JP6637917B2 - 教育支援システムおよび教育支援方法 - Google Patents
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Description
図1は、本実施例にかかる教育支援システムの一例を示す説明図である。教育支援システム100は、制御装置101が、ルータ102を介して複数のロボット103およびデータセンタ110が通信可能に接続されたシステムである。制御装置101は、ロボット103からの情報をデータセンタ110に格納したり、データセンタ110からデータを用いてロボット103を制御する。
図2は、児童が転校した場合のアクセス権付替え例を示す説明図である。データセンタ110は、児童ごとに学習データを蓄積する。具体的には、データセンタ110は、児童ID201と学習データ202とアクセス権203とを関連付けて管理する。児童ID201は、児童を一意に特定する識別情報である。
図3は、ロボット103の行動決定例を示す説明図である。(1)ロボット103は、児童Sa3を含むグループAの状況情報を取得して制御装置101にアップロードする。制御装置101は、アップロードされた状況情報を解析して、解析結果を埋め込み、学習データ202としてデータセンタ110に蓄積する。
図5は、教育支援システム100の活用例を示す説明図である。ここでは、小学校SC2は、インターナショナルスクールとする。このため、様々な国籍の児童が在籍する。児童Sa3は、図2で示したように、小学校SC1から転校してきた児童とする。教師は、あらかじめ、教師端末を用いて制御装置101に対し、授業のプランを設定しており、制御装置101は、当該プランをロボット103に送信済みである。本例のプランは、「月の模様」についてのディスカッションとする。月の模様が何に見えるかは国によって異なる(たとえば、カニ、髪の長い女性、ライオン、本を読むおばあさん、うさぎなど)。
図6は、教育支援システム100のシステム構成例を示す説明図である。教育支援システム100は、制御装置101を有し、インターネットなどのネットワーク600を介して、データセンタ110、サービスプロバイダ601、および検索エンジン602と通信可能に接続される。また、制御装置101は、ルータ102を介して、教育機関に配備されたロボット103および教師が用いる教師端末104と通信可能に接続される。
図7は、教育支援システム100のハードウェア構成例を示すブロック図である。制御装置101は、第1プロセッサ701と、第1メモリ702と、専用ハードウェア703と、記憶デバイス704と、第1通信IF(インタフェース)705と、第1プロセッサ701701〜第1通信IF705を接続する第1バス706と、を有する。第1プロセッサ701は、制御装置101を制御する。第1メモリ702は、第1プロセッサ701の作業エリアとなる。専用ハードウェア703は、特定の処理に特化した回路である。専用ハードウェア703としては、たとえば、画像処理エンジン、音声認識エンジン、圧縮伸張エンジンなどがある。記憶デバイス704は、プログラムや各種データを記憶する非一時的なまたは一時的な記録媒体である。第1通信IF705は、ネットワーク600と接続し、データを送受信する。
図8は、教師情報DB741aの記憶内容例を示す説明図である。教師情報DB741aは、教師ごとに、授業情報741a1と、クラス情報741a2と、個人情報741a3と、を有する。授業情報741a1は、その教師が受け持つ授業に関する情報である。具体的には、たとえば、授業情報741a1は、授業日時811と、強化と、学年・クラス813と、グループID814と、ロボットID815と、カリキュラムID816と、評価817と、記録ID818と、を有する。授業日時811は、授業が行われた日時である。教科812は、授業が行われた児童教育の知識区分(たとえば、算数、国語など)である。学年・クラス813は、授業が行われた学年とクラスとの組み合わせである。グループID814は、グループを一意に特定する識別情報である。ロボットID815は、ロボット103を一意に特定する識別情報である。カリキュラムID816は、カリキュラムを一意に特定する識別情報である。評価817は、授業におけるグループの理解度を示す情報である。記録ID818は、データセンタ110に蓄積されている学習データ202を一意に特定する識別情報である。
図9は、児童情報DB741bの記憶内容例を示す説明図である。児童情報DB741bは、児童ごとに、学習履歴741b1と、個人情報741b2と、を有する。学習履歴741b1は、その児童が学習した履歴情報である。具体的には、たとえば、学習履歴741b1は、修了日時911と、教科812と、学年・クラス813と、教師ID831と、ロボットID815と、グループID814と、カリキュラムID816と、評価912と、を有する。また、カリキュラムID816で特定されるカリキュラムは、入力時刻961と、入力キーワード962と、出力時刻963と、出力データ964と、会話記録ID965と、を有する。
図10は、教育支援システム100の機能的構成例を示すブロック図である。制御装置101は、取得部1001と、解析部1002と、蓄積部1003と、決定部1004と、制御部1005と、設定部1006と、生成部1007と、を有する。取得部1001〜生成部1007は、具体的には、たとえば、記憶デバイス704に記憶されたプログラムを第1プロセッサ701に実行させることで実現される機能である。また、取得部1001〜生成部1007は、教育機関ごとに作動する機能である。データベース1000は、データセンタ110が有する記憶デバイス704により実現される。
図11は、ロボット103の外観を示す説明図である。(A)は、ロボット103の斜視図である。(B)は、ロボット103の正面図である。(C)は、ロボット103の右側面図である。(D)は、ロボット103の左側面図である。(E)は、ロボット103の平面図である。(F)は、ロボット103の底面図である。(G)は、ロボット103の背面図である。(H)は、ロボット103の透明部を示す参考図である。(H)において、ディスプレイ103aのハッチングは、透明であることを示す。ロボット103は、正面上部にディスプレイ103aを有し、底部に駆動装置722の一部であるタイヤ103bを有する。
図12は、アクセス権203の付け替えシーケンスを示す説明図である。転出元の教師端末104は、教師の操作入力により、個人情報登録要求を制御装置101に送信する(ステップS1201)。個人情報登録要求には、登録したい児童の個人情報741b2が含まれる。制御装置101は、受信した児童の個人情報741b2を転出元の教育機関の児童情報DB741bに格納するとともに、児童の個人情報741b2に含まれる児童ID201をデータセンタ110のデータベース1000に登録し、アクセス権203を設定し、ACKを返す(ステップS1202)。転出元の教育機関にアクセス権203を設定することにより、当該児童と当該転出元の教育機関が関連付けられる。
図13は、教師端末104を用いたプラン設定例を示す説明図である。教師端末104は、ディスプレイ103aにプラン設定画面1300を表示する。プラン設定画面1300は、グループ一覧エリア1301と、個人概要エリア1302と、課題一覧エリア1303と、を有する。
図14は、教育支援システム100における教育支援シーケンスを示す説明図である。なお、ロボット103からは、常時状況情報が制御装置101にアップロードされているものとする(ステップS1400)。また、制御装置101は、教師情報DB741aを参照して、ロボット103が担当すべきグループに所属する児童を顔認証して、ロボット103が担当するグループを決定する。
図15は、制御装置101によるロボット103の移動先特定例を示す説明図である。図15では、例として、図4(B)に示したように、児童Sa3,Sa4が喧嘩をした場合の移動先特定例を示す。なお、制御装置101およびロボット103は、教室の地図を記憶しており、教室内の任意の地点を基準として、その後の位置を特定するものとする。
教育支援システム100では、ロボット103が撮影した動画から児童ごとにダイジェスト動画を生成することが可能である。ダイジェスト動画は、ロボット103または教師端末104で再生可能である。ここでは、放課後の職員室で、教師がロボット103と対面してダイジェスト動画を再生する例を示す。
101 制御装置
103 ロボット
104 教師端末
110 データセンタ
601 サービスプロバイダ
602 検索エンジン
1000 データベース
1001 取得部
1002 解析部
1003 蓄積部
1004 決定部
1005 制御部
1006 設定部
1007 生成部
Claims (11)
- 各々被教育者が属する複数のグループをそれぞれ担当する複数のロボットと、前記複数のロボットを制御する制御装置と、前記制御装置からアクセス可能なデータベースと、を有する教育支援システムであって、
前記複数のロボットの各々は、
前記制御装置からの制御により移動可能であり、
前記グループの映像および音声の少なくとも一方を含む状況情報を取得して前記制御装置に送信可能であり、
前記制御装置からの制御により、前記制御装置から受信した情報を出力可能であり、
前記制御装置は、
前記各ロボットからの前記各グループの状況情報を、前記グループに所属する被教育者に関連付けて前記データベースに蓄積する蓄積処理と、
前記複数のロボットの中の特定のロボットから議題に関する情報が出力された結果、前記特定のロボットが担当する特定のグループの議論に関する状況情報を前記特定のロボットから取得する取得処理と、
前記データベースに蓄積された状況情報に基づく機械学習により、前記取得処理によって取得された前記特定のグループの状況情報に対応する前記特定のロボットの行動を決定する決定処理と、
前記決定処理によって決定された行動を取るように前記特定のロボットを制御する制御処理と、
を実行することを特徴とする教育支援システム。 - 請求項1に記載の教育支援システムであって、
前記決定処理では、前記制御装置は、前記特定のグループの状況情報に応じて、前記特定のロボットの行動を、前記議論の活性化を促す情報の発話または表示の少なくとも一方に決定することを特徴とする教育支援システム。 - 請求項1に記載の教育支援システムであって、
前記複数のロボットの各々は、
前記被教育者の認識、前記被教育者までの距離の測定、および障害物の検出が可能であり、
前記グループの状況情報は、前記被教育者までの距離を含み、
前記決定処理では、前記制御装置は、前記特定のグループの状況情報に応じて、前記特定のロボットの行動を前記特定のグループに所属する特定の被教育者の近傍への移動に決定し、
前記制御処理では、前記制御装置は、前記特定の被教育者までの距離に基づいて前記特定の被教育者の位置を前記特定のグループの状況情報から特定することにより、前記決定処理によって決定された行動を取るように前記特定のロボットを制御することを特徴とする教育支援システム。 - 請求項1に記載の教育支援システムであって、
前記蓄積処理では、前記制御装置は、前記各グループの状況情報を、前記被教育者が所属する教育機関別に前記データベースに蓄積することを特徴とする教育支援システム。 - 請求項1に記載の教育支援システムであって、
前記データベースは、前記被教育者ごとに、当該被教育者が在籍する教育機関に関する情報を記憶しており、
前記制御装置は、
前記被教育者が在籍する教育機関に関する情報が第1教育機関に設定された場合、前記データベース内の前記被教育者に関する情報へのアクセス権を、前記第1教育機関に設定し、前記被教育者が在籍する教育機関に関する情報が第1教育機関から第2教育機関に変更された場合、前記データベース内の前記被教育者に関する情報へのアクセス権を、前記第1教育機関から前記第2教育機関に変更する設定処理を実行することを特徴とする教育支援システム。 - 請求項1に記載の教育支援システムであって、
前記データベースは、前記被教育者および教育者の顔を認識するための情報を記憶しており、
前記制御装置は、
前記データベースを参照して、前記特定のグループの映像に関する状況情報のうち、前記特定のグループに所属する特定の被教育者が存在し、かつ、前記教育者が存在しない映像データを生成して、前記ロボットに送信する生成処理を実行することを特徴とする教育支援システム。 - 請求項2に記載の教育支援システムであって、
前記決定処理では、前記制御装置は、前記特定のグループの状況情報に応じて、前記議論に関連するデータを前記データベースから取得して、前記特定のロボットの行動を前記議論に関連するデータの出力に決定することを特徴とする教育支援システム。 - 請求項3に記載の教育支援システムであって、
前記決定処理では、前記制御装置は、前記特定のグループの状況情報から、前記特定のグループが前記議論に参加していない特定の被教育者を特定した場合、前記議論に関連するデータを前記データベースから取得して、前記特定のロボットの行動を前記議論に関連するデータの出力に決定することを特徴とする教育支援システム。 - 請求項8に記載の教育支援システムであって、
前記複数のロボットの各々は、
前記被教育者の認識、前記被教育者までの距離の測定、および障害物の検出が可能であり、
前記特定のグループの状況情報は、前記特定の被教育者までの距離を含み、
前記決定処理では、前記制御装置は、前記特定のロボットの行動を前記議論に関連するデータの出力および前記特定の被教育者の近傍への移動に決定し、
前記制御処理では、前記制御装置は、前記特定の被教育者までの距離に基づいて前記特定の被教育者の位置を前記特定のグループの状況情報から特定することにより、前記決定処理によって決定された行動を取るように前記特定のロボットを制御することを特徴とする教育支援システム。 - 請求項8に記載の教育支援システムであって、
前記データベースは、前記被教育者ごとに、当該被教育者が所属する教育機関に関する情報を記憶しており、
前記制御装置は、
前記特定の被教育者が在籍する教育機関に関する情報が第1教育機関に設定された場合、前記データベース内の前記特定の被教育者に関する情報へのアクセス権を、前記第1教育機関に設定し、前記特定の被教育者が在籍する教育機関に関する情報が第1教育機関から第2教育機関に変更された場合、前記データベース内の前記被教育者に関する情報へのアクセス権を、前記第1教育機関から前記第2教育機関に変更する設定処理を実行し、
前記決定処理では、前記制御装置は、前記特定のグループの状況情報から、前記特定のグループが前記議論に参加していない前記特定の被教育者を特定した場合、前記議論に関連するデータを前記データベース内の前記特定の被教育者の第1教育機関に在籍時のデータ群から取得して、前記特定のロボットの行動を前記議論に関連するデータの出力に決定することを特徴とする教育支援システム。 - 各々被教育者が属する複数のグループをそれぞれ担当する複数のロボットと、前記複数のロボットを制御する制御装置と、前記制御装置からアクセス可能なデータベースと、を有する教育支援システムによる教育支援方法であって、
前記複数のロボットの各々は、
前記制御装置からの制御により移動可能であり、
前記グループの映像および音声の少なくとも一方を含む状況情報を取得して前記制御装置に送信可能であり、
前記制御装置からの制御により、前記制御装置から受信した情報を出力可能であり、
前記教育支援方法は、
前記制御装置が、
前記各ロボットからの前記各グループの状況情報を、前記グループに所属する被教育者に関連付けて前記データベースに蓄積する蓄積処理と、
前記複数のロボットの中の特定のロボットから議題に関する情報が出力された結果、前記特定のロボットが担当する特定のグループの議論に関する状況情報を前記特定のロボットから取得する取得処理と、
前記データベースに蓄積された状況情報に基づく機械学習により、前記取得処理によって取得された前記特定のグループの状況情報に対応する前記特定のロボットの行動を決定する決定処理と、
前記決定処理によって決定された行動を取るように前記特定のロボットを制御する制御処理と、
を実行することを特徴とする教育支援方法。
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