AIとARを用いた平面図の3次元モデル化システムの開発

抄録

数学の空間図形は，一般に教科書の紙面など2次元に描かれている．ブロックなど実物を用いた学習では直感的な理解が可能であるが，教科書だけの学習では，より高度な空間認知能力が求められる．本稿では，空間認知能力の不十分な学習者に対し，ARを用いて2次元上の空間図形を3次元で可視化し，平面から立体への変換のイメージを掴みやすくすることで，学習を支援するアプリケーションを開発した．OpenCVライブラリと機械学習技術を用いて，2次元の図面の特徴から3次元データを生成することで，汎用的なARによる学習支援を実現した．また学習効果検証のため，67名と24名を対象に実証実験を行った．空間図形の問題では，線分の長さの比や回転を用いて解く問題で，ARを用いたグループの方が，ARを用いないグループより高い正解率を得る傾向が見られた．また，実験後のアンケートから，開発システムの有効性を確認した．