画像電子学会第3回デジタルミュージアム・人文学（DMH）研究会

ナイトミュージアムに向けた操作説明不要な学習支援システムの開発
吉田 桃子†

清間 志音†

岡田 亘生†

菅田 康彦‡

廣瀬 誠††松江工業高等専門学校 〒690-8518 島根県松江市西生馬町 14-4
‡奥出雲多根自然博物館 〒699-1434 島根県仁多郡奥出雲町佐白 236-1
E-mail: †j1739@gm.matsue-ct.jp
あらまし 博物館では ICT を活用した新しい展示手法の導入が期待されている．しかし，システムの導入には多額の費用がかかるものが多く，導入後の運用においても来館者への説明，システム運用マニュアルの学習等の職員の負担が増えるため，中小規模の博物館では費用対効果の面から導入に踏み切れない．そこで，来館者が簡単に操作でき，かつ，職員の負担も少ないプロジェクターカメラシステムによる博物館学習支援システムの開発・運用を試みた．簡単な操作の実現にはアフォーダンス理論による能動的な動作の誘発を利用し，同時に職員の負担軽減にも応用した．また，展示されているフロアの横面ではなく床面に投影することにより，改装費用などのコスト削減および意外性の演出を試みた．夜間のイベント（ナイトミュージアム）における利用において，職員に対するアンケートからシステム導入における負担軽減の評価を行った．
キーワード

博物館・プロジェクターカメラシステム・アフォーダンス・ナイトミュージアム

Development of a Learning Support System for the Night Museum that Doesn't
Require Explanations of System Operation
Momoko YOSHIDA†

Shion SEIMA†

Yasuhiko SUGATA‡

andKoki Okada†

Makoto HIROSE††National Institute of Technology，Matsue College 14-4 Nishiikuma-cho，Matsue-shi，Shimane，690-8518 Japan‡Okuizumo Tane-museum 236-1 Sajiro Okuizumo-cho，Nita-gun，Shimane，699-1434 Japan
E-mail: †j1739@gm.matsue-ct.jp
Abstract In museums, the introduction of new exhibition methods using ICT is expected. However, most of the systems
require a large amount of money to be spent for their introduction, and the burden on the staff to explain the system to visitors
and learn the system operation manual increases even after their introduction. Therefore, we attempted to develop and operate amuseum learning support system using a projector-camera system that is easy for visitors to operate and less burdensome forstaff. In order to achieve easy operation, we used the affordance theory to induce active behavior, and at the same time, weapplied it to reduce the burden on the staff. In addition, we tried to reduce the cost of renovation and to create an unexpected
effect by projecting on the floor instead of the side of the floor where the exhibits are displayed. The system was used during
nighttime events (Night Museum), and from a questionnaire survey of the staff, we evaluated the reduction in the burden of
introducing the system.
Keyword Museum，Projector-Camera System，Affordance，Night Museum化が不十分」といった回答が上位に挙げられている ．

1. は じ め に博物館は，資料収集・保存，調査研究，展示，教育

これらから，「 言 語 を 問 わ な い 」，「 安 価 」，「資料のデジ普及といった様々な活動を一体的に行う施設であり ，タル化」を取り入れた博物館学習支援システムの開発

実物資料を通じて人々の学習活動を支援する施設としが求められる．島根県仁多郡奥出雲町にある奥出雲多ても，重要な役割を果たしている．一方で，博物館が根 自 然 博 物 館 [2](以 下「 多 根 自 然 博 物 館 」と 呼 ぶ )で は ，抱 え る 課 題 と し て ， 博 物 館 総 合 調 査 [1]で は “自 館 の 問

前述の特徴を取り入れた博物館学習支援システムの導

題 点 ”の 問 い に 対 し て 「 外 国 人 向 け の 対 応 が 不 十 分 」，入に注力している．常設されているシステムは，タッ「 財 政 面 の 厳 し い 状 況 」，「 資 料 ・ 資 料 目 録 の デ ジ タ ル

チパネル等を用いて恐竜の情報や歴史などを学習する

12

画像電子学会第3回デジタルミュージアム・人文学（DMH）研究会

こ と が で き る（ 図 1）．ま た ，多 根 自 然 博 物 館 の 最 大 のafford か ら 造 ら れ て お り ， 物 が 持 つ 形 や 色 ， 材 質 な ど

特長は，宿泊施設が併設されているため，夜間のイベが，その物自体の扱い方を説明しているという考え方ントが可能な点であり，宿泊客限定で夜間に館内を回である．

る探検ツアー企画（ナイトミュージアム） を実施して机を考え方の例として挙げる．机に対して人が持つアフォーダンスを図 2 に示す．

いる．本研究ではこの企画におけるシステムの開発を目的とする．

(a)デ ジ タ ル 標 本(b)恐 竜 探 索 ゲ ー ム

図 2 机に対して人が持つアフォーダンス の例

図 1 多根自然博物館の既存システム机は本来座ることを目的としていないが，実際に座多根自然博物館の職員は通常業務に加え，システムることはある．その理由として，机の上に座る際に足の運用をすることになる．この時，システム開発におが多少浮く丁度良い高さとなり，本来座ることを目的いて必須事項が二点ある．とした椅子と同じ状態になると考えるからである．よ

一点目は，システムの運用にあたり職員への教育コって，机に座ることができるという行動がアフォード

ス ト が か か ら な い こ と で あ る ．開 発 案 と し て ，HMD[3]され，本来は座るものではないが，座ってしまう．こや VR[4][5]，AR[6] の 導 入 を 検 討 し た が ，職 員 へ の 教の状態を，机と人の間にアフォーダンスが存在してい育コストがかかることや，複数台準備した場合に機器ると言う．

導入費用が高額になる上，来館者が操作をする際に職しかし，アフォーダンスは全ての行動が全ての人に員の操作説明が必要となるため，職員は常にシステム

存 在 す る わ け で は な い ． 上 記 の 理 由 に あ る ”丁 度 良 い ”の傍にいなければならない．以上のことから，まず，というのは感覚であり個人差が生じる．例えば幼い子システムを起動するのみで後は何もしなくてもよいコ

供 の 場 合 ，机 は 座 る の に は 机 の 脚 が 長 す ぎ る た め ，"丁ンテンツ（動画等，詳細は後述）の導入 を試みる．こ度 良 い "高 さ と は 言 え な い ．そ の た め ，机 に 座 る と い う

れにより，職員への教育コストが抑えられ，システム行動は起きず，机と幼い子供の間にアフォーダンスは導入費用も安価なものとなり，かつ，システム運用中存在しないことになる．に職員が常にシステムの傍にいる必要がなくなる ．

よって、環境と動物・人の間には複数のアフォーダ

二点目は，多根自然博物館への来館者が能動的に触ンスが存在しており，その中から人は特定のアフォーれるシステムである．複雑な操作を取り入れたシステ

ダンスをピックアップする事で行動をしている ．

ムの場合，来館者が触れるたびに職員に操作方法を聞提案するシステムでは，行動を起こさせるものを，

く こ と に な り ，職 員 の 負 担 が 増 え る ．ま た 来 館 者 に は ，プロジェクター投影する映像へ利用することにより ，幼い子供や外国の方がいるため，言語を用いた操作説来館者の能動的なアクションを引き出す．

明では読むことができずにシステムの操作がわからない欠点がある．そこで，アフォーダンス理論をシステ

3.提 案 シ ス テ ム

ムに導入し，来館者が能動的にシステム操作できる仕3.1.シ ス テ ム 構 成組みになることで職員の負担を軽減する．

システム構成を図 3 に示す．壁面に設置した単焦点本報では，上記二点をプロジェクターカメラシステ

プ ロ ジ ェ ク タ ー か ら ，床 面 に PC の 画 面 を 投 影 す る（ 図ムにより実現しその効果を報告する．

3 赤 色 点 線 ）．床 面 に 投 影 す る こ と に よ り 従 来 の 展 示 物の場所を変更する必要がなく改装費用等も不要である．

2.ア フ ォ ー ダ ン ス 理 論

また，床面投影は子供の視線と近いため，壁面投影よア フ ォ ー ダ ン ス (affordance)と は ，環 境 が 動 物 や 人 にり も 興 味 を 持 ち や す い こ と が わ か っ て い る [8]．

対して与える「意味」や「価値」のことであり，アメまた，プロジェクターに向かって左手が展示室へのリ カ の 知 覚 心 理 学 者 ジ ェ ー ム ズ・J・ギ ブ ソ ン に よ る 造

入り口となっており，フロアに入ってすぐに来館者が語 [7]で あ る ．「 与 え る ， 提 供 す る 」 と い う 意 味 の 英 語システムの前に立つ想定となっている．そして ，プロ

13画像電子学会第3回デジタルミュージアム・人文学（DMH）研究会

ジ ェ ク タ ー に 向 か っ て 右 手 の 天 井 に Web カ メ ラ を 来動映像である．

館 者 方 向 に 向 け て 設 置 し (図 3 水 色 実 線 )来 館 者 の 動 きをとらえる．来館者の目線を図 4 に示す．

アプリ開始トリガー

図 3 システム構成

コン
テン
ツ

図 4 来館者目線

3.2.シ ス テ ム 概 要
全体の流れを図 5 に示す．
「 ア プ リ 開 始 ト リ ガ ー 」と「 コ ン テ ン ツ 」か ら 構 成 さ れ て い る ．
「アプリ開始トリガー」にはアフォーダンス理論を組み込むためのドアを 用 い た（ 詳 細 は 後 述 ）．来 館 者 は ，投 影 さ れ て い る ドアの画面の前でドアを開ける動作をする．カメラが開ける動作を認識した後ドアが開く動画が再生され，「コン テ ン ツ 」が 再 生 さ れ る ．
「 コ ン テ ン ツ 」に は 二 種 類 ある．一つは歩く・飛ぶなどの移動をする恐竜と，その恐竜の名前や解説，生息していた時代などを記載した恐竜の映像である．もう一つは，来館者の体の動きと
図 5 全体の流れ

映像内の恐竜が連動して移動や攻撃を行う身体動作連14

画像電子学会第3回デジタルミュージアム・人文学（DMH）研究会「アプリ開始トリガー」と「身体動作連動映像」にコンテンツを作成した．動画では視覚と聴覚だけの刺おける人体推定には，カーネギーメロン大学が開発し激であるが，身体動作と連動させることにより触覚のた OpenPose[9]を 用 い た ． OpenPose は ， 人 物 の 骨 格 を

刺 激 が 追 加 さ れ ，よ り 記 憶 に 定 着 す る 学 習 を 目 指 し た ．

深層学習で推定し，画像や動画から三次元的に身体のアンキロサウルスおよびプテラノドンを動かしている

動 き を 検 出 で き る 姿 勢 推 定 技 術 で あ る ．OpenPose は 市様 子 を 図 7(a)お よ び (b)，そ れ ぞ れ の 操 作 方 法 を 表 1 お販 の Web カ メ ラ で 動 作 す る た め ，シ ス テ ム の 運 用 に かよび 2 に示す．

かる費用を抑えることが可能となる．
また，本システムは，一度起動すると半永久的に動作する映像再生システムであるため，職員の手を煩わすことなくシステムの運用が可能となる．

3.3.コ ン テ ン ツ
3.3.1.恐 竜 の 動 画本システムでは，アンキロサウルス・ティラノサウ
ルス・プテラノドン・パラサウロロフス・スピノサウ
ルスの計 5 種類の恐竜の映像を作成した．図 6 に恐竜の 動 画 を 示 す ．こ れ ら は ，1 種 あ た り 70 秒 あ り ，ラ ンダムに再生される．動画中にはその恐竜がいた時代，(a)ア ン キ ロ サ ウ ル ス

生態の説明が表示され，実際の動きと同時に表示させ(b)プ テ ラ ノ ド ン

図 7 身体動作連動映像

ることにより，名前と見た目を同時に学習させることを目的としている．

表 1 来館者の動きとアンキロサウルスの動き・学習
人間の動き
右腕を横に振る
左腕を上に振る
恐竜の動き

方向転換

襲ってくる恐竜へ尻尾で反撃学習の内容

恐竜の移動方法

恐竜の食物連鎖， 身を守るための行動

表 2 来館者の動きとプテラノドンの動き・学習
人間の動き
両腕を上昇
両腕を下降

(a) ア ン キ ロ サ ウ ル ス

恐竜の動き

空中での滑空水中の魚の捕獲

学習の内容

翼竜の移動方法

翼竜の移動方法， 食性，狩りの方法(b) テ ィ ラ ノ サ ウ ル ス (c)プ テ ラ ノ ド ン

3.4.ア フ ォ ー ダ ン ス 理 論 の 組 み 込 み
本システムでは「アプリ開始トリガー」にアフォーダンス理論を組み込んだ．開始時にドアの画面を投影することにより，来館者とドアの間に「開く」というア フ ォ ー ダ ン ス を 提 示 す る .ド ア は「 開 く 」こ と を 来 館者にアフォードするため，この画面における操作に特別な事前学習が必要ない．よって，来館者への操作説
明が不要となり，動画再生における職員への負担もか(d) パ ラ サ ウ ロ ロ フ ス

からない．

(e)ス ピ ノ サ ウ ル ス

また，来館者のドアを「開く」動作をカメラが検知

図 6 恐竜の動画するまで，画面は遷移しないため，来館者が能動的にシステムに触れる仕組みとなっている．来館者が「開3.3.2.身 体 動 作 連 動 映 像

く」動作をすると，カメラが検知しドアが「開く」動本システムでは，アンキロサウルスとプテラノドン

画 が 再 生 さ れ る (図 8)．の 2 種 類 に つ い て ，OpenPose を 用 い て 実 際 に 動 か せ る15画像電子学会第3回デジタルミュージアム・人文学（DMH）研究会

4.2.ア ン ケ ー ト 結 果
アンケート結果を表 4 に示す．すべての項目において「はい」の結果を得ることができた． 特にプロジェ
ク タ ー の 電 源 と コ ン ピ ュ ー タ の 電 源 の ON/OFF の み でシ ス テ ム が 稼 働 ，停 止 す る こ と か ら ，夜 間 イ ベ ン ト（ ナイトミュージアム）中，このシステム以外のところの業務や宿泊業務に注力できる点が高評価であった．また，１年間運用を行い，稼働中に一度も停止しなかったことから安定性についても高評価を得た．また，床面へのプロジェクター投影は概ね好評であり，特に子供に対しては「興味を引く」という観点から有用性を示すことができた．なお，ドアの開閉のタイミングが取りづらい，ドアを前に何をしてよいかわからない 等の来館者の声があり，ドアがアフォーダンスとして最(a)開 始 時

適であるかを今後検討する必要がある．

1.運 用 のしやすさ

表 4 アンケート結果
職員 A
職員 B
はい
はい

職員 C
はい

はい

はい

はい

はい

2.安 定 し た運用
3.操 作 のしやすさ

はい4.来 館 者への操作説明

はいはい

5.お わ り に本 報 で は ICT を 活 用 し た 学 習 支 援 シ ス テ ム に お い て ，(b)開 け る 動 作 を 認 識

操作説明を必要としないシステムの開発・運用に 焦点

図 8 来館者の動作とドアの状態を当て，プロジェクターカメラシステムにアフォーダンス理論を組み込んだ学習支援システムを開発した．

4． シ ス テ ム 評 価アンケート調査および職員から の意見より，操作性，

4.1.職 員 へ の ア ン ケ ー ト 調 査

安定性について良好な結果を得ることができた．

多根自然博物館の夜間イベント（ナイトミュージア

今回は職員の負担軽減のための評価のみであったム ）に て 実 運 用 し ，職 員 へ の ア ン ケ ー ト 調 査 を 行 っ た ．

が，来館者に対するアンケート調査を行い，学習支援

ア ン ケ ー ト 項 目 は 「 運 用 の し や す さ 」「 安 定 し た 運 用 」

としての有用性について今後検討したい．また，来館「操作のしやすさ」「 来 館 者 へ の 操 作 説 明 」で あ り ，職者にアフォードするトリガーはドア以外にも無数に考員の回答の負担を考え今回は二択（はい・いいえ）とえられるため，年齢，人種，性別などに捉われないトした．実際の質問内容を表 3 に示す．被験者は多根自リガーを検討し汎用性を高めたい．

然博物館の職員 3 名である．
No.

表 3 職員へのアンケート内容
質問内容

1

システムの運用は簡単でしたか？

2

安定して運用できますか？

3

操作は簡単でしたか？

4

来館者の方へコンテンツの操作を説明することなく楽しんでいただけましたか？

文献[1] 日 本 博 物 館 協 会 ，“令 和 元 年 度 日 本 の 博 物 館 総 合調 査 報 告 書 ”， p.198， 2020．
[2] 奥 出 雲 多 根 自 然 博 物 館 ，“奥 出 雲 多 根 自 然 博 物 館 ”，
http://tanemuseum.jp/ (2022 年 2 月 )[3] 三 菱 地 所 株 式 会 社 ，"事 例 紹 介 ”，大 恐 竜 展 in 丸 の内 2013．
https://www.ludens.be/works_archive/2013/10.html(2022 年 2 月 )16画像電子学会第3回デジタルミュージアム・人文学（DMH）研究会[4] 国 立 科 学 博 物 館 ， ”デ ィ ノ ・ ネ ッ ト デ ジ タ ル 恐 竜
展 示 室 ”， https://dino-net.jp/ (2022 年 2 月 )[5] 福 井 県 立 大 学 恐 竜 学 研 究 所 ， ”福 井 バ ー チ ャ ル 恐竜 展 ”, https://idr-fpu.jimdofree.com/ 福 井 バ ー チ ャル 恐 竜 展 / (2022 年 2 月 )[6] 福 井 県 交 流 ま ち づ く り 課 ， ”AR 恐 竜 王 国 福 井 ”，
http://www.dinovr.com/ (2022 年 2 月 )[7] James ･ J ･ Gibson ， “The Senses Considered as
Perceptual Systems”， Praeger Pub Text， 1983.
[8] Kodai Moriya, Takaya Iio, Yukiya Shingai, Tomoharu
Morita, Fusako Kusunoki, Shigenori Inagaki, Hiroshi
Mizoguchi ，“ Playing with Invisible Animals: AnInteractive System of Floor-projected Footprints toEncourage Children’s Imagination ” ， International
Journal of Child-Computer Interaction, Oct, 2021.
[9] Cao，Hidalgo，Simon，Wei，Sheikh et al，”OpenPose:Realtime Multi-Person 2D Pose Estimation using Part
Affinity Fields” ， Computer Vision and Pattern
Recognition, pp.1-16， 2018.

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