(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の幼児の語彙学習過程における獲得単語ｗの獲得時期ｘと累積発声割合Ｐｗを入力として、獲得単語ｗ毎にロジスティック曲線を描く次式の関数をモデル化し、パラメータｃｗとｂｗを算出するロジスティック関数近似部と、
【数４】
0005806642.tif 000005
上記パラメータｃｗとｂｗを保存するパラメータ保存部と、
獲得時期ｘ、累積発声割合Ｐｗ、パラメータｃｗ、ｂｗのいずれか１つ以上に関する質問に合致する単語を、上記したパラメータｃｗとｂｗを用いて計算して探索し、所望の単語として出力する単語探索部と、
を具備する幼児単語探索装置。
【請求項２】
複数の幼児の語彙学習過程における獲得単語ｗの獲得時期ｘと累積発声割合Ｐｗを入力として、上記獲得単語ｗ毎にロジスティック曲線を描く次式の関数をモデル化し、パラメータａｗが１以下の場合はそのままパラメータａｗとｃｗとｂｗを算出し、パラメータａｗが１より大きい場合はａｗ＝１として次式の関数をモデル化してパラメータａｗとｃｗとｂｗを算出するロジスティック関数近似部と、
【数５】
0005806642.tif 000006
上記パラメータａｗとｃｗとｂｗを保存するパラメータ保存部と、
獲得時期ｘ、累積発声割合Ｐｗ、パラメータａｗ、ｃｗ、ｂｗのいずれか１つ以上に関する質問に合致する単語を、上記したパラメータａｗとｃｗとｂｗを用いて計算して探索し、所望の単語として出力する単語探索部と、
を具備する幼児単語探索装置。
【請求項３】
複数の幼児の語彙学習過程における獲得単語ｗの獲得時期ｘと累積発声割合Ｐｗを入力として、獲得単語ｗ毎にロジスティック曲線を描く次式の関数をモデル化し、パラメータｃｗとｂｗを算出するロジスティック関数近似過程と、
【数６】
0005806642.tif 000007
パラメータ保存部に、上記パラメータｃｗとｂｗを保存するパラメータ保存過程と、
獲得時期ｘ、累積発声割合Ｐｗ、パラメータｃｗ、ｂｗのいずれか１つ以上に関する質問に合致する単語を、パラメータ保存部に保存されたパラメータｃｗとｂｗを用いて計算して探索し、所望の単語として出力する単語探索過程と、
をコンピュータが実行する幼児単語探索方法。
【請求項４】
複数の幼児の語彙学習過程における獲得単語ｗの獲得時期ｘと累積発声割合Ｐｗを入力として、上記獲得単語ｗ毎にロジスティック曲線を描く次式の関数をモデル化し、パラメータａｗが１以下の場合はそのままパラメータａｗとｃｗとｂｗを算出し、パラメータａｗが１より大きい場合はａｗ＝１として次式の関数をモデル化してパラメータａｗとｃｗとｂｗを算出するロジスティック関数近似過程と、
【数７】
0005806642.tif 000008
パラメータ保存部に、上記パラメータａｗとｃｗとｂｗを保存するパラメータ保存過程
と、
獲得時期ｘ、累積発声割合Ｐｗ、パラメータａｗ、ｃｗ、ｂｗのいずれか１つ以上に関する質問に合致する単語を、パラメータ保存部に保存されたパラメータａｗとｃｗとｂｗを用いて計算して探索し、所望の単語として出力する単語探索過程と、
をコンピュータが実行する幼児単語探索方法。
【請求項５】
請求項１又は２に記載した幼児単語探索装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、幼児の語彙学習過程における単語を探索する幼児単語探索装置とその方法とプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
幼児の初期語彙発達を研究する分野において、幼児単語の特徴を表す指標の一つとして従来から「５０％到達月齢」が用いられている。「５０％到達月齢」とは、複数の幼児が学習した単語を1ヶ月毎に観察記録してその横断データから各語の獲得割合を算出し、その割合が最初に５０％に到達した月齢のことである。例えば、「パパ」という語を、１４ヶ月では４２％、１５ヶ月では５１％、１６ヶ月では６４％の幼児が獲得していたとすると、「パパ」の５０％到達月齢は１５ヶ月となる。
【０００３】
従来この「５０％到達月齢」のデータは、例えば非特許文献１に記載されているマッカーサー乳幼児言語発達質問紙と呼ばれる標準化された語彙チェックリストを用いて収集されていた。そして、「５０％到達月齢」を、各々の単語の特徴量としていた。
図１２に、そのようにして収集した日課とあいさつに関する単語の「５０％到達月齢」の値を例示する。１列目は単語、２列目〜１２列目は月齢に対する出現率、１３列目は「５０％到達月齢」である。図１２は、１００人程度の幼児のデータである。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】小椋たみ子、綿巻徹、「日本のこどもの語彙発達の基準研究：日本語マッカーサー乳幼児言語発達質問紙から」発達・療育研 2008. vol.24.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
「５０％到達月齢」は、単語の出現率に対応する月単位の数値をそのまま用いていたので、特徴量としての分解能及び精度の点で不足があった。また、「５０％到達月齢」の値に基づいて、例えば、その値が１５ヶ月の単語を検索しようとした場合、従来は、例えば表計算ソフト等を利用して検索する方法しかなく、その利用形態が一般向きではないといった課題があった。
【０００６】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、「５０％到達月齢」の特性に適合性の良い関数を導入することで、データの分解能と精度面を向上させると共に、その関数のパラメータを利用して単語を容易に探索することができる幼児単語探索装置と、その方法とプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の幼児単語探索装置は、ロジスティック関数近似部と、パラメータ保存部と、単語探索部と、を具備する。ロジスティック関数近似部は、複数の幼児の語彙学習過程における獲得単語ｗの獲得時期ｘと累積発声割合Ｐｗを入力として、獲得単語ｗ毎にロジスティック曲線を描く次式の関数をモデル化し、パラメータｃｗとｂｗを算出する。
【０００８】
【数１】
0005806642.tif 000002
【０００９】
パラメータ保存部は、パラメータｃｗとｂｗを保存する。単語探索部は、入力される質問に合致する単語を、パラメータｃｗとｂｗを用いて計算して探索し、所望の単語として出力する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の幼児語単語探索装置によれば、単語の累積発声割合の特性をロジスティック曲線でモデル化して累積発声割合を計算し、入力される質問に合致する獲得単語を探索して出力するので、「５０％到達月齢」の特徴量としての分解能・精度を向上させることができる。また、幼児単語の探索を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の幼児単語探索装置１００の機能構成例を示す図。
【図２】獲得単語ｗを「はい」とした場合の獲得時期ｘと累積発声割合Ｐｗとの関係の例を示す図。
【図３】幼児単語探索装置１００の動作フローを示す図。
【図４】図２に示す関係を、モデル化した関数で得られるロジスティック曲線を示す図。
【図５】単語「バーバ」について関数（式（１））をモデル化した場合のロジスティック曲線を示す図。
【図６】本発明の幼児単語探索装置２００の機能構成例を示す図。
【図７】幼児単語探索装置２００の動作フローを示す図。
【図８】単語「バーバ」について関数（式（２））をモデル化した場合のロジスティック曲線を示す図。
【図９】図４に示す関係を関数（式（２））でモデル化した場合のロジスティック曲線を示す図。
【図１０】幼児が発声した単語を記録した結果から幼児単語探索装置２００で求めた単語毎のパラメータの例を示す図。
【図１１】幼児の理解を親が判断した単語を記録した結果から幼児単語探索装置２００で求めた単語毎のパラメータの例を示す図。
【図１２】「５０％到達月齢」の値を例示する図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。複数の図面中同一のものには同じ参照符号を付し、説明は繰り返さない。
【実施例１】
【００１３】
図１に、この発明の幼児単語検索装置１００の機能構成例を示す。幼児単語検索装置１００は、月別の累積発声割合と利用者の質問を入力として、質問に合致する幼児語単語を検索して出力するものである。
【００１４】
〔月別の累積発声割合〕
先ず、月別の累積発声割合について説明する。月別の累積発声割合とは、複数の幼児の語彙学習過程における語彙の獲得時期ｘと、ある獲得単語ｗの累積発声割合Ｐｗとから成るデータである。図２に、獲得単語ｗを「はい」とした場合の例を示す。横軸は獲得時期ｘ、縦軸は累積発声割合Ｐｗである。
【００１５】
累積発声割合のデータは、例えば、上記した〔非特許文献１〕に記載されているＣＤＩと言われる質問表を用いて、特定の月齢毎に集める。この他の例としては、例えばウェブ日誌法を利用して取得した語彙学習データを元に作成する。ウェブ日誌法は、幼児が単語を新たに学習（発話）した場合に、ウェブ上の特定のサイトに携帯電話やパーソナルコンピュータからネットワークを介してアクセスし、その日の日誌と共に、幼児が覚えた単語を記録するものである（参考文献１「小林哲生、永田昌明（2009）「ウェブを用いた幼児語言語発達研究：大規模縦断データ収集の試み」、言語処理学会第１５回年次大会論文集、p. 534-537」、参考文献２「小林哲生、永田昌明（2010年3月）、「ウェブ上で収集した幼児語彙発達データの信頼性検証」、言語処理学会第１６回年次大会論文集、p. 403-406」参照）。この方法の有効性は科学的に検証されている。
【００１６】
この方法によるデータ取得の利点は、親にとっても比較的容易に記録できる方式でありながら、記録年月日（幼児が新たな単語を覚えた年月日）と幼児の生年月日との差から、幼児が新たな単語を覚えた日齢を算出可能な点である。
【００１７】
なお、語彙学習データは、他の方法で取得したものを用いても良い。例えば、幼児の発話を全てディジタルビデオレコーダーなどの電子メディアに記録して、それを分析して作成してもよい。または、所定期間毎（例えば数ヶ月毎）にアンケートに回答してもらい、幼児が新たに発話した単語数と単語を把握した結果を用いてもよい。また、日齢は月齢であってもよい。
【００１８】
幼児単語検索装置１００は、ロジスティック関数近似部１０と、パラメータ保存部２０と、単語探索部３０と、を具備する。その動作フローを図３に示す。幼児単語検索装置１００は、例えばＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＰＵ等で構成されるコンピュータに所定のプログラムが読み込まれて、ＣＰＵがそのプログラムを実行することで実現されるものである。
【００１９】
ロジスティック関数近似部１０は、複数の幼児の語彙学習過程における獲得単語ｗの獲得時期ｘｉと累積発声割合Ｐｗｉを入力として、獲得単語ｗ毎にロジスティック曲線を描く次式の関数を累積発声割合としてモデル化し、ｘ＝ｘｉと置いた時のＰｗｉとの誤差の和が最小になるように、パラメータｃｗとｂｗを算出する（ステップＳ１０）。
【００２０】
【数２】
0005806642.tif 000003
【００２１】
関数をモデル化するに当たっては、最小二乗法や尤度最大化手法を用いる。この場合、非線形な関数の最適化が必要になるので、最急降下法などの手法を用いて最適なパラメータを求める。何れの手法も周知であり、詳しい説明は省略する。
【００２２】
パラメータ保持部２０は、ロジスティック関数近似部１０でモデル化したパラメータｃｗとｂｗを保存する（ステップＳ２０）。
【００２３】
単語探索部３０は、入力される質問に合致する単語を、上記したパラメータｃｗとｂｗを用いて計算して探索し、所望の単語として出力する（ステップＳ３０）。ここで質問とは、例えば、「３歳児の８割が話す単語は何か」、「覚え難い（易い）単語は何か」、「幼児の発話しない単語は何か」など、と言ったものが想定される。
【００２４】
単語探索部３０は、パラメータ保持部２０に保存された全ての単語ｗについての累積発声割合Ｐｗを計算して、例えば、「３歳児の８割が話す単語」に合致する単語を所望の単語として探索する。
【００２５】
図４に、式（１）で計算されるロジスティック曲線によるモデル化された累積発声割合を示す。ロジスティック曲線は、Ｓ字型の曲線であり、最初は緩やかに増加した後に傾きが急になった後に再び増加量が穏やかになる変化を示す。パラメータｃｗは、その単語（ｗ）の累積発生割合の傾きであり、ｂｗはロジスティック曲線のオフセット量を表す。ｃｗが大きくなるとＳ字曲線の中央部分の傾きが急になり、ｂｗが大きくなるとＳ字曲線が獲得時期ｘの大きい方に移動する関係にある。
【００２６】
よって、例えばパラメータｃｗが大きな単語ｗは、覚え易い単語と言うことになる。具体的な質問としては、例えばｃ＜0.005などのようにして与える。また、質問として「３歳児の８割が話す単語」が与えられた場合、単語探索部３０は、ｘ＝３年で全ての単語についての累積発声割合Ｐｗを計算して、Ｐｗ≧0.8の単語を探索し、その条件に合致する全ての単語を所望の単語として出力する。このように、幼児単語検索装置１００は、利用者が要求する質問に合致する単語を容易に探索することが出来る。また、ロジスティック曲線は、獲得時期ｘと真の累積発声割合Ｐｗとの関係に良く適合するので、累積発声割合Ｐｗの分解能と精度を従来法よりも向上させることが出来る。
【００２７】
幼児単語検索装置１００は、単語によってはロジスティック曲線の適合性が良くないも場合もある。図５に、単語「バーバ」についてモデル化（式（１））した場合のロジスティック曲線を示す。図４ほど、よく適合していない。これは、累積発声割合Ｐｗが０．８近辺で頭打ちする現象によるものと考えられる。そこで、より適合性のよい関数を用いた幼児単語探索装置２００について次に説明する。
【実施例２】
【００２８】
図６に、幼児単語探索装置２００の機能構成例を示す。その動作フローを図７に示す。幼児単語探索装置２００は、ロジスティック関数近似部２１０で用いる関数のみが、幼児単語探索装置１００と異なるだけで、その機能構成は同じである。
【００２９】
ロジスティック関数近似部２１０は、複数の幼児の語彙学習過程における獲得単語ｗの獲得時期ｘｉと累積発声割合Ｐｗｉを入力として、獲得単語ｗ毎にロジスティック曲線を描く次式の関数で累積発声割合をモデル化し、パラメータａｗが１以下の場合はそのままパラメータａｗとｃｗとｂｗを算出し、パラメータａｗが１より大きい場合はａ＝１として次式の関数をモデル化してパラメータａｗとｃｗとｂｗを算出する
【００３０】
【数３】
0005806642.tif 000004
【００３１】
幼児単語探索装置２００は、関数にパラメータａｗを追加したことにより、ａｗがａｗ＞１となることがある。累積発声割合が１を越えることは無いので、この場合（ステップＳ２１２のＹｅｓ）は、ａｗ＝１として（つまり式（１）で）パラメータｃｗとｂｗを再計算する（ステップＳ２１３）。
【００３２】
以降の処理は、幼児単語探索装置１００と同じである。ただし、パラメータａｗが追加されているので、幼児単語探索装置１００の処理と区別する目的で参照符号を２０′，３０′と表記している。
【００３３】
図８に、パラメータａｗを導入したロジスティック関数による単語「バーバ」についてのロジスティック曲線を示す。図５よりも、累積発声割合Ｐｗに適合していることが分かる。また、図９に、単語「はい」を、幼児単語探索装置２００でモデル化したロジスティック曲線を示す。幼児単語探索装置１００でモデル化したロジスティック曲線（図４）よりも適合していることが分かる。
【００３４】
パラメータａｗを導入したことにより、ａ＞０．８といった質問を、幼児単語探索装置２００に与えることができる。この意味は、「３歳頃（約１０００日）に８割以上の幼児が話す単語は何」となる。
【００３５】
〔パラメータａｗ，ｃｗ，ｂｗの具体例〕
１２７５名の幼児を対象に作成した獲得時期ｘと累積発声割合Ｐｗのデータを用いて、幼児単語探索装置２００で求めた単語毎のパラメータを図１０に示す。図１０は、幼児が発声した単語を記録した結果から求めたパラメータを示す。図１１に、幼児の理解を親が判断した記録から求めたパラメータを示す。例えば、単語「あーあ」については、前者がａ＝0.832787に対して後者がａ＝0.986093である。この違いは、幼児が３歳ぐらいになった時に、ほぼ全ての幼児は、「あーあ」を理解できるが、８３％程度の子供しかこの単語を発声しないということから来る、すなわち、約１７％の子供は理解しているけれど、この単語を使わないことを意味している。このように理解語と、発声する単語の二つのａを利用することにより、理解語のうちａ＞０.９５でかつ、幼児が発声するａ＜０.６である単語探索などの設定が行える。この設定は、ほとんどの幼児で理解することになるが、その言葉を、４０％以上の幼時が使わない単語を選ぶ設定である。
【００３６】
上記装置における処理手段をコンピュータによって実現する場合、各装置が有すべき機能の処理内容はプログラムによって記述される。そして、このプログラムをコンピュータで実行することにより、各装置における処理手段がコンピュータ上で実現される。
【００３７】
この処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、例えば、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリ等どのようなものでもよい。具体的には、例えば、磁気記録装置として、ハードディスク装置、フレキシブルディスク、磁気テープ等を、光ディスクとして、DVD（Digital Versatile Disc）、DVD-RAM（Random Access Memory）、CD-ROM（Compact Disc Read Only Memory）、CD-R（Recordable）/RW（ReWritable）等を、光磁気記録媒体として、MO（Magneto Optical disc）等を、半導体メモリとしてEEP-ROM（Electronically Erasable and Programmable-Read Only Memory）等を用いることができる。
【００３８】
また、このプログラムの流通は、例えば、そのプログラムを記録したDVD、CD-ROM等の可搬型記録媒体を販売、譲渡、貸与等することによって行う。さらに、このプログラムをサーバコンピュータの記録装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することにより、このプログラムを流通させる構成としてもよい。
【００３９】
また、各手段は、コンピュータ上で所定のプログラムを実行させることにより構成することにしてもよいし、これらの処理内容の少なくとも一部をハードウェア的に実現することとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、幼児を対象としたオーダーメード型教育の分野で利用することができる。
【図１】
0005806642.tif 000009
【図２】
0005806642.tif 000010
【図３】
0005806642.tif 000011
【図４】
0005806642.tif 000012
【図５】
0005806642.tif 000013
【図６】
0005806642.tif 000014
【図７】
0005806642.tif 000015
【図８】
0005806642.tif 000016
【図９】
0005806642.tif 000017
【図１０】
0005806642.tif 000018
【図１１】
0005806642.tif 000019
【図１２】
0005806642.tif 000020