JPH10333543A

JPH10333543A - 訓練装置

Info

Publication number: JPH10333543A
Application number: JP14675697A
Authority: JP
Inventors: Koichi Tanigaki; 宏一谷垣; Akito Nagai; 明人永井; Yasushi Ishikawa; 泰石川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1997-06-04
Filing date: 1997-06-04
Publication date: 1998-12-18

Abstract

(57)【要約】【課題】学習者の行為の適切さから課題の模擬状況の
再度生成又は別課題への切替えを行い学習効果、効率を
向上させた訓練装置を得る。【解決手段】対話管理部２０３が学習者の発話意図に
従ってシミュレータ２０４を制御し、課題状況生成部２
０８が将来、課題とする模擬状況を得るように２０４を
修正制御し該模擬状況の成立又は生成が不可能となった
ことを判断し、学習者行為評価部２０５が模擬状況にお
ける学習者の行為の適切さを評価し課題の成否を決定
し、課題状況再設定部２１２が課題の模擬状況を再度生
成するため２０４に対する修正制御を行うと共に該修正
制御の結果を再設定情報として出力し、課題管理部２０
７が学習課題保持部２１１の課題情報を目標課題として
設定し、学習者が模擬状況で適切な行為を行なったこと
を２０８、２０５を用いて検知するまでは、２０８、課
題状況再設定部２１２で課題の提示制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、フライトシミュ
レータやドライブシミュレータ等のリアルタイムシミュ
レータを使用した訓練装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】フライトシミュレータやドライブシミュ
レータ等のリアルタイムシミュレータを用いた訓練装置
では、一般的に学習者の操作は時間的に連続した空間上
で行われるため、その自由度は非常に高くなっており、
事前に学習者の行動を予測することは難しい。また、そ
うしたシミュレータ上では、学習者の操作対象以外にい
くつかの動作主体が動いており、これらの操作は指導官
が手動で行うこともあるが、通常は事前に指導官が設定
した動作計画にしたがって自動で動いている。

【０００３】こうしたシミュレータに基づく学習におい
て、指導官が課題として「ある条件下で、ある動作主体
に遭遇したとき(以下、課題場面とよぶ)の対処法」を学
習させようとしても、それまでに学習者が取った行動が
指導者の予想とは異なっていた場合には、動作主体と遭
遇するタイミングや位置がずれてしまい、その結果、課
題として意図した場面にならないという問題があった。

【０００４】この問題に対して、従来から、学習者の操
作に合わせて動作主体を制御することで意図した場面を
作り出すシミュレータが存在している。

【０００５】図２４はこのような従来の訓練装置の構成
を概略的に示す図である。図において、Ａは学習者、Ａ
１は学習者Ａが操作する操作装置、１０４が操作装置Ａ
１が接続されたシミュレータ、１０９が課題状況情報保
持部、１１０が状況修正情報保持部、１０８はこれらの
情報を元に課題状況を生成する課題状況生成部、１０１
はこれを表示する表示装置である。

【０００６】このような構成の従来の訓練装置のうち、
例えば、特開平７−３０６６３２号公報のものでは、操
船シミュレータにおいて、「相手船の回避」という課題
を学習させたい場合に、学習者が操作する船の航路を予
測し、将来衝突が起きるように、自動航行する相手船の
予定航路を変更することで、意図した課題場面を作り出
している。

【０００７】また、特開平８−２４８８７１号公報に開
示された別のものでは、自動車模擬運転装置において、
「直進する自車両の走行路を対向車が強引に右折する」
という状況を再現したい場合に、走行路上に設けた定点
列において自車両の通過を随時確認しながら、自車両の
速度に合わせて対向車の速度を変更し、両車が同時に交
差点に到達するよう制御することで、意図した課題場面
を作り出している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】以上のようの従来の訓
練装置においては、以下に挙げる問題があった。

【０００９】まず第１に、従来の装置では、課題場面を
提示するのみに留まっており、その場面で学習者が行な
った行為が課題に適切なものかどうかを評価することに
ついては全く考慮されていなかった。

【００１０】例えば、上述の第１の従来の装置において
「操作船に相手船との衝突の危険が生じた」場面では、
学習者が適切な余裕を持って相手船を回避することが課
題の成功条件であるが、もしこれがうまくいかなかった
場合には、課題は失敗であり、教育効果を高めるために
再度学習する必要がある。また例えば、第２の従来の装
置において「対向車が強引に右折する」場面を提示した
とき、学習者が適切なタイミングでブレーキを踏む等の
操作を実際に行わなければ、課題場面を提示した意義は
薄れてしまう。

【００１１】しかし、上述の従来の装置は共に学習者の
行為の適、不適を判断する機能がシステムに無いため、
学習者の失敗を検知することができず、課題を自動的に
再提示することができない。そのために、課題の失敗判
断は指導官に委ねられ、指導官は訓練中、学習者の操作
をモニタしている必要があり、指導官の負担となってい
た。また、再学習には訓練を始めからやり直すしかな
く、学習効率は悪いものとなっていた。

【００１２】第２に、従来の装置では、単一課題に関し
ての提示制御しか行われていなかった。

【００１３】学習効率の観点から言えば、個々の課題に
対して別々に訓練の機会を設けるよりも、訓練の開始か
ら終了までの間に複数の課題を設定し、それらの課題場
面を連続して提示制御することが望ましい。また、学習
効果の観点から言えば、課題の学習は、状況の流れや前
の課題との関係による文脈を持たせて学習できることが
望ましい。更に、訓練の臨場感を高めるためには、課題
を切り替えたときの状況が不連続にならずに、滑らかに
つながっていることが望ましい。これを実現し、設定し
た課題全てを効率良く学習させるためには、課題群を管
理し、それらを状況に適切な順序で提示する機能がシス
テムに必要である。

【００１４】しかし、従来の装置には複数の課題を管理
する機能がなかったために、一度の訓練で唯一つの課題
しか提示制御することができず、学習効率は悪かった。

【００１５】第３に、適切さの評価対象としている学習
者の行為を発話とすることで、「音声対話を介した操作
指示訓練」を行うことが望まれる。ここで、対話による
指示訓練を行うためには、学習者の発話に応じたシミュ
レータ操作と課題の管理を行う必要がある。一方、学習
者からの発話には、即座に実行できる指示の他に、将来
の実行を求める指示や、実行に必要なパラメータ情報を
前もって通知するものが含まれている。従って、システ
ムが学習者の発話に応じた適切な応答や操作を行うに
は、シミュレータ上の動作主体に関する情報に加えて、
こうした過去の発話内容を保持・管理する機能が必須で
ある。さらに課題の管理や提示制御の観点からも、この
機能が課題の成否判断や行動予測に利用できることが不
可欠である。これは、上述の従来の装置において、学習
者の発話を操作コマンドに変換する機能を単純に付加す
るだけでは実現できない。

【００１６】この発明は上記の課題を解決するためにな
されたもので、模擬訓練において、生成した課題場面に
おける学習者の行為の適切さを評価して課題の成否を判
断し、失敗の場合には、現在の状況の延長上に再度課題
場面を生成して学習者に再試行の機会を与えること等に
より、学習効率、効果のより高い訓練装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記の目的に鑑み、この
発明は、訓練環境を模擬した結果を模擬状況として作成
するシミュレータと、これを表示する表示手段と、上記
シミュレータを用いて学習者に提示すべき模擬状況と該
模擬状況のもとで学習者が実行すべき適切な行為とを併
せて課題とし、実際に学習を行う課題の課題情報を保持
する学習課題保持手段と、上記模擬状況と学習者の発話
意図とを現在の状況として保持する状況記憶手段と、上
記状況を参照し学習者の発話意図に従って上記シミュレ
ータを制御するとともに、発話意図を上記状況記憶手段
へ送る対話管理手段と、課題として学習者へ提示すべき
模擬状況の成立条件を定めた課題状況情報保持手段と、
将来において上記課題模擬状況が得られるように、上記
シミュレータに対して修正制御を行う方法を定めた状況
修正情報保持手段と、上記課題情報と課題状況情報と上
記状況修正情報とを用いて、シミュレータに対する修正
制御を行うとともに、上記状況を参照して課題模擬状況
となったことを検知したときには課題到達通知を出力
し、該状況修正情報を用いて該課題模擬状況を生成する
ことが不可能であることを検知したときには課題到達不
能通知を出力する課題状況生成手段と、上記課題模擬状
況における、学習者の行為の適切さを判断する評価基準
を定めた適否評価規則保持手段と、上記課題情報と適否
評価規則と状況とを参照して、学習者の行為の適切さを
評価し、適切であるときは課題達成情報を出力し、適切
でないときは課題失敗情報を出力する学習者行為評価手
段と、上記課題模擬状況を再度生成するために、シミュ
レータに対して修正制御を行う方法を定めた状況再設定
情報保持手段と、上記課題情報と状況再設定情報を用い
て、シミュレータに対する修正制御を行うとともに、該
修正制御の結果を再設定情報として出力する課題状況再
設定手段と、上記学習課題保持手段より課題情報を読み
出し、上記課題状況生成手段へ該課題情報を送り、該課
題状況生成手段より課題到達通知を受けた場合には、上
記学習者行為評価手段へ該課題情報を送り、該学習者行
為評価手段より課題失敗情報を受けた場合あるいは該課
題状況生成手段より課題到達不能通知を受けた場合に
は、上記課題状況再設定手段へ該課題情報を送り、該課
題状況再設定手段より入力された再設定情報を用いて上
記学習課題保持手段の課題情報を更新するとともに、新
たな該課題情報を上記課題状況生成手段へ送り、上記学
習者行為評価手段より課題達成通知を受けるまでは以上
の動作を繰り返す課題管理手段と、を備えたことを特徴
とする訓練装置にある。

【００１８】またこの発明は、学習者の過去の行動事例
より将来の行動を予測するための情報を保有する経験的
状況予測情報保持手段をさらに備え、上記課題状況生成
手段および上記課題状況再設定手段は、該経験的状況予
測情報を使った予測結果を用いて模擬状況の修正を行う
ことを特徴とする訓練装置にある。

【００１９】またこの発明は、上記学習課題保持手段は
複数の課題を課題情報として保持し、上記学習課題保持
手段の複数課題の中から学習者に提示する課題の課題情
報を選択する提示課題選択手段をさらに備え、上記課題
管理手段は上記提示課題選択手段で選択された課題情報
を用いることを特徴とする訓練装置にある。

【００２０】またこの発明は、現在の模擬状況を修正し
課題模擬状況を生成するまでのコストの設定基準を定め
たコスト設定情報保持手段と、上記状況を参照し上記コ
スト設定情報に従って課題模擬状況を生成するコストを
計算して出力する状況生成コスト評価手段と、をさらに
備え、上記提示課題選択手段は、上記状況生成コスト評
価手段より受け取った状況生成コストを利用して課題を
選択することを特徴とする訓練装置にある。

【００２１】またこの発明は、学習者に提示を行なった
課題の履歴とその成否の履歴を記憶する課題履歴記憶手
段をさらに備え、上記提示課題選択手段は、上記課題履
歴記憶手段より受け取った学習履歴情報を利用して課題
を選択することを特徴とする訓練装置にある。

【００２２】またこの発明は、課題を提示するときの制
約条件を定めた課題提示制約保持手段と、上記状況を参
照し上記制約条件に従って課題の提示可否を評価して出
力する提示制約評価手段をさらに備え、上記提示課題選
択手段は、上記状況生成コストと上記提示制約評価手段
より受け取った提示可否を利用して課題を選択すること
を特徴とするに記載の訓練装置にある。

【００２３】またこの発明は、上記学習課題保持手段に
おいて、学習における提示の優先度を課題情報に付与
し、上記提示課題選択手段において、上記状況生成コス
トと上記優先度とを利用して課題を選択することを特徴
とする訓練装置にある。

【００２４】またこの発明は、上記課題情報は、課題難
度に関する情報を含み、上記適否評価規則保持手段は学
習者の行為の適切さを判断する評価基準として課題難度
に応じた評価基準を有し、上記状況再設定情報保持手段
は上記シミュレータに対する修正制御のための課題難度
に応じた情報を有し、上記学習課題保持手段に格納され
た未達成の課題の課題情報に対してその課題難度を上記
課題達成情報または課題失敗情報に基づいて変更する課
題難度調整手段をさらに備えたことを特徴とする訓練装
置にある。

【００２５】またこの発明は、指導的発話文を生成する
規則を指導規則として定めた指導規則保持手段と、上記
指導規則に基づき上記課題達成情報または課題失敗情報
を使って学習者に対し教育的なメッセージを生成する教
育的メッセージ生成手段と、をさらに備えたことを特徴
とする訓練装置にある。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、図面に従ってこの発明の各
実施の形態について説明する。実施の形態１．図１はこの発明の一実施の形態による訓
練装置の構成を示す図である。図において、Ａは学習
者、Ａ１は操作装置、２０１は表示装置、２０２は状況
記憶部、２０３は対話管理部、２０４はシミュレータ、
２０５は学習者行為評価部で２０６は適否評価規則保存
部、２０７は課題管理部、２０８は課題状況生成部で２
０９が課題状況情報保持部、２１０が状況修正情報保持
部、２１１は学習課題保持部、２１２は課題状況再設定
部で２１３は状況再設定情報保持部である。

【００２７】以下、航空管制の訓練装置として説明す
る。シミュレータ２０４は、エリア内を飛行する航空機
をシミュレートするものであり、学習者Ａである管制官
は、前面に配置された表示装置２０１にシミュレータ２
０４が表示する模擬レーダを見ながら、管制を行う航空
機のパイロットへの指示を発話する。以下では、学習者
Ａが管制を行う航空機のことを管制機、その他の航空機
をストレンジャーと呼ぶこととする。

【００２８】学習者Ａの発話は発話意図として対話管理
部２０３へ送られる。例えば、学習者Ａが“CS, strang
er 1 o'clock 30. Right 240 to avoid stranger.”を
発話したとする。ここで“ＣＳ”は管制機のコールサイ
ンであり、文の意味は「ＣＳ、１時の方向、距離３０Ｎ
Ｍ(海里)にストレンジャーあり。回避のため右旋回して
針路を２４０°とせよ。」である。このとき、対話管理
部２０３へは、その発話意図として、ＩＮＦＯ(管制機
Ａ００３，ストレンジャーＳ００１，１:００，３０)、
および、ＯＲＤＥＲ(管制機Ａ００３，heading,２４０)
が送られる。ここで、発話意図ＩＮＦＯ(Ａ，Ｂ，Ｃ)は
「管制機ＡへのＢに関する値Ｃの情報通知」の意味であ
り、発話意図ＯＲＤＥＲ(Ａ，Ｂ，Ｃ)は「管制機Ａへの
値Ｃによる動作Ｂの実行指示」を意味する。また、Ａ０
０３およびＳ００１はシミュレータ上の動作主体に付け
られた識別番号である。

【００２９】対話管理部２０３は、状況記憶部２０２を
参照しながらこうした発話意図に従ってシミュレータ２
０４へ制御コマンドを送る。この場合は、管制機Ａ００
３の旋回コマンド(Ａ００３，ＴＵＲＮ(２４０))がシミ
ュレータ２０４へ送られる。一方、実行条件を伴った操
作指示、例えば、指定高度に達した後に速度を上げさせ
るような指示については、状況記憶部２０２を参照しな
が実行条件の成立を待って制御コマンドを送信するとと
もに、操作指示の内容を状況記憶部２０２に送ってお
く。

【００３０】状況記憶部２０２は、シミュレータ２０４
上の動作主体に関する位置、高度、速度等の変数の集ま
りとして構成され、シミュレータ２０４より逐次送られ
る模擬状況が格納されるとともに、対話管理部２０３よ
り送られる将来実行予定の指示操作が格納されている。

【００３１】図１３は状況記憶部２０２内の情報の一例
であり、シミュレータ２０４上の動作主体である、管制
機Ａ００３およびストレンジャーＳ００１に関する属性
変数とその値の一部を示している。図より、管制機Ａ０
０３が、現在高度１５,０００フィートを速度３６０Ｉ
ＡＳ(ＩＡＳ：指示対気速度)で上昇中である、等の動作
状態がわかるとともに、属性“command”には過去に学
習者Ａが発話した、将来実行予定の動作指示が格納され
ており、ここでは「将来高度が１８,０００フィートに
達した後に速度を３８０ＩＡＳまで上げる」ように指示
されていることがわかる。

【００３２】学習課題保持部２１１は、この訓練装置を
用いて学習する課題を課題情報として保持するものであ
り、学習開始前に指導官により設定される。図１４に課
題情報の一例を示す。図中、［］の中身は課題識別子で
あり、「将来、管制機がストレンジャーと衝突する危険
がある」状況において、学習者が「適切な余裕をもって
回避指示を行う」ことを意図した課題であることを示し
ている。また、図中、（）の中身は課題の構成要素であ
り、シミュレータ２０４上の複数の動作主体の中で、Ａ
００３番の管制機とＳ００１番のストレンジャーを用い
て課題を学習させることを示している。

【００３３】課題管理部２０７は、学習課題保持部２１
１より課題情報を読み出し、これを目標課題の課題情報
として、後述する課題状況生成部２０８、学習者行為評
価部２０５、および課題状況再設定部２１２へ提供する
とともに、これらの機能ブロックを制御して目標課題の
学習管理を行う。

【００３４】初めに、課題管理部２０７は課題情報を課
題状況生成部２０８へ送る。課題状況生成部２０８は、
まず受け取った課題情報をもとに、課題「ストレンジャ
ーの回避」の課題模擬状況の成立を判定する。図１９に
課題状況情報保持部２０９が保持する課題模擬状況の成
立条件の一例を示す。図中、［］の中は課題識別子であ
り、（）の中は課題の構成要素であり、＄が付いている
ものは適切な動作主体で置換されるクラス名であること
を示す。

【００３５】また、＜成立条件＞は課題とする模擬状況
の成立条件を示す。この成立条件には、(１)将来の模擬
状況に対する条件を規定するものと、(２)現在の模擬状
況に関する条件を規定するものとの２種類が設定されて
いる。両条件ともに予測を用いて評価を行うが、条件
(１)では予測結果が条件を満たせば即座に課題場面が成
立していると判断されるのに対して、条件(２)では、実
際の模擬状況が条件で規定された状況になるまで予測と
修正を繰り返す。図１９に示すように、課題「ストレン
ジャーの回避」の成立条件は前記条件（１）の予測結果
に関するものである。

【００３６】課題状況生成部２０８は、課題の構成要素
である管制機Ａ００３とストレンジャーＳ００１の将来
の飛行経路を、状況記憶部２０２(図１３参照)中の両機
の現在の飛行状態と将来実行する予定の操作“comman
d：resume 380 when altitude=18,000”すなわち「将来
高度が１８,０００フィートに達した後に速度を３８０
ＩＡＳまで上げる」を参照して予測する。

【００３７】図９に、両機の現在の時刻カウンタｔ＝１
００での位置から時刻カウンタ間隔△ｔ＝１０毎の通過
位置を予測した一例を示す。図中、実線は管制機Ａ００
３の予測経路、破線はストレンジャーＳ００１の予測経
路を示している。管制機Ａ００３の予測位置の間隔がｔ
＝１３０以降で広がっているのは、ｔ＝１４０以降の予
測位置を、過去の指示“command: resume 380 when alt
itude=18,000”に従い、速度３８０ＩＡＳに変更して予
測するためである。これは、管制機Ａ００３が時刻ｔ＝
１３０で高度１８，０００フィートに達することが予測
されることに基づいている。

【００３８】また、図中に点線で示した円はストレンジ
ャーＳ００１からの半径１０ＮＭ(海里)の範囲を示すも
ので、図１９に規定される課題の＜成立条件＞と対応さ
せて描いたものであり、同時刻に円内にＡ００３が入っ
ていれば、距離に関して＜成立条件＞が満たされること
を表す。

【００３９】課題状況生成部２０８は、予測結果を課題
の成立条件と照らし合わせ、条件を満足している場合に
は課題模擬状況が成立したことを判断し、課題管理部２
０７に対して『課題到達通知』を送って処理を終了す
る。しかし図９では、これを満足する状態が見付からな
いため、シミュレータ２０４に対して修正制御を行う。

【００４０】図２０に状況修正情報保持部２１０が保持
する修正情報の一例を示す。修正情報には、課題とする
模擬状況を提示するために可能な＜修正方法＞を複数定
義するとともに、各修正方法に付随して＜修正制約＞を
定義する。この修正制約は、修正方法を用いた動作状態
の変更が、連続性を保って自然に行われる範囲を限定す
るものであり、制約に違反する場合はその修正方法は適
用しない。複数の修正方法は上位のものから順に適用を
試みる。もし、全ての修正方法が適用不能であったとき
には、課題状況生成部２０８はシミュレータ２０４への
修正制御は行わず、代わりに課題管理部２０７に対し
て、『課題到達不能通知』を送って処理を終了する。

【００４１】図２０では、課題「ストレンジャーの回
避」の課題場面を提示するために可能な模擬状況の修正
方法として２種類が定義してある。＜修正方法１＞で定
める最接近位置会合制御を用いた修正を、前述の図９に
試みた例を、図１０にストレンジャーＳ００１の修正経
路としてＳ００１(１)として示す。この修正方法は、予
測経路上で両機が最も接近する時刻(図９では時刻ｔ＝
１４０)において、両機の位置が一致するように針路や
速度を修正する方法である。

【００４２】しかし、この方法で修正した場合、図１０
中、ストレンジャーＳ００１の修正経路Ｓ００１(１)で
予測位置の間隔が広がっていることで示しているよう
に、ストレンジャーＳ００１は速度を例えば３７０ＩＡ
Ｓまで加速する必要があり、＜修正制約１＞に違反する
ため、修正は行われない。次に、＜修正方法２＞を用い
て時刻１５０(現在＋５０)における両機の位置を重ねる
ことを試みると、今度は＜修正制約２＞の速度条件に違
反しないため、これを用いてシミュレータ２０４上のス
トレンジャーＳ００１の動作状態を変更する(図１０の
ストレンジャーＳ００１の修正経路Ｓ００１(２))。

【００４３】課題状況生成部２０８は、以上の動作を１
サイクルとして動作し、課題の＜成立条件＞が満たされ
て課題への到達を判断するか、あるいは全ての修正方法
が適用不能となって課題到達不能を判断するまで、シミ
ュレータ２０４への修正を行う。

【００４４】例えば、この実施の形態で取り上げた課題
「ストレンジャーの回避」は、課題模擬状況の成立条件
が予測結果に関するものであり、上述の修正の結果、次
サイクルでは将来両機が接近することが予測されて課題
状況の成立が判断されるため、『課題到達通知』を出力
して終了する。しかし、図１９に見られるように、例え
ば、課題「雲への突入」では、雲と管制機の距離が実際
に１０ＮＭ(海里)以下に近付くまで、あるいは、修正不
能となるまで、繰り返しシミュレータ２０４への修正制
御が加えられる。

【００４５】課題管理部２０７は、課題状況生成部２０
８より『課題到達通知』を受け取った場合には、課題情
報を後述の学習者行為評価部２０５へ送り、これまでに
述べた方法で提示した状況の元で、学習者Ａが適切な発
話を行うか判断を行わせ、その通知を待つ。一方『課題
到達不能通知』を受け取った場合には、課題情報を後述
の課題状況再設定部２１２へ送り、課題模擬状況の再提
示を行わせる。

【００４６】学習者行為評価部２０５は、受け取った課
題情報をもとに、課題における学習者の行為の適切さを
判断する。以下の実施の形態では、適切さの判断を学習
者の発話意図に対して行うこととし、学習者が発話した
操作指示を評価する。図１８に、適否評価規則保持部２
０６が保持する適否評価規則の一例を示す。

【００４７】適否評価規則には、各課題に対して、いく
つかの＜達成条件＞、あいは、＜失敗条件＞を定義す
る。それぞれの条件は、学習者の発話意図に対する条
件、または、状況記憶部２０２の変数に対する条件とし
て定義する。これら成否条件中で連番が振られた条件は
順序付き条件であり、順に全て成立した場合に限り達成
(または失敗)と見なす。

【００４８】学習者行為評価部２０５は、課題に対応す
る評価基準を発話意図や状況記憶部２０２の変数に照ら
し合わせ、＜達成条件＞に一致した場合には『課題達成
情報』を、＜失敗条件＞に一致した場合には『課題失敗
情報』を、課題管理部２０７に送り処理を終了する。ま
た、いずれとも一致しない場合には、発話意図や状況記
憶部２０２の変数を監視し続ける。

【００４９】例えば、上述の図１０でストレンジャーが
修正経路Ｓ００１(２)をとった状況において、学習者
が、管制機Ａ００３とストレンジャーＳ００１の衝突を
予期し、“CS,stranger 11 o'clock 50(１１時の方向、
距離５０ＮＭにストレンジャーあり)”を発話すると、
その発話意図ＩＮＦＯ(Ａ００３，Ｓ００１，１１：０
０，５０)は、図１８中の課題「ストレンジャーの回
避」において、＜達成条件＞の１番目の条件を満足す
る。その後、学習者が“CS,Right 240 to avoid strang
er.(回避のため右旋回して針路を２４０°とする)”を
発話し、指示に従って飛行した管制機Ａ００３が、スト
レンジャーＳ００１と５ＮＭまで接近することなく無事
ストレンジャーをやり過ごしたとき、課題達成が検知さ
れる。

【００５０】一方、＜失敗条件１＞では、学習者がスト
レンジャーの存在をパイロットに通知しないまま、２０
ＮＭまで接近してしまったときは課題が失敗であること
を定めている。また、＜失敗条件２＞では、２０ＮＭに
達するまでにストレンジャーの存在をパイロットに既に
通知しているにも関わらず、５ＮＭまで接近してしまっ
たときには、回避指示の有無に関わらず管制は不適切で
あり、課題が失敗であることを定めている。

【００５１】課題状況再設定部２１２は、受け取った課
題情報をもとに、学習者が失敗した課題の課題模擬状
況、または、課題状況生成部２０８が生成に失敗した課
題の課題模擬状況を再度生成し直すために必要な設定
を、シミュレータや課題情報に対して行う。

【００５２】図２１に、状況再設定情報保持部２１３が
保持する情報の一例を示す。課題状況再設定部２１２は
上述の課題状況生成部２０８と同様の予測と情報の適用
を行い、シミュレータへの修正制御を行うが、図２０と
の比較から判るように、再設定情報では、課題の構成要
素の変更や新規生成を含む修正を行う。課題「ストレン
ジャーの回避」において再設定情報を適用した結果、例
えば＜再設定方法２＞を用いて、管制機Ａ００３の代わ
りに、別の管制機Ａ００１に対してストレンジャーＳ０
０１とのニアミスの危険を生じさせることを決定した場
合には、Ｓ００１の針路をＡ００１の予測位置へ向けて
変更するようシミュレータ２０４を修正制御するととも
に、課題情報を図１５に示すように変更して課題管理部
２０７へ送る。

【００５３】課題管理部２０７では、課題状況再設定部
２１２より課題情報を受け取ると、課題を再度学習者に
行わせるために、変更された課題情報を用いて、先に述
べてきた状況生成から発話評価までを繰り返す。

【００５４】このようにこの実施の形態では、学習者が
一度課題に失敗したときに、初めから学習をやり直して
同じ過程を繰り返す代わりに、現在の状況の延長上に再
度課題を提示して学習を続けることができる。

【００５５】実施の形態２．図２はこの発明の別の実施
の形態による訓練装置の構成を示すブロック図である。
図２において、２２１は経験的状況予測情報保持部であ
る。他の部分は図１の同じ符号で示された部分と同一も
しくは相当する部分を示す。

【００５６】経験的状況予測情報保持部２２１は、学習
者Ａの過去の行動事例により将来の行動を予測するため
の情報を保有する。例えば、過去に学習者Ａが雲やスト
レンジャーの回避指示を行なったときの状況と、そのと
きの回避指示内容の組合せで頻度情報を持たせる。ここ
での状況とは、管制機の針路との角度や距離、動作主体
の種類のことである。また指示内容とは、旋回、高度・
速度変更などの命令の種別と、その指示方位・高度・速
度などのパラメータの組合せのことである。

【００５７】この実施の形態では、実施の形態１におけ
るストレンジャーＳ００１の針路修正を行う際に経験的
状況予測情報保持部２２１を参照する。もし、管制機Ａ
００３の針路上に雲が存在するときは、学習者が雲を発
見したときに指示した回避方法の頻度情報を用い、右旋
回による回避指示事例が多ければ、この場面でも管制機
Ａ００３の右旋回を予測し、これに応じてストレンジャ
ーＳ００１の針路を修正する。このように、個人情報を
反映した予測情報を持つことで、予測精度を高め、より
確実に課題状況を生成することが可能となる。

【００５８】実施の形態３．図３はこの発明の別の実施
の形態による訓練装置の構成を示すブロック図である。
図３において、２３１は提示課題選択部である。他の部
分は上記各実施の形態と同じ符号で示された部分と同一
もしくは相当する部分を示す。

【００５９】学習課題保持部２１１は、学習を行う課題
として、図１６に一例を示すように課題情報を複数保持
する。例えば、提示課題選択部２３１は、これら複数の
課題情報を順に読みだして課題管理部２０７に送る。課
題管理部２０７は、受け取った課題情報を用いて学習を
行わせ、その成否を提示課題選択部２３１へ通知する。
提示課題選択部２３１は課題の成功を通知されたときに
は次の課題情報を学習課題保持部２１１から読み出して
課題管理部２０７へ送り、失敗を通知されたときには再
度同じ課題情報を課題管理部２０７へ送る。このよう
に、一度の学習の中で複数の課題を連続して提示制御す
るため、効率の良い学習が可能である。

【００６０】実施の形態４．図４はこの発明の別の実施
の形態による訓練装置の構成を示すブロック図である。
図４において、２４１は状況生成コスト評価部、２４２
はコスト設定情報保持部である。他の部分は上記各実施
の形態と同じ符号で示された部分と同一もしくは相当す
る部分を示す。

【００６１】学習課題保持部２１１は、前実施の形態と
同じく複数の課題を図１６のように保持しているものと
する。提示課題選択部２３１は、学習課題保持部２１１
から未達成である３課題の課題情報を全て読み出し、状
況生成コスト評価部２４１へ送る。状況生成コスト評価
部２４１は、受け取った課題情報に応じて、コスト設定
情報保持部２４２に定められたコスト設定情報に基づ
き、状況を参照して各課題の状況生成コストを算出し、
コストの列として提示課題選択部２３１へ送る。

【００６２】状況生成コストとしては、例えばニアミス
などが発生するまでの予測所要時間を用いる。ここで
は、コスト設定情報保持部２４２が有する図２２の情報
を用いて、「ストレンジャーの回避」、「雲への突
入」、「定点の通過」の３課題のコストをそれぞれ計算
する。

【００６３】まず、課題「定点の通過」だけは状況記憶
部２０２の変数を参照するだけで通過時刻を知ることが
できる。これは、定点の予定通過時刻が決められている
ためであり、ここでは時刻カウンタｔ＝１９０であると
する。このとき、現在の時刻カウンタがｔ＝１００であ
れば、課題「定点の通過」のコストは所要時間を計算し
て、９０となる。

【００６４】次に、課題「ストレンジャーの回避」と課
題「雲の回避」のコスト計算を行う。状況生成コスト評
価部２４１は課題の構成要素である、管制機Ａ００３、
ストレンジャーＳ００１、雲Ｃ００１の経路を予測す
る。予測結果の一例を図１１に示す。図中、実線は管制
機Ａ００３の予測経路Ａ００３を示しており、破線はス
トレンジャーＳ００１の予測経路Ｓ００１を示してい
る。また、図中央のＣ００１は雲Ｃ００１の予測位置を
示している。図中、ストレンジャーＳ００１は、時刻カ
ウンタｔ＝１４０において最も管制機Ａ００３に接近す
ることが予測される。また、雲Ｃ００１は、時刻カウン
タｔ＝１２０において最も管制機Ａ００３に接近する。

【００６５】状況生成コスト評価部２４１は、この予測
結果に対して、図２２の情報を用いて、制約に違反しな
い修正を仮に行なったときの予測会合時刻を、それぞれ
の課題に対して求める。例えば図１２に示すように、ス
トレンジャーＳ００１に対して＜修正方法１＞を用いる
ことで時刻ｔ＝１４０で管制機Ａ００３と会合すること
が予測され、雲Ｃ００１に対して＜修正方法１＞を用い
ることで時刻ｔ＝１２０で管制機Ａ００３と会合するこ
とが予測される。この結果、現在の時刻カウンタがｔ＝
１００であれば、課題「ストレンジャーの回避」のコス
トは４０となり、課題「雲への突入」のコストは２０と
なる。ここで、もしいずれの修正方法を用いることもで
きなかった場合には、コスト∞(無限大)を与える。

【００６６】状況生成コスト評価部２４１は、こうして
コスト情報：(［ストレンジャーの回避］：４０、［雲
への突入］：２０、［定点の通過］：９０)を生成し、
提示課題選択部２３１へ送る。提示課題選択部２３１
は、受け取ったコストが最も低い課題である「雲への突
入」を目標課題として選択し、課題情報を課題管理部２
０７へ送る。

【００６７】このようにして、設定された複数の課題の
学習順序を、実際の学習の進捗状況に合わせて動的に決
定することにより、効率の良い訓練が可能となる。

【００６８】実施の形態５．図５はこの発明の別の実施
の形態による訓練装置の構成を示すブロック図である。
図５において、２５１は課題履歴記憶部である。他の部
分は上記各実施の形態と同じ符号で示された部分と同一
もしくは相当する部分を示す。

【００６９】課題履歴記憶部２５１の一例としては、提
示課題選択部２３１が目標課題として選択した課題の履
歴を保持する。この課題履歴を参照して、目標課題が学
習者Ａにより失敗あるいは達成される前に頻繁に切り替
わっている場合には、課題を切り替えるコストの閾値を
上げて、こうした課題の振動を抑える。これにより、学
習者Ａが目前の課題に一貫して取り組むことができる。

【００７０】また、課題履歴記憶部２５１の別の例とし
て、提示課題選択部２３１から課題とその成否を受け取
ってその履歴を保持することで、提示課題選択部２３１
が課題を選択する際に、既に失敗して再提示を行う課題
よりも、まだ未提示の課題を優先して選択するように、
上記コストへの重み情報を出力する。これにより、学習
者Ａが同一課題を失敗し続けたために、残りの課題を提
示する前に訓練が終了してしまうことを回避することが
できる。

【００７１】実施の形態６．図６はこの発明の別の実施
の形態による訓練装置の構成を示すブロック図である。
図６において、２６１は提示制約評価部、２６２は課題
提示制約保持部である。他の部分は上記各実施の形態と
同じ符号で示された部分と同一もしくは相当する部分を
示す。

【００７２】提示制約評価部２６１は、課題提示制約保
持部２６２が有する課題の提示制約を用いて、提示課題
選択部２３１より受け取る複数の課題情報の中から、次
に提示可能な課題を判断して提示課題選択部２３１へ通
知する。

【００７３】課題の提示制約としては、実際の業務で規
定されている事象の順序関係に基づく順序制約や、教育
的な観点から課題を段階的に学習させるための提示制
約、あるいは、各課題を提示するときの状況に関する状
況制約を規定する。例えば順序制約として、管制機が雲
中を飛行しているときは交信が途切れて危険なため、課
題「雲への突入」は同一管制機を用いた課題「ストレン
ジャーの回避」の直前では行わない、という制約があ
る。この制約のもとで、提示課題選択部２３１より次課
題の候補として、図１６に示す課題情報が送られてきた
とき、課題「雲への突入」が選択不可であることを出力
する。

【００７４】このようにして、課題の学習順序を動的に
決定するときに矛盾や不都合が生じることを回避した
り、学習順序に指導方略を反映させることが可能とな
る。

【００７５】実施の形態７．この実施の形態における訓
練装置の構成は図４に示すものと同じである。但し、提
示課題選択部２３１ａとする。この実施の形態では課題
情報に付随して、課題の学習優先度を予め設定してお
く。この優先度は、数値の形式であっても良いし、優先
順位や、優先する課題を指定するだけでもよい。提示課
題選択部２３１ａでは、各課題Ｔ_i(ｉ＝１，２，・・
・，Ｎ)の状況生成コストＣ_iと提示優先度Ｐ_iを評価関
数ｆを用いて評価することで各課題のスコアＳ_iを計算
し、最良のスコアを与える課題Ｔ_iを学習者Ａに提示す
る課題Ｔ＊として選択する。

【００７６】

【数１】

【００７７】このように、課題を選択するときの基準と
して優先度を用いることで、習得に重点をおく課題を優
先的に学習者に達成させるようにすることができる。

【００７８】実施の形態８．図７はこの発明の別の実施
の形態による訓練装置の構成を示すブロック図である。
図７において、２８２は課題難度調整部である。他の部
分は上記各実施の形態と同じ符号で示された部分と同一
もしくは相当する部分を示す。

【００７９】この実施の形態では、上記課題情報が課題
の難度情報を含むものとする。この課題情報の例を図１
７に示す。図中、｛｝内の部分が課題難度であり、難度
Ｃの課題であることを示している。ここで課題の難度は
例えばＡ、Ｂ、Ｃの３段階があり、この順に易しくなる
ものとする。

【００８０】またこの実施の形態では、適否評価規則保
持部２０６および状況再設定情報保持部２１３は、課題
難度に応じた情報を保持する。例えば、適否評価規則に
おいて、図１８の課題［ストレンジャーの回避］の適否
評価規則を難度Ｂの規則とし、この他に、難度Ｂの距離
の条件を緩めた難度Ｃの評価規則と、同じく距離の条件
を厳しくした難度Ａの評価規則を、課題［ストレンジャ
ーの回避］用に保持しているとする。

【００８１】課題管理部２０７は、難度Ｂで提示した課
題において、学習者行為評価部２０５より課題失敗情報
を受け取ると、課題難度調整部２８２により難度を下げ
させ、次に同じ課題を学習させるときに難度を下げて提
示する。例えば、図１７に示すように、難度Ｃに下げた
新たな課題情報を生成し、学習課題保持部２１１に送
る。その後、この課題「ストレンジャーの回避」が選択
されると、難度を変更された図１７の課題情報が課題管
理部２０７を通じて、学習者行為評価部２０５や課題状
況設定部２１２へ送られる。

【００８２】学習者行為評価部２０５では、図１７の課
題情報を受け取ると、上記の難度Ｃの評価規則を用いて
学習者Ａの行為を評価する。また、課題状況再設定部２
１２に関しても同様に、課題の難度に応じた情報を管理
することで、再設定時にストレンジャーの速度を緩める
等を行い、課題の難度を制御する。

【００８３】このようにして課題の難度を調整すること
で、学習者が徒に失敗を繰り返すことを回避し、個人の
技量レベルに合った課題で学習を行うことが可能とな
る。

【００８４】実施の形態９．図８はこの発明の別の実施
の形態による訓練装置の構成を示すブロック図である。
図８において、２９１は教育的メッセージ生成部、２９
２は指導規則保持部である。他の部分は上記各実施の形
態と同じ符号で示された部分と同一もしくは相当する部
分を示す。

【００８５】指導規則保持部２９２は、教育的な発話文
を生成する規則を指導規則として保持する。教育的メッ
セージ生成部２９１は、上記指導規則を用いて学習者Ａ
へのメッセージを生成する。

【００８６】例えば、学習者行為評価部２０５が、図１
４の課題情報を受け、図１８中「ストレンジャーの回
避」の適否基準を用いて学習者Ａの行為の適切さを判断
し、その結果、＜失敗条件１＞により、課題の失敗を検
知したとする。このとき、学習者行為評価部２０５は、
教育的メッセージ生成部２９１へ、課題情報と成否判断
に用いたルール名＜Ｆａ＞を送る。教育的メッセージ生
成部２９１は、課題に対応する指導規則を指導規則保持
部２９２より取り出す。

【００８７】図２３に指導規則の一例を示す。受け取っ
たルール名に対応する規則と、課題情報に含まれる動作
主体の情報を用いて、学習者Ａに対し、「管制機Ａ００
４に航空機Ｓ００１がニアミスしました。早めにストレ
ンジャーの存在を通知し、回避方法を指示して下さ
い。」のメッセージが生成される。このメッセージは、
表示装置にメッセージ文として表示しても良いし、ま
た、音声合成装置を用いて音声として学習者Ａに通知し
ても良い。

【００８８】このようにして、学習効果を高めるととも
に、指導官不在の元での自主学習を支援することが可能
となる。

【００８９】なお、この発明は上記実施の形態に限定さ
れるものではなく、各実施の形態の特徴の可能な組み合
わせを全て含むことは言うまでもない。さらに上記各実
施の形態では航空管制の訓練装置を例に挙げて説明して
いるが、この発明はこれに限定されるものではなく、全
てのシミュレータを使用した訓練装置に適用可能であ
る。

【００９０】

【発明の効果】以上のようにこの発明の１つの実施の形
態では、課題状況生成手段は、現在の模擬状況や過去の
指示内容をもとに将来の模擬状況を予測し、将来におい
て課題とする模擬状況になるようにシミュレータに対し
随時修正制御を加える。この結果、課題とする模擬状況
となったとき、本構成では、学習者が行う行為に対し
て、学習者行為評価手段を用いて課題に対する適切さを
評価される。これにより、単に課題とする模擬状況を生
成し学習者に提示するに留まらず、課題に対して学習者
の行為が適切あるいは不適切であった場合に、それに応
じて教育効果を高める対処を行うことが可能となる。

【００９１】また、学習者の行為が不適切であった場
合、その旨を通知された課題管理手段は課題状況再設定
手段により、現在の模擬状況の連続した延長上で課題と
する模擬状況を再度生成し、学習者が課題を再試行する
機会を得られるように、シミュレータに対して修正制御
を行う。これにより、失敗しても学習を始めからやり直
さずに済むので、成功するまで効率良く同じ課題を学習
することができる。また、直前の失敗経験を活かしやす
くなるため、高い学習効果が期待できる。

【００９２】更に、学習者が発話する操作指示は、発話
意図として対話管理手段に送られる。対話管理手段では
発話意図に対し、状況に応じて適切な応答とシミュレー
タへの制御を行う。また同時に、発話意図からシミュレ
ータの制御に必要な情報を選択して状況記憶手段へ送り
記憶する。これにより、シミュレータを用いた対話訓練
が可能になると共に、状況記憶手段を参照すればシミュ
レータ上の動作主体の現在の位置、速度といった情報に
加えて既に発話された動作変更指示等の情報を予測に用
いることが可能となり、予測精度を高めることができ
る。

【００９３】また別の実施の形態では、経験的状況予測
情報保持手段を備え、将来の模擬状況の予測を行う際
に、過去の学習者の行動事例に関する情報に基づいて将
来の学習者の行動予測を行うようにした。例えば、特定
の模擬状況における学習者の発話意図の事例を経験的状
況予測情報保持手段に記憶しておき、学習中の模擬状況
がその模擬状況になったときには、該当する事例を用い
て将来発話されるであろう学習者の指示(発話意図)を予
測し、この指示に従ったときの模擬状況を予測すること
ができる。これにより、現在の模擬状況や過去の指示内
容からは予測しにくい状況においても、精度の高い予測
を行うことが可能となる。

【００９４】また別の実施の形態では、複数の課題の課
題情報を保持する学習課題保持手段と、ここから学習者
に提示する課題を一つ選択して対話管理手段へ課題情報
を送る提示課題選択手段とを備え、複数の課題を切り替
えながら、連続して学習できるようにした。これによ
り、単一の課題のみを学習するよりも効率の良い学習が
可能となる。また、個々の課題を、模擬状況の連続や課
題の関係による文脈を持たせて学習できるため、より現
実感の伴った訓練を行うことが可能となる。

【００９５】また別の実施の形態では、学習者が複数の
課題を連続して学習することができる上記の構成に加え
て、ある状況から課題とする模擬状況を生成するときの
難しさを表す値のことを課題の提示コストと呼び、この
提示コストを計算するときの基準を記憶するコスト設定
情報保持手段と、現在の模擬状況から各課題の提示コス
トを評価して出力する状況生成コスト評価手段とを備え
ることで、複数の課題から提示コストが最良の課題を選
択して、動的に学習順序を決定するようにしたものであ
る。これにより、設定した全ての課題を効率良く学習す
ることが可能となる。

【００９６】また別の実施の形態では、学習者に提示コ
スト順に複数の課題を学習させる上述の構成に加えて、
提示課題選択手段がこれまでに提示目標として選択した
課題の履歴と、各課題における学習者の課題成否とを保
持する課題履歴保持手段を備えることで、課題の選択の
際に、この課題履歴情報を利用する。

【００９７】例えば、生成しようとしていた目標課題の
模擬状況が実際に成立する前に、コストの良い別の課題
を目標課題として変更してしまい、これを繰り返して提
示目標の課題が頻繁に揺れ動いている場合には、課題履
歴情報を参照することでこれを検知し、目標課題を変更
するときのコストの閾値を上げて課題の揺れを防ぐこと
ができる。また別の例としては、課題の成否履歴を利用
することで、課題の選択に際し、学習者が既に失敗して
いる課題の優先度は下げて後回しにし、未提示の課題か
ら優先的に学習させることが可能となる。

【００９８】また別の実施の形態では、提示コスト順に
複数の課題を学習させる上述の構成に加えて、課題の提
示順序や、課題が提示できる状況かどうかに関して制約
を設けるために、この制約情報を保持する課題提示制約
保持手段と、制約に違反するかどうかの評価を行い、提
示課題選択手段の課題選択に制限を加える提示制約評価
手段とを備えた。これにより、課題の学習順序に指導官
の意向を反映させることや、課題提示における矛盾を避
けることが可能となる。

【００９９】また別の実施の形態では、学習課題保持手
段に保持する各課題情報に付随して提示の優先度を設定
したものである。提示課題選択手段は、課題を選択する
際に、状況生成コスト評価手段より送られる提示コスト
に加えて、課題情報に付随した優先度情報を使う。これ
により、訓練に対して、指導官の意向を反映させること
や、訓練全体における各課題の重要度を反映させること
が可能となる。

【０１００】また別の実施の形態では、指示課題選択手
段に加えて課題の成否に応じて課題の難度情報を変更す
る課題難度調整手段を備えるものである。学習者行為評
価手段は、課題場面における学習者の行為の適切さを判
断して、課題の成否を決定し、課題達成情報または課題
失敗情報を出力する。これに応じて、課題難度調整手段
は、学習課題保持手段の課題情報に含まれる課題難度を
変更する。状況再設定情報保持手段および、適否評価規
則保持手段は、課題難度に応じた情報を有しており、以
降は、変更された課題難度を使って学習者の技量レベル
に合った課題設定と適否判定基準による学習者の訓練が
行われる。これにより、学習者が徒に失敗を繰り返すこ
とを回避し、個人の技量レベルに合った課題で成功経験
が得られるため、効率の良く、かつ高い学習効果が得ら
れるようになる。

【０１０１】また別の実施の形態では、学習者に対して
教育効果を高めるメッセージを出力する教育的メッセー
ジ生成手段およびこのメッセージを生成するため情報で
ある指導規則保持手段を備えることで、学習者行為評価
手段より出力される課題達成情報または課題失敗情報を
用いることで、教育的メッセージ生成手段は、学習者の
実際の達成または失敗状態に応じたメッセージを学習者
に提示する。これにより、学習効果を高めるとともに、
指導官不在の元での自主学習を支援することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１による訓練装置の構
成を示すブロック図である。

【図２】この発明の実施の形態２による訓練装置の構
成を示すブロック図である。

【図３】この発明の実施の形態３による訓練装置の構
成を示すブロック図である。

【図４】この発明の実施の形態４および７による訓練
装置の構成を示すブロック図である。

【図５】この発明の実施の形態５による訓練装置の構
成を示すブロック図である。

【図６】この発明の実施の形態６による訓練装置の構
成を示すブロック図である。

【図７】この発明の実施の形態８による訓練装置の構
成を示すブロック図である。

【図８】この発明の実施の形態９による訓練装置の構
成を示すブロック図である。

【図９】予測経路の一例を示す図である。

【図１０】修正経路の一例を示す図である。

【図１１】予測経路の一例を示す図である。

【図１２】修正経路の例２を示す図である。

【図１３】状況記憶部内の情報の一例を示す図であ
る。

【図１４】課題情報の一例を示す図である。

【図１５】課題情報の別の例を示す図である。

【図１６】課題情報のさらに別の例を示す図である。

【図１７】課題情報のさらに別の例を示す図である。

【図１８】適否評価規則の一例を示す図である。

【図１９】課題状況情報の一例を示す図である。

【図２０】状況修正情報の一例を示す図である。

【図２１】状況再設定情報の一例を示す図である。

【図２２】コスト設定情報の一例を示す図である。

【図２３】指導規則の一例を示す図である。

【図２４】従来の訓練装置の構成を示すブロック図で
ある。

【符号の説明】

Ａ学習者、Ａ１操作装置、２０１表示装置、２０
２状況記憶部、２０３対話管理部、２０４シミュ
レータ、２０５学習者行為評価部、２０６適否評価規
則保存部、２０７課題管理部、２０８課題状況生成
部、２０９課題状況情報保持部、２１０状況修正情報
保持部、２１１学習課題保持部、２１２課題状況再
設定部、２１３状況再設定情報保持部、２２１経験
的状況予測情報保持部、２３１，２３１ａ提示課題選
択部、２４１状況生成コスト評価部、２４２コスト
設定情報保持部、２５１課題履歴記憶部、２６１提示
制約評価部、２６２課題提示制約保持部、２８２課
題頻度調整部、２９１教育的メッセージ生成部、２９
２指導規則保持部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】訓練環境を模擬した結果を模擬状況とし
て作成するシミュレータと、これを表示する表示手段と、上記シミュレータを用いて学習者に提示すべき模擬状況
と該模擬状況のもとで学習者が実行すべき適切な行為と
を併せて課題とし、実際に学習を行う課題の課題情報を
保持する学習課題保持手段と、上記模擬状況と学習者の発話意図とを現在の状況として
保持する状況記憶手段と、上記状況を参照し学習者の発話意図に従って上記シミュ
レータを制御するとともに、発話意図を上記状況記憶手
段へ送る対話管理手段と、課題として学習者へ提示すべき模擬状況の成立条件を定
めた課題状況情報保持手段と、将来において上記課題模擬状況が得られるように、上記
シミュレータに対して修正制御を行う方法を定めた状況
修正情報保持手段と、上記課題情報と課題状況情報と上記状況修正情報とを用
いて、シミュレータに対する修正制御を行うとともに、
上記状況を参照して課題模擬状況となったことを検知し
たときには課題到達通知を出力し、該状況修正情報を用
いて該課題模擬状況を生成することが不可能であること
を検知したときには課題到達不能通知を出力する課題状
況生成手段と、上記課題模擬状況における、学習者の行為の適切さを判
断する評価基準を定めた適否評価規則保持手段と、上記課題情報と適否評価規則と状況とを参照して、学習
者の行為の適切さを評価し、適切であるときは課題達成
情報を出力し、適切でないときは課題失敗情報を出力す
る学習者行為評価手段と、上記課題模擬状況を再度生成するために、シミュレータ
に対して修正制御を行う方法を定めた状況再設定情報保
持手段と、上記課題情報と状況再設定情報を用いて、シミュレータ
に対する修正制御を行うとともに、該修正制御の結果を
再設定情報として出力する課題状況再設定手段と、上記学習課題保持手段より課題情報を読み出し、上記課
題状況生成手段へ該課題情報を送り、該課題状況生成手
段より課題到達通知を受けた場合には、上記学習者行為
評価手段へ該課題情報を送り、該学習者行為評価手段よ
り課題失敗情報を受けた場合あるいは該課題状況生成手
段より課題到達不能通知を受けた場合には、上記課題状
況再設定手段へ該課題情報を送り、該課題状況再設定手
段より入力された再設定情報を用いて上記学習課題保持
手段の課題情報を更新するとともに、新たな該課題情報
を上記課題状況生成手段へ送り、上記学習者行為評価手
段より課題達成通知を受けるまでは以上の動作を繰り返
す課題管理手段と、を備えたことを特徴とする訓練装置。
【請求項２】学習者の過去の行動事例より将来の行動
を予測するための情報を保有する経験的状況予測情報保
持手段を備え、上記課題状況生成手段および上記課題状
況再設定手段は、該経験的状況予測情報を使った予測結
果を用いて模擬状況の修正を行うことを特徴とする請求
項１に記載の訓練装置。
【請求項３】上記学習課題保持手段は複数の課題を課
題情報として保持し、上記学習課題保持手段の複数課題
の中から学習者に提示する課題の課題情報を選択する提
示課題選択手段を備え、上記課題管理手段は上記提示課
題選択手段で選択された課題情報を用いることを特徴と
する請求項１または２に記載の訓練装置。
【請求項４】現在の模擬状況を修正し課題模擬状況を
生成するまでのコストの設定基準を定めたコスト設定情
報保持手段と、上記状況を参照し上記コスト設定情報に
従って課題模擬状況を生成するコストを計算して出力す
る状況生成コスト評価手段と、を備え、上記提示課題選
択手段は、上記状況生成コスト評価手段より受け取った
状況生成コストを利用して課題を選択することを特徴と
する請求項３に記載の訓練装置。
【請求項５】学習者に提示を行なった課題の履歴とそ
の成否の履歴を記憶する課題履歴記憶手段を備え、上記
提示課題選択手段は、上記課題履歴記憶手段より受け取
った学習履歴情報を利用して課題を選択することを特徴
とする請求項３または４に記載の訓練装置。
【請求項６】課題を提示するときの制約条件を定めた
課題提示制約保持手段と、上記状況を参照し上記制約条
件に従って課題の提示可否を評価して出力する提示制約
評価手段を備え、上記提示課題選択手段は、上記状況生
成コストと上記提示制約評価手段より受け取った提示可
否を利用して課題を選択することを特徴とする請求項３
ないし５のいずれかに記載の訓練装置。
【請求項７】上記学習課題保持手段において、学習に
おける提示の優先度を課題情報に付与し、上記提示課題
選択手段において、上記状況生成コストと上記優先度と
を利用して課題を選択することを特徴とする請求項３な
いし６のいずれかに記載の訓練装置。
【請求項８】上記課題情報は、課題難度に関する情報
を含み、上記適否評価規則保持手段は学習者の行為の適
切さを判断する評価基準として課題難度に応じた評価基
準を有し、上記状況再設定情報保持手段は上記シミュレ
ータに対する修正制御のための課題難度に応じた情報を
有し、上記学習課題保持手段に格納された未達成の課題
の課題情報に対してその課題難度を上記課題達成情報ま
たは課題失敗情報に基づいて変更する課題難度調整手段
を備えたことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか
に記載の訓練装置。
【請求項９】指導的発話文を生成する規則を指導規則
として定めた指導規則保持手段と、上記指導規則に基づ
き上記課題達成情報または課題失敗情報を使って学習者
に対し教育的なメッセージを生成する教育的メッセージ
生成手段と、を備えたことを特徴とする請求項１ないし
８のいずれかに記載の訓練装置。