がなされた。我々は、新たに音声合成技術によるナレーションを使用し動画を作成した。本研究の目的は、ツール紹介だけでなく、様々な項目のマニュアル解説動画を作成する予備研究としてより効率的な解説動画作成手順確立することである。そのため、(1)CG キャラクターをどのように配置合成すればいいか、(2)ナレーション音声を統一的に作成する仕組み、(3)ナレーション字幕を効果的に表示させるにはどうすればよいかを調査した。その結果、合成ナレーションによる背景なし白字幕が効果的に伝わることがわかった。

 

　音声認識による数式入力の研究　

GIGAスクール構想により、デジタル教材活用の期待が高まっている。しかし、数式のデジタル的な取り扱いは複雑である。2019年に白井詩沙香氏と福井哲夫教授による、簡単な多項式の音声での認識に成功した。しかし、入力できる数式分野を拡張する必要があり、実用のためには音声による曖昧性や認証の修正機能が必要になる。そこで本研究では、数式の音声入力機能を発展させ、音声認識のための辞書テーブルを拡張し、中学数学・高校数学 IAレベルまで扱えるようにすることができた。評価として35個のテスト数式のうち 85％の認識に成功した。

 

　タブレット端末に対応したグラフツールによる高校数学向け学習教材の開発と評価　

高校生に数学の理解を深めてもらい、グラフを読み解く能力の向上を目的としたグラフ作成ツールを使った高校数学向け学習教材を提案した。その学習教材ではグラフ計算問題を手で求めるだけでなく、答えの式からグラフを作成して本当に自分の答えが合っているかを確認することで、より学びが深まると期待している。評価のため、グラフ作成ツールの効果を感じることができているかを本学附属高校の生徒62名にタブレット端末を使って実践し調査した。その結果、約８０％の生徒が座学と比べて本ツールを使った学習の方が楽しく・理解しやすいと感じることがわかった。

 

　3DCG による数学アート　

近年、数学に苦手意識がある人が増えている。中でも苦手になる要因の一つとして「数式の実用性が分からず勉強する意味が見いだせない」というものがある。本研究では、そのような生徒たちに数学の楽しさを知ってもらうための教育的サンプルとして、JavaScriptを利用した3D数学アートの制作に取り組んだ。三角関数を用いて曼荼羅や鞠といった現実世界では作成に手間がかかるアートも、数学を用いれば簡単に作成することが出来る。このことにより、私たちのアートから数学の可能性を感じてもらいたい。

 

　JavaScript による 3D プリンターのためのオブジェクトデータ自動生成 　

JavaScriptを使用して作成した3Dプログラムの立体図形を3Dプリンターで印刷できる仕組みを確立する。授業では3Dプログラムの立体図形を画面上で作成したが、データだけで終わってしまい物足りなさを感じた。3Dプログラムを実物として具体化することができれば、達成感が高まり便利ではないかと考えた。3Dプリンターで印刷するためには作成した 3DプログラムをJavaScriptからOBJ形式に変換する必要がある。我々は変換方法を調査し、誰でも簡単に印刷を可能にする変換プログラムを開発した。これにより、Three.jsで作成した３次元曲面の図形の印刷に成功した。

 

　武庫女生のための情報管理ツール Mukopad6 　

武庫川女子大学のHPは情報が多すぎるため、見たい情報にすぐに辿り着けないこと、時間割管理が不便なこと、また、学院のシステムでは最終学年以外の学生は取得済み単位数の確認が難しいという問題があった。それを受けて池田梨子、戸田萌黄氏によって、平成25年度卒業研究「武庫女生のための便利情報携帯アプリ『Mukopad』」が開発された。平成24年度には、多田安里氏、富岡知美氏によってMUSESから取得済み単位数を自動計算できる『Web上で使える単位計算ツール』が開発された。本研究では、武庫女生にとってニーズの高い情報を集約し、スマートフォンで携帯できるようにすること、操作方法をわかりやすくし、最新の時間割に対応して、単位計算機能も追加し、改良を行なった。