【研究分野】知能情報学

【研究領域課題番号】13680448 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ニューラルネットワーク / 進化手法 / ルール抽出 / 画像 / 知識抽出 / 画像検索 / 学習 / インターネット / 進化的アルゴリズム

【研究成果の概要】

本研究では,インターネット上で膨大に存在する画像から効率的に目的画像を検索するための基礎技術を開発した.特に,画像の潜在情報を言葉や概念として抽出し,情報検索法である潜在的意味インデキシングのための特徴ベクトルを生成するための基盤技術を研究開発した.この開発では,進化的に構造を変えていくニューラルネットワークの学習機能とルール化手法により,画像情報を言葉や概念に変換するための基礎研究を行い,ルール化手法を提案した.このルール化手法では人間の有する画像に対する概念や知識をニューラルネットワークに埋め込み,知識の洗練化のための学習を行い,その後にニューラルネットワークから人間が理解できる形式の知識やルールを抽出する.
実際に,パターン分類問題とカオス信号の同定問題に対して,人間がパターン分類や同定を行うための規則を作成し,その規則をニューラルネットワークに埋め込み,規則の洗練化のための学習を行い,最後に学習済みのニューラルネットワークから人間が理解できる形式の簡単なルールを作成できることを示した.
この技術を利用すると,画像に対して人間が有する知識をニューラルネットワークに埋め込み,さらなる学習後に,画像検索に有効な知識抽出規則や概念を抽出するためのルールを生成することが可能となり,本研究の目的を達成することが可能になると考えられる.平成14年度には,進化的手法であるインタラクティブ進化アルゴリズムにより,実際の画像に対して,キーワード抽出の実験を行い,比較的に良好な結果を得ている.
さらに,様々な画像に対しても適用可能であるように,画像の大分類の方法の開発,進化的ニューラルネットワークを用いたキーワード抽出実験を行い,70%程度以上の精度で,大分類とキーワード分類を行うことができた.今後は,もっと多数の画像種類に対して有効性を検証するとともに,これまでに開発した手法を統合化して画像検索のためのキーワード抽出システムを実装化していく必要がある.さらに精度改善のための方法を開発することも重要である.

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2001 - 2002

【配分額】3,300千円 (直接経費: 3,300千円)

【研究分野】教育工学

【研究領域課題番号】10400015 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

インターネット / 学習 / フィルタリング / 学齢 / 学習指導要領 / 自己組織化マップ / 自動通知システム / 検索システム / 不適切単語 / 論文データーベース / 新聞情報 / 自動検索通知システム / 情報提供範囲 / 学校教育 / 学習情報 / 特徴ベクトル / 学習情報検索システム / 分類システム

【研究成果の概要】

本研究では、学習に利用可能なウェブサイトの情報を効率よく分類することを目的とした、キーワード検索のためのシステムを作成した。まず、教科書の用語出現傾向に基づいて、利用可能な教科書の学習単元を推定する方法を検討し、各用語の各単元における出現頻度を要素とする行列から用語・単元の特徴ベクトルを抽出するという手法を確立した。さらに、教科書用語の特徴ベクトルの合成によって任意の文書の特徴ベクトルを生成する手法も確立した。この手法による分類可能性を確認するために、インターネット上のリンク集に登録されているウェブサイト群について、現職教員の手による分類を用いた評価を基に分類過程の各処理のパラメータの最適化を行った。これらの方法によって、類似度の高い順に教科書の単元を一覧表示によって分類することが可能となった。
インターネットを学習に用いる場合、不適切な単語を含む情報を除外しておく必要がある。従来、単語によるフィルタリングが使用されているが、これは、学齢の区別なく一律に不適切な単語を含む情報を止めてしまう。そこで、インターネットにおける学齢に応じた不適切単語フィルタリングシステムを構築した。このシステムによれば、学年をあらかじめ設定しておけば、その学年以下の子どもにはその単語をフィルタリングし、既に社会の時間で適切な意味を学習した子どもに対してはフィルタリングしないといった設定を行なうことができる。
インターネットにおける自動検索通知システムを構築した。これは、あらかじめ登録したキーワードで自動的に検索を行ない、新規情報があった場合に電子メールで通知する機能を持つシステムである。これによって、日本教育工学会で過去に発表された論文等のデータベースに新たな情報が入力される度に登録キーワードに関する新規情報を電子メールで通知するようにした。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】1998 - 2000

【配分額】3,600千円 (直接経費: 3,600千円)

【研究分野】教育工学

【研究領域課題番号】10308005 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

インターネット / 情報検索 / 学習 / 漢字かな変換 / 学習履暦収集システム / 使用漢字チェックプログラム / タイ語学習システム / 新聞情報自動通知システム / 学習情報検索システム / 学習支援システム / インターネット情報検索 / 漢字かな検索 / 情報モラル学習システム / 学習履歴収集システム / キーワード検索 / 教育情報 / 新聞情報 / 著作権 / 有害情報フィルタリング / 自動検索通知

【研究成果の概要】

学習者が広大なインターネットから必要な学習情報を捜し出すのは容易でない。また、学習情報が捜し出せても、未だ習っていない漢字を含んでいるために、読むことが困難であるという問題がある。そこで、本研究では、「漢字表記自動変換サーバ」および「学習情報提供システム」を完成させ、実際に運用を行なった。「漢字表記自動変換サーバ」では、任意のウェブページの漢字表記を、学習者の学年にあわせて自動変換することができる。そして、「学習情報提供システム」では、学習に有用なウェブページを検索し、検索結果の漢字表記を自動変換できるようにするシステムを構築した。これらのシステムにより、学習者が学習したい学年・科目を指定するだけで、学習に有用な情報を検索でき、その検索結果を、学習者の学年に合わせた漢字表記に自動変換できるようになった。
インターネットでアクセスしてきた学習者の学習履歴を収集し、学習者が辿ったとおりに提示画面を時系列的に再現するシステムを開発した。そして、これらを融合して学習者の履歴を収集し、再現することを確認した。
「使用漢字チェックプログラム」を開発した。このプログラムにより、任意のテキスト形式の文章中で使用されている漢字が、指定した学年までに習ったものかどうかをチェックできる。これにより、インターネット上の教材等を作成する際に、子どもが習っていない漢字を使ってしまうという問題を解決した。
日々追加・更新される多くの情報を検索して調べることは,子どもたちにとって大きな負担となる.そこで,子どもたちが求める情報が公開されたときに,自動的に電子メールで通知するエージェントシステムを開発した.新聞社がインターネット上で公開している新聞記事を対象とし,「新聞情報自動検索通知システム」として構築した.
次に、本研究では、インターネットを利用した、日本人のための「タイ語総合力学習支援システム(CATL)」を開発した。そして、学習操作実験を実施し、アンケート39項目について分析を行なった。その結果、タイ語やタイ教材に触れる機会の少ない学習者に本システムが役に立つこと、本システムが使いやすいインターネット教材であることを明らかにした。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】1998 - 2000

【配分額】28,900千円 (直接経費: 28,900千円)

【研究分野】教育工学

【研究領域課題番号】08558010 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

データベース / インターネット / WWW / 自動検索通知システム / 新聞記事 / 情報検索 / 学習 / 情報教育 / ネットワーク / 学会情報 / 教育工学 / 研究情報 / 情報提供

【研究成果の概要】

本研究は、教育に関する情報をインターネットを介して提供するシステムの研究開発を目的としている。その成果として、次のような結果を得た。
・「日本教育工学会発表論文等自動検索通知システム」の構築
日本教育工学会事務局と教育工学関連学協会連合事務局を持つ東京工業大学教育工学開発センターにおいて、学会の論文等のデータベースを構築し、最新の情報をユーザに電子メールで通知するシステムを開発した。システムは、データベースの更新時に、ユーザがあらかじめ登録したキーワード等を用いて、自動的に検索を行なう。新規情報が見つかった場合は、ユーザに対して電子メールで通知する。本システムでは、インターネットを経由してWWW上でデータベースを検索する機能も持つ。現在、学会のホームベージを通して公開し、運用している。
・「新聞情報自動検索通知システム」の構築
インターネット上に公開されている新聞記事を、児童・生徒、および教員が学習に活用できるようにするシステムを構築した。本システムは、インターネット上に公開された新聞記事をWebロボットで自動的に収集して、検索インデクスを構築する。そして、学習者があらかじめ登録したキーワードを含む記事を、定期的に自動検索し、新しい記事が見つかった場合は、登録した学習者に対して、電子メールで通知する。電子メールを受け取った学習者は、このページを通して、新聞社のWebサーバにアクセスし、記事を閲覧することができる。本システムにより、インターネット上の新聞記事を利用・活用する環境を構築することができた。
以上、これらの成果を総合的にまとまた。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】1996 - 1998

【配分額】10,300千円 (直接経費: 10,300千円)