JP2018147279A - 協調学習におけるユーザの思考過程を計測するプログラム、装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】協調学習におけるユーザの思考過程を計測するプログラム、装置及び方法を提供する。【解決手段】グループ内における各ユーザの時系列の発話文から、各ユーザの思考過程を推定する思考過程計測装置は、「確信」と思考した際に発話されるであろう第１のキーワードの群と、「疑問」と思考した際に発話されるであろう第２のキーワードの群とを登録したキーワード登録手段と、発話文テキスト毎に、第１のキーワードを含む場合に確信フラグを付与し、第２のキーワードを含む場合に疑問フラグを付与して分類する発話分類手段と、ユーザ毎に、時系列に並ぶ確信フラグと疑問フラグとの繰り返しに基づく思考過程を計測する思考過程計測手段とを有する。【選択図】図２
Description
本発明は、複数のユーザ同士で議論する協調学習の中で、ユーザの理解度を計測する技術に関する。
従来、認知科学を基盤とした学習理論を構築し、その理論に基づく実践的なシステムによって、質の高い学習効果を導出しようとする「学習科学」がある。
教育現場では、２１世紀型教育スキル（問題解決力、コミュニケーション力、思考力）として、批評的思考力や課題解決力を養成することが１つの重要目標となっている。この目標達成のために、学習科学を利用しようと考えられている。
学習科学によれば、知識を一方的に提供する従来の講義形式ではなく、数人でグループを構成した「協調学習」が有効であると期待されている。「協調学習」とは、複数のユーザ同士が議論することによって、ユーザ自ら及びグループ全体としての理解を深めることができる（例えば非特許文献１参照）。近年、小学校から大学のような様々な授業の中でも、この協調学習を取り入れるケースが増えてきている。
教育現場では、２１世紀型教育スキル（問題解決力、コミュニケーション力、思考力）として、批評的思考力や課題解決力を養成することが１つの重要目標となっている。この目標達成のために、学習科学を利用しようと考えられている。
学習科学によれば、知識を一方的に提供する従来の講義形式ではなく、数人でグループを構成した「協調学習」が有効であると期待されている。「協調学習」とは、複数のユーザ同士が議論することによって、ユーザ自ら及びグループ全体としての理解を深めることができる（例えば非特許文献１参照）。近年、小学校から大学のような様々な授業の中でも、この協調学習を取り入れるケースが増えてきている。
協調学習は、各ユーザが他のユーザとの議論の中で、多様な理解が統合され、自分なりに納得することによって、思考を深めようとするものである。即ち、ユーザ毎に、何かを理解していくときのプロセスは多様であって、同じ事実に対してもその捉え方はかなり異なる。この違いを生かして議論することによって、各ユーザが自分なりの理解を深め、学習成果の適用範囲を広めることができる。
協調学習が起きやすい環境を作り出す授業デザインの枠組として、「知識構成型ジグソー法」が提案されている。これは、１人のユーザでは充分な答えが出ない課題に対して、各ユーザに「異なる視点からの考え」を持たせた上で、ユーザ同士に議論をさせるものである。
「東京大学 大学発教育支援コンソーシアム推進機構」、[online]、［平成２９年２月１日検索］、インターネット＜URL:http://coref.u-tokyo.ac.jp/＞
実際、教育・管理すべき立場にある教官が、複数のユーザからなるグループ内の議論の進捗過程を把握することは重要となる。
しかしながら、複数のグループに対して、１人の教官が直接的に、その議論の進捗過程を観察することまではできない。結果的に、教官は、各グループからの最終的なアウトプットのみで、議論の進捗過程を判断するしかない。
しかしながら、複数のグループに対して、１人の教官が直接的に、その議論の進捗過程を観察することまではできない。結果的に、教官は、各グループからの最終的なアウトプットのみで、議論の進捗過程を判断するしかない。
これに対し、本願の発明者は、協調学習の教育現場について、グループ内の各ユーザの思考過程を定量化することはできないか、と考えた。常に変化している各ユーザの思考過程を定量化することができれば、教官は、その数値を参考にして、各グループの議論の進捗過程を把握することができる。これは、学習環境の改善や、教官の負担軽減にもつながる。
そこで、本発明は、協調学習におけるユーザの思考過程を計測するプログラム、装置及び方法を提供することを目的とする。
本発明によれば、グループ内における各ユーザの時系列の発話文から、各ユーザの思考過程を推定する装置に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムであって、
「確信」と思考した際に発話されるであろう第１のキーワードの群と、「疑問」と思考した際に発話されるであろう第２のキーワードの群とを登録したキーワード登録手段と、
発話文テキスト毎に、第１のキーワードを含む場合に確信フラグを付与し、第２のキーワードを含む場合に疑問フラグを付与して分類する発話分類手段と、
ユーザ毎に、時系列に並ぶ確信フラグと疑問フラグとの繰り返しに基づく思考過程を計測する思考過程計測手段と
してコンピュータを機能させることを特徴とする。
「確信」と思考した際に発話されるであろう第１のキーワードの群と、「疑問」と思考した際に発話されるであろう第２のキーワードの群とを登録したキーワード登録手段と、
発話文テキスト毎に、第１のキーワードを含む場合に確信フラグを付与し、第２のキーワードを含む場合に疑問フラグを付与して分類する発話分類手段と、
ユーザ毎に、時系列に並ぶ確信フラグと疑問フラグとの繰り返しに基づく思考過程を計測する思考過程計測手段と
してコンピュータを機能させることを特徴とする。
本発明のプログラムにおける他の実施形態によれば、
グループ内の発話を録音した音声データから、ユーザ毎に発話文単位の発話データを抽出する発話抽出手段と、
発話データ毎に、発話文テキストに変換する音声認識手段と
して更にコンピュータを機能させることも好ましい。
グループ内の発話を録音した音声データから、ユーザ毎に発話文単位の発話データを抽出する発話抽出手段と、
発話データ毎に、発話文テキストに変換する音声認識手段と
して更にコンピュータを機能させることも好ましい。
本発明のプログラムにおける他の実施形態によれば、
思考過程計測手段は、ユーザ毎に、時系列に並ぶ確信フラグと疑問フラグとが繰り返された回数を、「思考反すう度」として計数する
ようにコンピュータを機能させることも好ましい。
思考過程計測手段は、ユーザ毎に、時系列に並ぶ確信フラグと疑問フラグとが繰り返された回数を、「思考反すう度」として計数する
ようにコンピュータを機能させることも好ましい。
本発明のプログラムにおける他の実施形態によれば、
思考過程計測手段は、
第１のユーザについて思考反すう度が計数された、確信フラグと疑問フラグとが繰り返された時間内に、又は、疑問フラグが付与される以前の所定時間内に、第２のユーザの確信フラグ（又は疑問フラグ）の発話文がある場合、当該ユーザの「他律型思考反すう度」として更に計数する
ように更にコンピュータを機能させることも好ましい。
思考過程計測手段は、
第１のユーザについて思考反すう度が計数された、確信フラグと疑問フラグとが繰り返された時間内に、又は、疑問フラグが付与される以前の所定時間内に、第２のユーザの確信フラグ（又は疑問フラグ）の発話文がある場合、当該ユーザの「他律型思考反すう度」として更に計数する
ように更にコンピュータを機能させることも好ましい。
本発明のプログラムにおける他の実施形態によれば、
思考過程計測手段は、
各ユーザにおける無発話時間を計測しており、
第１のユーザにおける他律型思考反すう度の計数に影響した第２のユーザが、所定無発話時間以上も発話していなかった場合、当該第２のユーザにおける「思考反すう度」を更に増分する
ようにコンピュータを機能させることも好ましい。
思考過程計測手段は、
各ユーザにおける無発話時間を計測しており、
第１のユーザにおける他律型思考反すう度の計数に影響した第２のユーザが、所定無発話時間以上も発話していなかった場合、当該第２のユーザにおける「思考反すう度」を更に増分する
ようにコンピュータを機能させることも好ましい。
本発明のプログラムにおける他の実施形態によれば、
キーワード登録手段は、
確信フラグとして、「同定」「提案」「確認」それぞれの第１のキーワードの群を登録し、
疑問フラグとして、「探索」「批判」「質問」それぞれの第２のキーワードの群を登録する
ように更にコンピュータを機能させることも好ましい。
キーワード登録手段は、
確信フラグとして、「同定」「提案」「確認」それぞれの第１のキーワードの群を登録し、
疑問フラグとして、「探索」「批判」「質問」それぞれの第２のキーワードの群を登録する
ように更にコンピュータを機能させることも好ましい。
本発明のプログラムにおける他の実施形態によれば、
グループ内の全てのユーザの発話文を時系列に並べ、所定経過時間毎にスライドさせるタイムウィンドウを充てて、当該タイムウィンドウ毎に、グループ内の所定数以上のユーザに付与されたフラグ（確信フラグ又は疑問フラグ）が一致した回数を、「グループ評価度」として計数するグル−プ評価度計測手段と
して更にコンピュータを機能させることも好ましい。
グループ内の全てのユーザの発話文を時系列に並べ、所定経過時間毎にスライドさせるタイムウィンドウを充てて、当該タイムウィンドウ毎に、グループ内の所定数以上のユーザに付与されたフラグ（確信フラグ又は疑問フラグ）が一致した回数を、「グループ評価度」として計数するグル−プ評価度計測手段と
して更にコンピュータを機能させることも好ましい。
本発明のプログラムにおける他の実施形態によれば、
グループ評価度計測手段は、
各ユーザにおける無発話時間を計測しており、
所定無発話時間以上も発話していないユーザからの発話によって、当該タイムウィンドウ内で、グループ内の全てのユーザに付与されたフラグが一致した場合、グループ評価度を更に増分する
ようにコンピュータを機能させることも好ましい。
グループ評価度計測手段は、
各ユーザにおける無発話時間を計測しており、
所定無発話時間以上も発話していないユーザからの発話によって、当該タイムウィンドウ内で、グループ内の全てのユーザに付与されたフラグが一致した場合、グループ評価度を更に増分する
ようにコンピュータを機能させることも好ましい。
本発明のプログラムにおける他の実施形態によれば、
グループ評価度計測手段は、タイムウィンドウ内で、グループ内の所定数以上のユーザが共起的に発話した同一の語彙の数を計数し、当該語彙の数が所定数以上である場合、グループ評価度を更に増分する
ようにコンピュータを機能させることも好ましい。
グループ評価度計測手段は、タイムウィンドウ内で、グループ内の所定数以上のユーザが共起的に発話した同一の語彙の数を計数し、当該語彙の数が所定数以上である場合、グループ評価度を更に増分する
ようにコンピュータを機能させることも好ましい。
本発明のプログラムにおける他の実施形態によれば、
語彙は、予め設定された１つ以上の単語である
ようにコンピュータを機能させることも好ましい。
語彙は、予め設定された１つ以上の単語である
ようにコンピュータを機能させることも好ましい。
本発明のプログラムにおける他の実施形態によれば、
グループ評価度計測手段は、グループ毎に、時系列に並ぶ確信フラグと疑問フラグとが繰り返された回数を、「グループ思考反すう度」として計数する
ようにコンピュータを機能させることも好ましい。
グループ評価度計測手段は、グループ毎に、時系列に並ぶ確信フラグと疑問フラグとが繰り返された回数を、「グループ思考反すう度」として計数する
ようにコンピュータを機能させることも好ましい。
本発明によれば、グループ内における各ユーザの時系列の発話文から、各ユーザの思考過程を推定する思考過程計測装置であって、
「確信」と思考した際に発話されるであろう第１のキーワードの群と、「疑問」と思考した際に発話されるであろう第２のキーワードの群とを登録したキーワード登録手段と、
発話文テキスト毎に、第１のキーワードを含む場合に確信フラグを付与し、第２のキーワードを含む場合に疑問フラグを付与して分類する発話分類手段と、
ユーザ毎に、時系列に並ぶ確信フラグと疑問フラグとの繰り返しに基づく思考過程を計測する思考過程計測手段と
を有することを特徴とする。
「確信」と思考した際に発話されるであろう第１のキーワードの群と、「疑問」と思考した際に発話されるであろう第２のキーワードの群とを登録したキーワード登録手段と、
発話文テキスト毎に、第１のキーワードを含む場合に確信フラグを付与し、第２のキーワードを含む場合に疑問フラグを付与して分類する発話分類手段と、
ユーザ毎に、時系列に並ぶ確信フラグと疑問フラグとの繰り返しに基づく思考過程を計測する思考過程計測手段と
を有することを特徴とする。
本発明によれば、グループ内における各ユーザの時系列の発話文から、各ユーザの思考過程を推定する装置の思考過程計測方法であって、
装置は、「確信」と思考した際に発話されるであろう第１のキーワードの群と、「疑問」と思考した際に発話されるであろう第２のキーワードの群とを登録したキーワード登録部を有し、
装置は、
発話文テキスト毎に、第１のキーワードを含む場合に確信フラグを付与し、第２のキーワードを含む場合に疑問フラグを付与して分類する第１のステップと、
ユーザ毎に、時系列に並ぶ確信フラグと疑問フラグとの繰り返しに基づく思考過程を計測する第２のステップと
を実行することを特徴とする。
装置は、「確信」と思考した際に発話されるであろう第１のキーワードの群と、「疑問」と思考した際に発話されるであろう第２のキーワードの群とを登録したキーワード登録部を有し、
装置は、
発話文テキスト毎に、第１のキーワードを含む場合に確信フラグを付与し、第２のキーワードを含む場合に疑問フラグを付与して分類する第１のステップと、
ユーザ毎に、時系列に並ぶ確信フラグと疑問フラグとの繰り返しに基づく思考過程を計測する第２のステップと
を実行することを特徴とする。
本発明のプログラム、装置及び方法によれば、協調学習におけるユーザの思考過程を計測することができる。
以下では、本発明の実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明におけるシステム構成図である。
図１によれば、複数のユーザ（メンバ）を含むグル−プが複数構成されている。グループ内では、ユーザ同士で発声した発話によって議論している。その音声データは、マイクで収集され、ネットワークを介して音声データベースに蓄積される。
ユーザ毎にマイクが取り付けられ、そのユーザのみが発話した音声データが収集されるものであってもよい。その場合、その音声データにグループＩＤ及びユーザＩＤを対応付けて、音声データベースへ送信される。マイクは、具体的には、近接マイク、声帯マイク、咽頭マイクや、指向性マイクが用いられる。
また、グループ毎に１つのマイクが設置され、複数のユーザが発話した音声データが収集されるものであってもよい。その場合、その音声データにグループＩＤを対応付けて、音声データベースに送信される。但し、グループとして収集した音声データからは、音声認識によって各ユーザの音声データを区別する必要がある。マイクは、具体的には、無指向性マイクが用いられる。
特に、テレビ会議システムの場合、ユーザ毎に発話された音声データは、音声データベースによって収集しやすい。
特に、テレビ会議システムの場合、ユーザ毎に発話された音声データは、音声データベースによって収集しやすい。
図２は、本発明における思考過程計測装置の機能構成図である。
本発明の思考過程計測装置は、グループ内における各ユーザの時系列の発話文から、各ユーザの思考過程を推定する。複数のユーザが、共有された「問い」に対して異なる視点から議論することによって、「解」の導出を試みる。このような対話過程では、「分かる役」と「分からない役」との役割交代が自然におきる。この役割交代の頻度が高いほど、活発な議論となり、協調学習としての学習効果が高まることとなる。
図２によれば、思考過程計測装置１は、発話抽出部１０１と、音声認識部１０２と、発話記憶部１０３と、キーワード登録部１０と、発話分類部１１と、思考過程計測部１２と、グループ評価度計測部１３とを有する。これら機能構成部は、思考過程計測装置１に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムを実行することによって実現される。また、これら機能構成部の処理の流れは、思考過程計測方法としても理解できる。
図２について、思考過程計測装置１は、通信インタフェースを介して、音声データベースから音声データを受信する。勿論、ネットワーク上に音声データベースを設置することなく、本発明の思考過程計測装置１自体が、音声データベースを内在するものであってもよい。
［発話抽出部１０１］
発話抽出部１０１は、グループ内の発話を録音した音声データから、ユーザ毎に発話文単位の発話データを抽出する。ここで、「発話文単位」とは、話者が一息でしゃべったところまでの音声データを意味する。但し、所定時間（例えば２秒以上）の沈黙があった場合にも、音声データを区切る。即ち、発話文としての音声データは、せいぜい単文となる。
発話抽出部１０１は、グループ内の発話を録音した音声データから、ユーザ毎に発話文単位の発話データを抽出する。ここで、「発話文単位」とは、話者が一息でしゃべったところまでの音声データを意味する。但し、所定時間（例えば２秒以上）の沈黙があった場合にも、音声データを区切る。即ち、発話文としての音声データは、せいぜい単文となる。
［音声認識部１０２］
音声認識部１０２は、発話データ毎に、発話文テキストに変換する。音声認識処理は、既存の技術によって実現され、例えばオープンソースの高性能な汎用大語彙連続音声認識エンジンとしてJulius（登録商標）がある。具体的には、推定対象のグループ内で用いられる話し言葉に適した言語モデルと、当該グループの音響環境に応じた音響モデルとを設定し、音声に最も近似した語彙を推定してテキストに変換する。
音声認識部１０２は、発話データ毎に、発話文テキストに変換する。音声認識処理は、既存の技術によって実現され、例えばオープンソースの高性能な汎用大語彙連続音声認識エンジンとしてJulius（登録商標）がある。具体的には、推定対象のグループ内で用いられる話し言葉に適した言語モデルと、当該グループの音響環境に応じた音響モデルとを設定し、音声に最も近似した語彙を推定してテキストに変換する。
また、グループ全体で録音された音声データから抽出した発話データ毎に、ユーザの発声を話者認識し、ユーザＩＤを付与することも好ましい。話者認識とは、人間の声から個人を認識する処理をいい、ユーザ毎の発声から抽出した音響的特徴をモデル化し、そのモデルを用いて話者を識別する。
これによって、発話データ毎に、グループＩＤ及びユーザＩＤを付与することができる。
これによって、発話データ毎に、グループＩＤ及びユーザＩＤを付与することができる。
更に、音声認識によって抽出された発話文テキストは、形態素解析によって形態素に区分される。形態素解析とは、文法及び単語辞書を情報源として用いて、自然言語で書かれた文を言語として意味を持つ最小単位である形態素(Morpheme)に分割する技術をいう。形態素解析では、分割された形態素毎に、品詞も検出することができる。
音声認識部１０２は、グループＩＤ及びユーザＩＤが付与された発話文テキストを、形態素に区分し、それらを時系列に発話記憶部１０３へ出力する。
音声認識部１０２は、グループＩＤ及びユーザＩＤが付与された発話文テキストを、形態素に区分し、それらを時系列に発話記憶部１０３へ出力する。
［発話記憶部１０３］
発話記憶部１０３は、発話文テキストから検出された形態素を、発話分類部１１によって分類するために、一時的に記憶したものである。
発話記憶部１０３は、発話文テキストから検出された形態素を、発話分類部１１によって分類するために、一時的に記憶したものである。
図３は、発話記憶部に一時的に記憶された発話文テキストを表す説明図である。
図３によれば、授業ＩＤ及びグループＩＤによって特定されるグループについて、「ユーザＩＤ」「時刻」「発話文テキスト（形態素区分）」を対応付けて、時系列に記憶されている。ここでは、グループ内のユーザ同士で、「水滴と湯気と水蒸気との関係」について議論している。
（ユーザID）（時刻）（発話文テキスト）
001 0:03 水滴/は/見え/る
001 0:10 湯気/も/見える/よね
001 0:15 湯気/の/粒/の/集まり/が/水滴/と思う
002 0:30 水蒸気/は/見えない/と/かいてある
001 0:55 そう/よね
002 1:03 水蒸気/が/集まった/ら/湯気/ってこと
001 1:10 水蒸気/は/湯気/の/1個/1個/だから/見えない/ってこと
002 1:15 わからない
003 1:30 湯気/は/水蒸気/が/冷や/された/水滴/なんよ
002 2:01 湯気/は/水滴/だから/見え/る
001 2:09 水蒸気/は/水滴/でない/から/見え/ない
（ユーザID）（時刻）（発話文テキスト）
001 0:03 水滴/は/見え/る
001 0:10 湯気/も/見える/よね
001 0:15 湯気/の/粒/の/集まり/が/水滴/と思う
002 0:30 水蒸気/は/見えない/と/かいてある
001 0:55 そう/よね
002 1:03 水蒸気/が/集まった/ら/湯気/ってこと
001 1:10 水蒸気/は/湯気/の/1個/1個/だから/見えない/ってこと
002 1:15 わからない
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002 2:01 湯気/は/水滴/だから/見え/る
001 2:09 水蒸気/は/水滴/でない/から/見え/ない
ここまで、発話抽出部１０１と音声認識部１０２と発話記憶部１０３とについて説明した。但し、本発明によれば、必ずしも、ユーザが発声した音声としての発話に限定するものではない。あくまで、発話文テキストに変換できるものであれば、メディアの形式を問わない。例えばチャットメッセージであってもよい。即ち、ユーザ自身が発信するテキスト化可能なメディアであればよい。
［キーワード登録部１０］
キーワード登録部１０は、以下のように、第１のキーワードの群と、第２のキーワードの群とを登録する。
第１のキーワードの群：「確信」と思考した際に発話されるであろうキーワード
第２のキーワードの群：「疑問」と思考した際に発話されるであろうキーワード
キーワード登録部１０は、以下のように、第１のキーワードの群と、第２のキーワードの群とを登録する。
第１のキーワードの群：「確信」と思考した際に発話されるであろうキーワード
第２のキーワードの群：「疑問」と思考した際に発話されるであろうキーワード
図４は、本発明におけるキーワード登録部に登録されたキーワードを表すテーブルである。
図４によれば、「確信」と「疑問」とが、更に区分された上で、キーワードの群が登録されている。
「確信」（分かる）に対して、「同定」「提案」「確認」それぞれの第１のキーワードの群が登録されている。
「疑問」（分からない）に対して、「探索」「批判」「質問」それぞれの第２のキーワードの群が登録されている。
「確信」（分かる）に対して、「同定」「提案」「確認」それぞれの第１のキーワードの群が登録されている。
「疑問」（分からない）に対して、「探索」「批判」「質問」それぞれの第２のキーワードの群が登録されている。
＜確信（分かる）＞
「同定」：自ら推論しなくても自明である事実を述べる表現
例示「いる」「る」「ない」
「提案」：課題に対する自分の考えを述べる表現
例示「と思う」「なんよ」「かいてある」
「確認」：他者の発話に同意を示したり、繰り返したりして受容する表現
例示「よね」「いいね」「そうだね」
＜疑問（分からない）＞
「探索」：分からないけど不理解を示す表現、自問する表現
例示「わからない」「かんがえる」「むり」
「批判」：〜がおかしい、違うなど、特定の問題点を指摘する表現
例示「ちがう」「おかしい」「あってない」
「質問」：他者に対して説明を求める表現、他者の発話に対して疑問を示す表現
例示「ってこと」「おしえて」「どうして」
このように、キーワードとしては、文末の述語が登録される場合が多い。
「同定」：自ら推論しなくても自明である事実を述べる表現
例示「いる」「る」「ない」
「提案」：課題に対する自分の考えを述べる表現
例示「と思う」「なんよ」「かいてある」
「確認」：他者の発話に同意を示したり、繰り返したりして受容する表現
例示「よね」「いいね」「そうだね」
＜疑問（分からない）＞
「探索」：分からないけど不理解を示す表現、自問する表現
例示「わからない」「かんがえる」「むり」
「批判」：〜がおかしい、違うなど、特定の問題点を指摘する表現
例示「ちがう」「おかしい」「あってない」
「質問」：他者に対して説明を求める表現、他者の発話に対して疑問を示す表現
例示「ってこと」「おしえて」「どうして」
このように、キーワードとしては、文末の述語が登録される場合が多い。
［発話分類部１１］
発話分類部１１は、発話文テキスト毎に、
第１のキーワードを含む場合に「確信フラグ」を付与し、
第２のキーワードを含む場合に「疑問フラグ」を付与し
て分類する。
発話分類部１１は、発話文テキスト毎に、
第１のキーワードを含む場合に「確信フラグ」を付与し、
第２のキーワードを含む場合に「疑問フラグ」を付与し
て分類する。
図５は、本発明によって発話文テキストに付与されたフラグを表すテーブルである。
（発話文テキスト）
水滴/は/見え「る」 ->［確信（同定）］
湯気/も/見える「よね」 ->［確信（確認）］
湯気/の/粒/の/集まり/が/水滴「と思う」 ->［確信（提案）］
水蒸気/は/見えない/と「かいてある」 ->［確信（提案）］
そう「よね」 ->［確信（確認）］
水蒸気/が/集まった/ら/湯気「ってこと」 ->［疑問（質問）］
水蒸気/は/湯気/の/1個/1個/だから/見えない「ってこと」->［疑問（質問）］
「わからない」 ->［疑問（探索）］
湯気/は/水蒸気/が/冷や/された/水滴「なんよ」 ->［確信（提案）］
湯気/は/水滴/だから/見え「る」 ->［確信（同定）］
水蒸気/は/水滴/でない/から/見え「ない」 ->［確信（同定）］
このように、「確信フラグ」「疑問フラグ」のフラグは、文末の述語によって判定される場合が多い。
水滴/は/見え「る」 ->［確信（同定）］
湯気/も/見える「よね」 ->［確信（確認）］
湯気/の/粒/の/集まり/が/水滴「と思う」 ->［確信（提案）］
水蒸気/は/見えない/と「かいてある」 ->［確信（提案）］
そう「よね」 ->［確信（確認）］
水蒸気/が/集まった/ら/湯気「ってこと」 ->［疑問（質問）］
水蒸気/は/湯気/の/1個/1個/だから/見えない「ってこと」->［疑問（質問）］
「わからない」 ->［疑問（探索）］
湯気/は/水蒸気/が/冷や/された/水滴「なんよ」 ->［確信（提案）］
湯気/は/水滴/だから/見え「る」 ->［確信（同定）］
水蒸気/は/水滴/でない/から/見え「ない」 ->［確信（同定）］
このように、「確信フラグ」「疑問フラグ」のフラグは、文末の述語によって判定される場合が多い。
［思考過程計測部１２］
思考過程計測部１２は、ユーザ毎に、時系列に並ぶ確信フラグと疑問フラグとの繰り返しに基づく思考過程を計測する。
ここで、思考過程計測部１２は、思考過程を定量化するために、ユーザ毎に、時系列に並ぶ確信フラグと疑問フラグとが繰り返された回数を、「思考反すう度」として計数する。
思考過程計測部１２は、ユーザ毎に、時系列に並ぶ確信フラグと疑問フラグとの繰り返しに基づく思考過程を計測する。
ここで、思考過程計測部１２は、思考過程を定量化するために、ユーザ毎に、時系列に並ぶ確信フラグと疑問フラグとが繰り返された回数を、「思考反すう度」として計数する。
図６は、本発明における思考反すうを表す説明図である。
図６によれば、例えばユーザID001について、時系列に発話文テキストを並べて、「確信フラグ」及び「疑問フラグ」の変移を表している。
（発話文テキスト）
水滴/は/見え「る」 ->［確信（同定）］
湯気/も/見える「よね」 ->［確信（確認）］
湯気/の/粒/の/集まり/が/水滴「と思う」 ->［確信（提案）］
そう「よね」 ->［確信（確認）］
水蒸気/は/湯気/の/1個/1個/だから/見えない「ってこと」->［疑問（質問）］
水蒸気/は/水滴/でない/から/見え「ない」 ->［確信（同定）］
（発話文テキスト）
水滴/は/見え「る」 ->［確信（同定）］
湯気/も/見える「よね」 ->［確信（確認）］
湯気/の/粒/の/集まり/が/水滴「と思う」 ->［確信（提案）］
そう「よね」 ->［確信（確認）］
水蒸気/は/湯気/の/1個/1個/だから/見えない「ってこと」->［疑問（質問）］
水蒸気/は/水滴/でない/から/見え「ない」 ->［確信（同定）］
ここで、［確信（確認）］->［疑問（質問）］->［確信（同定）］と、１回だけ、繰り返されている。このとき、思考反すう度＝＋１とする。
図７は、本発明における思考反すうの繰り返しを表す説明図である。
図７（ａ）によれば、グループID7におけるユーザID001は、思考反すう度＝１６回、繰り返したことがわかる。
図７（ｂ）によれば、グループID7におけるユーザID002は、思考反すう度＝１０回、繰り返したことがわかる。
このように、ユーザ毎に、思考反すう度を計数することによって、自問自答を繰り返しながら理解しようとする思考過程を計測することができる。
図７（ｂ）によれば、グループID7におけるユーザID002は、思考反すう度＝１０回、繰り返したことがわかる。
このように、ユーザ毎に、思考反すう度を計数することによって、自問自答を繰り返しながら理解しようとする思考過程を計測することができる。
＜他律型思考反すう度＞
思考過程計測部１２は、ユーザの「他律型思考反すう度」を更に計数するものであってもよい。
「他律型思考反すう度」とは、第１のユーザについて思考反すう度が計数された際に、第２のユーザの確信フラグ（又は疑問フラグ）の発話文がある場合に、１回として計数する。そのために、以下のような関係となる。
他律型思考反すう度 ≦ 思考反すう度
例えば、他者となる第２のユーザからの発話によって、第１のユーザについて思考反すう度が１回計数された場合、「他律型思考反すう度」としても１回計数する。協調学習の中では、他人の発話によって自らの思考が変化することこそ、最も学習効果が得られるものだからである。
思考過程計測部１２は、ユーザの「他律型思考反すう度」を更に計数するものであってもよい。
「他律型思考反すう度」とは、第１のユーザについて思考反すう度が計数された際に、第２のユーザの確信フラグ（又は疑問フラグ）の発話文がある場合に、１回として計数する。そのために、以下のような関係となる。
他律型思考反すう度 ≦ 思考反すう度
例えば、他者となる第２のユーザからの発話によって、第１のユーザについて思考反すう度が１回計数された場合、「他律型思考反すう度」としても１回計数する。協調学習の中では、他人の発話によって自らの思考が変化することこそ、最も学習効果が得られるものだからである。
ここで、「他律型思考反すう」と判断する実施形態として、例えば以下の２つがある。
（実施形態１）「確信フラグと疑問フラグとが繰り返された時間内」
第１のユーザについて「確信フラグと疑問フラグとが繰り返された時間内」に、第２のユーザの確信フラグ（又は疑問フラグ）の発話文がある場合に、他律型思考反すう度１回と判断する。
（実施形態１）「確信フラグと疑問フラグとが繰り返された時間内」
第１のユーザについて「確信フラグと疑問フラグとが繰り返された時間内」に、第２のユーザの確信フラグ（又は疑問フラグ）の発話文がある場合に、他律型思考反すう度１回と判断する。
図８は、本発明における他律型思考反すうを表す説明図である。
図８によれば、ユーザID002について、確信フラグ->疑問フラグ->疑問フラグ->確信フラグと変移し、思考反すう度＝１回が計数されている。
002 水蒸気/は/見えない/と「かいてある」 ->［確信（提案）］
002 水蒸気/が/集まった/ら/湯気「ってこと」 ->［疑問（質問）］
002 「わからない」 ->［疑問（探索）］
（003 湯気/は/水蒸気/が/冷や/された/水滴「なんよ」 ->［確信（提案）］）
002 湯気/は/水滴/だから/見え「る」 ->［確信（同定）］
ここで、ユーザID002は、１回の思考反すうの間で、疑問フラグ->確信フラグへ変移する際に、ユーザID003の発話によって変移している。例えばユーザID003が、ユーザID002の疑問に対して、その理解に影響を与える発話をしたと推定できる。この場合、ユーザID002について、「他律型思考反すう度」としても１回計数する。
002 水蒸気/は/見えない/と「かいてある」 ->［確信（提案）］
002 水蒸気/が/集まった/ら/湯気「ってこと」 ->［疑問（質問）］
002 「わからない」 ->［疑問（探索）］
（003 湯気/は/水蒸気/が/冷や/された/水滴「なんよ」 ->［確信（提案）］）
002 湯気/は/水滴/だから/見え「る」 ->［確信（同定）］
ここで、ユーザID002は、１回の思考反すうの間で、疑問フラグ->確信フラグへ変移する際に、ユーザID003の発話によって変移している。例えばユーザID003が、ユーザID002の疑問に対して、その理解に影響を与える発話をしたと推定できる。この場合、ユーザID002について、「他律型思考反すう度」としても１回計数する。
（実施形態２）「疑問フラグが付与される以前の所定時間内」
第１のユーザが疑問フラグへ変移した時、その所定時間前に、第２のユーザの確信フラグ（又は疑問フラグ）の発話文がある場合に、他律型思考反すう度１回と判断する。即ち、第２のユーザの発話によって、第１のユーザが「疑問」となる発話をする場合も想定されるためである。
第１のユーザが疑問フラグへ変移した時、その所定時間前に、第２のユーザの確信フラグ（又は疑問フラグ）の発話文がある場合に、他律型思考反すう度１回と判断する。即ち、第２のユーザの発話によって、第１のユーザが「疑問」となる発話をする場合も想定されるためである。
＜思考反すう度の増分＞
思考過程計測部１２は、各ユーザにおける無発話時間を計測している。
ここで、第１のユーザにおける他律型思考反すう度の計数に影響した第２のユーザが、所定無発話時間（例えば２分）以上も発話していなかった場合、当該第２のユーザにおける「思考反すう度」を更に増分する。
図８によれば、例えば、普段は沈黙しているユーザID003が、急に鋭い指摘となる発話をすることによって、他者となるユーザID002について思考反すう度が１回計数された場合、「思考反すう度」を更に１回増分する。ユーザID002は、ユーザID003の発話の影響を大きく受けた可能性が高い。協調学習の中では、他人の発話によって自らの思考が変化することこそ、最も学習効果が得られるものだからである。
思考過程計測部１２は、各ユーザにおける無発話時間を計測している。
ここで、第１のユーザにおける他律型思考反すう度の計数に影響した第２のユーザが、所定無発話時間（例えば２分）以上も発話していなかった場合、当該第２のユーザにおける「思考反すう度」を更に増分する。
図８によれば、例えば、普段は沈黙しているユーザID003が、急に鋭い指摘となる発話をすることによって、他者となるユーザID002について思考反すう度が１回計数された場合、「思考反すう度」を更に１回増分する。ユーザID002は、ユーザID003の発話の影響を大きく受けた可能性が高い。協調学習の中では、他人の発話によって自らの思考が変化することこそ、最も学習効果が得られるものだからである。
［グループ評価度計測部１３］
グループ評価度計測部１３は、「グループ評価度」を更に計数する。
グループ評価度とは、グループ内の全てのユーザの発話文を時系列に並べ、所定経過時間毎にスライドさせるタイムウィンドウを充てて、当該タイムウィンドウ毎に、グループ内の所定数以上のユーザに付与されたフラグ（確信フラグ又は疑問フラグ）が一致した回数を意味する。所定数とは、グループ内の全ユーザ数であってもよいし、それよりも少ないユーザ数であってもよい。
グループ全員の思考が一致したということは、協調学習における最も重要な学習効果でもある。
グループ評価度計測部１３は、「グループ評価度」を更に計数する。
グループ評価度とは、グループ内の全てのユーザの発話文を時系列に並べ、所定経過時間毎にスライドさせるタイムウィンドウを充てて、当該タイムウィンドウ毎に、グループ内の所定数以上のユーザに付与されたフラグ（確信フラグ又は疑問フラグ）が一致した回数を意味する。所定数とは、グループ内の全ユーザ数であってもよいし、それよりも少ないユーザ数であってもよい。
グループ全員の思考が一致したということは、協調学習における最も重要な学習効果でもある。
尚、他の実施形態として、確信フラグ及び疑問フラグが一致した回数をグループ評価度として計数するのではなく、細かい分類の「同定」「提案」「確認」「探索」「批判」「質問」で一致した回数をグループ評価度としてもよい。その場合、グループ全員の思考が完全に一致している状態に近くなる。
図９は、本発明におけるグループ思考反すうを表す説明図である。
＜タイムウィンドウ１＞
001 水滴/は/見え「る」 ->［確信（同定）］
001 湯気/も/見える「よね」 ->［確信（確認）］
001 湯気/の/粒/の/集まり/が/水滴「と思う」 ->［確信（提案）］
※ユーザ001しか発話していないために、グループ評価度＝０である。
＜タイムウィンドウ２＞
001 湯気/の/粒/の/集まり/が/水滴「と思う」 ->［確信（提案）］
002 水蒸気/は/見えない/と「かいてある」 ->［確信（提案）］
※ユーザ003が発話していないために、グループ評価度＝０である。
＜タイムウィンドウ３＞
001 そう「よね」 ->［確信（確認）］
002 水蒸気/が/集まった/ら/湯気「ってこと」 ->［疑問（質問）］
※ユーザ003が発話していないために、グループ評価度＝０である。
＜タイムウィンドウ４＞
001 水蒸気/は/湯気/の/1個/1個/だから/見えない「ってこと」
->［疑問（質問）］
※ユーザ001しか発話していないために、グループ評価度＝０である。
＜タイムウィンドウ５＞
002 「わからない」 ->［疑問（探索）］
003 湯気/は/水蒸気/が/冷や/された/水滴「なんよ」 ->［確信（提案）］
※ユーザ001が発話していないために、グループ評価度＝０である。
＜タイムウィンドウ６＞
001 湯気/は/水蒸気/が/冷や/された/水滴「なんよ」 ->［確信（提案）］
002 湯気/は/水滴/だから/見え「る」 ->［確信（同定）］
003 水蒸気/は/水滴/でない/から/見え「ない」 ->［確信（同定）］
※ユーザ001、002、003全員が発話しており、「確信フラグ」で同一であるために、グループ評価度＝＋１となる。
001 水滴/は/見え「る」 ->［確信（同定）］
001 湯気/も/見える「よね」 ->［確信（確認）］
001 湯気/の/粒/の/集まり/が/水滴「と思う」 ->［確信（提案）］
※ユーザ001しか発話していないために、グループ評価度＝０である。
＜タイムウィンドウ２＞
001 湯気/の/粒/の/集まり/が/水滴「と思う」 ->［確信（提案）］
002 水蒸気/は/見えない/と「かいてある」 ->［確信（提案）］
※ユーザ003が発話していないために、グループ評価度＝０である。
＜タイムウィンドウ３＞
001 そう「よね」 ->［確信（確認）］
002 水蒸気/が/集まった/ら/湯気「ってこと」 ->［疑問（質問）］
※ユーザ003が発話していないために、グループ評価度＝０である。
＜タイムウィンドウ４＞
001 水蒸気/は/湯気/の/1個/1個/だから/見えない「ってこと」
->［疑問（質問）］
※ユーザ001しか発話していないために、グループ評価度＝０である。
＜タイムウィンドウ５＞
002 「わからない」 ->［疑問（探索）］
003 湯気/は/水蒸気/が/冷や/された/水滴「なんよ」 ->［確信（提案）］
※ユーザ001が発話していないために、グループ評価度＝０である。
＜タイムウィンドウ６＞
001 湯気/は/水蒸気/が/冷や/された/水滴「なんよ」 ->［確信（提案）］
002 湯気/は/水滴/だから/見え「る」 ->［確信（同定）］
003 水蒸気/は/水滴/でない/から/見え「ない」 ->［確信（同定）］
※ユーザ001、002、003全員が発話しており、「確信フラグ」で同一であるために、グループ評価度＝＋１となる。
グループ評価度計測部１３は、各ユーザにおける無発話時間を計測しており、所定無発話時間以上も発話していないユーザからの発話によって、当該タイムウィンドウ内で、グループ内の所定数以上のユーザに付与されたフラグが一致した場合、グループ評価度を更に増分する。
＜グループ内で発話された語彙の一致＞
グループ評価度計測部１３は、タイムウィンドウ内で、グループ内の所定数以上のユーザが共起的に発話した同一の語彙の数を計数し、当該語彙の数が所定数以上である場合、グループ評価度を更に増分する。
グループ内の所定数以上のユーザが同じ語彙を発話したということは、思考が一致へ向かう可能性があり、協調学習における重要な学習効果でもある。
グループ評価度計測部１３は、タイムウィンドウ内で、グループ内の所定数以上のユーザが共起的に発話した同一の語彙の数を計数し、当該語彙の数が所定数以上である場合、グループ評価度を更に増分する。
グループ内の所定数以上のユーザが同じ語彙を発話したということは、思考が一致へ向かう可能性があり、協調学習における重要な学習効果でもある。
また、グループ評価度計測部１３が計数する語彙は、予め設定された１つ以上の単語であることも好ましい。例えば教育現場の教官としては、期待すべき語彙が、議論の中で活発に発話されることを期待している。そのような語彙が多く発話されるグループほど、グル−プ評価度を高く計数することができる。
＜グループ思考反すう度＞
グループ評価度計測部１３は、グループ毎に、時系列に並ぶ確信フラグと疑問フラグとが繰り返された回数を、「グループ思考反すう度」として計数する。
「グループ思考反すう度」とは、タイムウィンドウ毎に、グループ内で一致した思考について、確信フラグ->疑問フラグ->確信フラグと変移した回数である。グループとして、思考反すうしていることは、協調学習における重要な学習過程でもある。
グループ評価度計測部１３は、グループ毎に、時系列に並ぶ確信フラグと疑問フラグとが繰り返された回数を、「グループ思考反すう度」として計数する。
「グループ思考反すう度」とは、タイムウィンドウ毎に、グループ内で一致した思考について、確信フラグ->疑問フラグ->確信フラグと変移した回数である。グループとして、思考反すうしていることは、協調学習における重要な学習過程でもある。
以上、詳細に説明したように、本発明のプログラム、装置及び方法によれば、協調学習におけるユーザの思考過程を計測することができる。
これにより、協調学習の教育現場について、グループ内の各ユーザの思考過程を定量化することができる。常に変化している各ユーザの思考過程を定量化することができるために、教官は、その数値を参考にして、各グループの議論の進捗過程を把握することができる。これは、学習環境の改善や、教官の負担軽減にもつながる。
以上に述べた本発明の種々の実施形態について、本発明の技術思想及び見地の範囲の種々の変更、修正及び省略は、当業者によれば容易に行うことができる。前述の説明はあくまで例であって、何ら制約しようとするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ制約される。
１ 思考過程計測装置
１０ キーワード登録部
１０１ 発話抽出部
１０２ 音声認識部
１０３ 発話記憶部
１１ 発話分類部
１２ 思考過程計測部
１３ グループ評価度計測部
１０ キーワード登録部
１０１ 発話抽出部
１０２ 音声認識部
１０３ 発話記憶部
１１ 発話分類部
１２ 思考過程計測部
１３ グループ評価度計測部
Claims (13)
- グループ内における各ユーザの時系列の発話文から、各ユーザの思考過程を推定する装置に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムであって、
「確信」と思考した際に発話されるであろう第１のキーワードの群と、「疑問」と思考した際に発話されるであろう第２のキーワードの群とを登録したキーワード登録手段と、
発話文テキスト毎に、第１のキーワードを含む場合に確信フラグを付与し、第２のキーワードを含む場合に疑問フラグを付与して分類する発話分類手段と、
ユーザ毎に、時系列に並ぶ確信フラグと疑問フラグとの繰り返しに基づく思考過程を計測する思考過程計測手段と
してコンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。 - グループ内の発話を録音した音声データから、ユーザ毎に発話文単位の発話データを抽出する発話抽出手段と、
前記発話データ毎に、発話文テキストに変換する音声認識手段と
して更にコンピュータを機能させることを特徴とする請求項１に記載のプログラム。 - 前記思考過程計測手段は、ユーザ毎に、時系列に並ぶ確信フラグと疑問フラグとが繰り返された回数を、「思考反すう度」として計数する
ようにコンピュータを機能させることを特徴とする請求項１又は２に記載のプログラム。 - 前記思考過程計測手段は、
第１のユーザについて前記思考反すう度が計数された、確信フラグと疑問フラグとが繰り返された時間内に、又は、疑問フラグが付与される以前の所定時間内に、第２のユーザの確信フラグ（又は疑問フラグ）の発話文がある場合、当該ユーザの「他律型思考反すう度」として更に計数する
ように更にコンピュータを機能させることを特徴とする請求項３に記載のプログラム。 - 前記思考過程計測手段は、
各ユーザにおける無発話時間を計測しており、
第１のユーザにおける他律型思考反すう度の計数に影響した第２のユーザが、所定無発話時間以上も発話していなかった場合、当該第２のユーザにおける「思考反すう度」を更に増分する
ようにコンピュータを機能させることを特徴とする請求項４に記載のプログラム。 - 前記キーワード登録手段は、
前記確信フラグとして、「同定」「提案」「確認」それぞれの第１のキーワードの群を登録し、
前記疑問フラグとして、「探索」「批判」「質問」それぞれの第２のキーワードの群を登録する
ように更にコンピュータを機能させることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のプログラム。 - グループ内の全てのユーザの発話文を時系列に並べ、所定経過時間毎にスライドさせるタイムウィンドウを充てて、当該タイムウィンドウ毎に、グループ内の所定数以上のユーザに付与されたフラグ（確信フラグ又は疑問フラグ）が一致した回数を、「グループ評価度」として計数するグル−プ評価度計測手段と
して更にコンピュータを機能させることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のプログラム。 - 前記グループ評価度計測手段は、
各ユーザにおける無発話時間を計測しており、
所定無発話時間以上も発話していないユーザからの発話によって、当該タイムウィンドウ内で、グループ内の全てのユーザに付与されたフラグが一致した場合、前記グループ評価度を更に増分する
ようにコンピュータを機能させることを特徴とする請求項７に記載のプログラム。 - 前記グループ評価度計測手段は、前記タイムウィンドウ内で、グループ内の所定数以上のユーザが共起的に発話した同一の語彙の数を計数し、当該語彙の数が所定数以上である場合、前記グループ評価度を更に増分する
ようにコンピュータを機能させることを特徴とする請求項７又は８に記載のプログラム。 - 前記語彙は、予め設定された１つ以上の単語である
ようにコンピュータを機能させることを特徴とする請求項９に記載のプログラム。 - 前記グループ評価度計測手段は、グループ毎に、時系列に並ぶ確信フラグと疑問フラグとが繰り返された回数を、「グループ思考反すう度」として計数する
ようにコンピュータを機能させることを特徴とする請求項７から１０のいずれか１項に記載のプログラム。 - グループ内における各ユーザの時系列の発話文から、各ユーザの思考過程を推定する思考過程計測装置であって、
「確信」と思考した際に発話されるであろう第１のキーワードの群と、「疑問」と思考した際に発話されるであろう第２のキーワードの群とを登録したキーワード登録手段と、
発話文テキスト毎に、第１のキーワードを含む場合に確信フラグを付与し、第２のキーワードを含む場合に疑問フラグを付与して分類する発話分類手段と、
ユーザ毎に、時系列に並ぶ確信フラグと疑問フラグとの繰り返しに基づく思考過程を計測する思考過程計測手段と
を有することを特徴とする思考過程計測装置。 - グループ内における各ユーザの時系列の発話文から、各ユーザの思考過程を推定する装置の思考過程計測方法であって、
前記装置は、「確信」と思考した際に発話されるであろう第１のキーワードの群と、「疑問」と思考した際に発話されるであろう第２のキーワードの群とを登録したキーワード登録部を有し、
前記装置は、
発話文テキスト毎に、第１のキーワードを含む場合に確信フラグを付与し、第２のキーワードを含む場合に疑問フラグを付与して分類する第１のステップと、
ユーザ毎に、時系列に並ぶ確信フラグと疑問フラグとの繰り返しに基づく思考過程を計測する第２のステップと
を実行することを特徴とする装置の思考過程計測方法。
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|---|---|---|---|
| JP2017042446A JP6635601B2 (ja) | 2017-03-07 | 2017-03-07 | 協調学習におけるユーザの思考過程を計測するプログラム、装置及び方法 |
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|---|---|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US12080288B2 (en) | 2018-12-04 | 2024-09-03 | Nec Corporation | Learning support device, learning support method, and recording medium |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006209332A (ja) * | 2005-01-26 | 2006-08-10 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 価値観推定方法および装置並びにそのプログラム |
-
2017
- 2017-03-07 JP JP2017042446A patent/JP6635601B2/ja active Active
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