第一工科大学研究報告第36号（2024）pp.17-22

概念と実装の対比に基づく VR 教育の実践
渋沢良太
第一工科大学 工学部 情報・AI・データサイエンス学科（〒899-4395 鹿児島県霧島市国分中央 1-10-2）

VR Education Practice Based ona Comparison of Concepts and the Implementations
Ryota Shibusawa
1-10-2 Kokubuchuo, Kirishima-City, Kagoshima, 899-4395, Japan

Abstract: With the advancement of virtual reality (VR) research and technology, various VR products havebecome commonplace in daily life. When people hear the term “virtual reality,” many immediately
think of head-mounted displays and computer graphics. However, these are merely examples of VRimplementations. Focusing solely on these examples can hinder the creation of new ideas based on
the broader concept of VR. In this study, we present the fundamental concepts of VR and comparethem with various implementations to deepen the understanding of VR and support the generationof new implementation ideas. We developed educational materials for this purpose and conducted a
50-minute class with Japanese high school students. The educational effectiveness was thenevaluated through a questionnaire.
Key words: Virtual reality, Artificial intelligence, Computer science education, High school education

1.

はじめにVirtual Reality (VR)の研究，技術が進展し，2.

授業の内容

2.1

授業前の調査様々な製品が日常的にも使われるようになって授業で話を始める直前に，受講者が事前に把きた．多くの人は，VR と聞いて，ヘッドマウン握していることを知るため，アンケート調査をティングディスプレイやコンピュータグラフィ行った．
「VR(Virtual Reality)とはどのような概ックスのことを思い浮かべるであろう．しか念だと思いますか？」という質問に対する回答

し，それらは VR の一部の実装例に過ぎず，こを表 1 に示す．また，「VR の技術を使った製品の考えにとらわれてしまうと，VR の視点に基づやサービスにはどのようなものがあります

く新しいアイディアが生み出されにくくなってか？」という質問に対する回答を表 2 に示す．

しまう．本研究では，VR の概念の根幹を提示

受講者 14 名中，12 名から回答を得た．

し，それと様々な実装例を対比させることで，表 1 の結果から，VR とは，「空想の世界」，VR についての理解を深め，VR を応用した新し「仮想的な空間」であると認識している受講者

いアイディアを発想することを支援する教材をが多いことを確認できる．また表 2 の結果か試作した．そして，鹿児島県のある高校の 1 年

ら，VR の実装例として，「VR ゴーグル」や「ゲ生および 2 年生合わせて 14 名を対象に，50 分ーム」が存在すると認識している受講者が多い

間の授業を実践し，アンケートにより教育効果ことが確認できる．

を調査した．

第一工科大学研究報告

表 1「VR とはどのような概念だと思いますか？ 」に対する受講者の回答

No.

第36号

2.2

（2024）VR の概念と実装例

授業の最初に，日本バーチャルリアリティ学

回答内容

会の文献[1]を参照し，VR の概念の説明を行っ装置をつけると空想の映像が見られた．Virtual は，日本語では「仮想的」と訳されるものることが多い． Virtual は Real（現実）の対義

2

新しい世界語であると認識されることが多いが，Virtual は

3

機械関係

Real の類義語であり，Virtual Reality とは現実

4スマホの代わりになる物のエッセンスを抽出したものを指す語である．

5

社会をより便利にする

Real の対義語は Imaginary であり，Virtual の6

仮想世界的ななにか対義語は Nominal である．したがって，VR と

7

仮想空間は全くの空想的なものではなく，再現する目的

8

仮想空間に沿って現実のエッセンスを抽出したものであ

9

仮想空間てきなる．

1

名前の通り仮想現実だと思う。電子10を通してあたらしい自分を見つけられるものだと思う。

11

機械

12

空想の世界

次に，この定義に従い，VR の意外な例を学習者に提示した．提示した VR の例を表 3 に示す．
表 3

No.

表 2 「VR の技術を使った製品やサービスには

1

どのようなものがありますか？」に対する受講者の回答

2

No.

回答内容

1

災害時の体験

2

VR ゴーグル、スマートグラス

3

セルフレジ4ゴーグル

5わからない6VR ゲームとか

7vr ゴーグル

8VR ゴーグル

9アトラクション

10Vtuber、VR ゲーム機

11VR

12ゲーム

3

VR の意外な例

VR の例

現実のエッセンス赤ちゃんを落ち母親の体内の環境音

着かせる音の周波数成分

コンピュターに

太陽光の波長等よる野菜栽培
かかし

人の形状，大きさ，見た目等

魚釣りのルアー

釣ろうとしている魚が捕食するものの形

4状，大きさ，見た目，動き等

56

チョウチンアン

獲物が捕食するもの

コウのチョウチの形状，大きさ，見ン

た目，動き等

タコやイカ等の岩や海藻等の自然物

擬態の形状，大きさ，見た目，動き等

建築物の図面7

建物を構成するものの配置，形状，大きさ等

8

数学における各位置，距離，個数，種の概念

量等

渋沢：概念と実装の対比に基づくVR教育の実践

人間は，生まれてすぐに VR を体験している．ホワイトノイズは，胎児が母親のお腹の中

2.3

学習支援への VR の応用例

次に，VR が社会に役立てられていることを示にいる時に聞いていた音と周波数成分が類似しすため，学習支援への VR の応用例を提示しており，乳児がホワイトノイズを聞くと，落ちた．VR は，防災，医療など，訓練，シミュレー着いて泣き止むことが多く見られる．また，乳ションを行う際にも有効である．教育現場で児が使用するおしゃぶりも VR の例であるといは，指導者と学習者の知識の差により，自然言える．

語だけではうまく伝えられないことが存在する

人間以外でも，野菜などの植物は，太陽光，[3],[4]．このような時，VR は自然言語では表現

水，二酸化炭素によって光合成，光形態形成ししにくい熟練者の技術や自然現象を，訓練者にて成長する．太陽光は様々なスペクトル成分を伝えるためのツールとなる．そして，様々なコ持つが，この光についての前提を見直したもの

ミュニケーション支援に VR を応用できる．授が，LED 栽培である．LED 栽培では，植物に生業においては，特に医療教育における VR の活育に必要な特定の波長の光のみを LED で照射さ用例[5]を示した．

せて，太陽光が当たらない空間でも植物を栽培

医療教育分野においては，患者の代わりとなさせることができる[2]．植物は，人間が赤色にって，学生が医療行為を実習できるようにする

見える波長に近い波長を持つ光によって光合成ために，様々な種類の患者シミュレータが開発し，人間が青色に見える波長に近い波長を持つされている．患者シミュレータは，学習する内光によって光形態形成できるため，必ずしも太容に合わせて，患者の身体の一部，あるいは全陽光でなくても育つのである．植物にとって，身の形状，色，触感，動きを再現したものであ成長に必要な重要な周波数成分をエッセンスとる．ノルウェーの当時子供向け玩具メーカであした VR 野例とみなせる．また，チョウチンアった Laerdal 社が 1960 年に研究開発した，水難ンコウやタコの擬態などにもみられるように，事故にあった子供の心肺蘇生を訓練するためのVR は動植物の生命維持活動において自然に使わシミュレータが，最初に実用化されたものとしれている重要な技術であるといえる．て知られている[6]．医療従事者でなくとも，現また数学は，自然界や人間社会で起きる様々

在は自動車免許の取得や企業の研修において，な事象，人が行う論理的思考の中から，数学的心肺蘇生の患者シミュレータに触れる機会は多に扱える一側面をエッセンスとして抽出し，モい．

デル化した VR とみなせる．そしてこの VR で精患者シミュレータを使用した学習の利点を表緻な理論を構築し，現実空間の実験結果との比4 に示す．患者シミュレータは，大学内で利用さ較も踏まえて理論を修正し，人類の科学技術のれるだけではなく，大学卒業後の院内研修やセ発展にも大きく寄与してきた．

ミナー，専門医の資格の更新試験等でも利用さ

これらの VR の例を確認すると，表 1，表 2れている．また，高校生や学部低学年の学生へで示されたような VR ゴーグル，ゲームは VR のの教育に患者シミュレータを利用することで，ごく一部であることが分かる．そして，人が解医療現場で求められるスキルの全体像を学生に決したい課題に対して，「何をエッセンスとして認識させ，学生の学習モチベーションを向上さみなすか」，「そのエッセンスをどのように表現せることができる[7]．

するか」を考え，工夫することで，有効な課題解決策を生み出しうる．

第一工科大学研究報告

図 1 に，「授業を受ける前と後で，バーチャ内容

ル・リアリティがどのようなものかについての学習時に患者に身体的，心理的な危害を理解に変化がありましたか？」という質問に対与えないする回答の結果を示す．また，「上記の質問の内臨床現場では体験できる機会が少ない症容に関連して，バーチャル・リアリティについ例でも，学びたい症例を即座に何度でもてどのように理解の変化があったか教えてくだ学べるさい．
」という質問に対する記述式の回答の結果

学習時に，学生が感染症に罹患したりすを表 5 に示す．約 9 割以上の受講生から良い回る恐れがない答を得られており，VR についての受講生の視野全ての学習者に同一の条件で技能評価をを広げることに成功しているといえる．この点行えるは，受講生が VR の視点で新しい課題解決策をNo.

234（2024）

患者シミュレータのメリット

表 41第36号

考えられるようにする目的に対して，良い結果
2.4

AI と VR の関係性

次に，AI は VR とも密接な関係があるため，であったと言える．
図 2 に，「バーチャル・リアリティと人工知能

AI について基本的な話題を提示した．現在，AIとの関係性について理解できましたか？」につと呼ばれているものの多くには，ディープラー

いての受講者の回答の結果を示す．近年，人工ニングが使われている．ディープラーニングを知能の技術進展が目覚ましく，社会でも話題に含む機械学習では，現実のデータのパターンをなることが多いが，両者は概念レベルでも実装学習する．このタイプの AI は，現実のデータのレベルでも密接な関係があることを，一定の水パターンを現実のエッセンスを抽出したバーチ準で理解させることができた．

ャルな知能とみなすことができる．この観点で

図 3 に，「情報系分野について，学習意欲が向は，AI は VR の一種として分類することも可能上しましたか？」の回答の結果を示す．本授業

である．

を通して，受講者の視野を広げることにより，さらなる学習意欲の向上に貢献できたと考えら3.

アンケート調査れる．

授業の最後に，受講生 14 名に対して，アンケート調査を行い，14 名全員から回答を得られた．

図 1 「授業を受ける前と後で，バーチャル・リアリティがどのようなものかについての理解に変化がありましたか？」に対する受講者の回答

渋沢：概念と実装の対比に基づくVR教育の実践

表 5 「上記の質問の内容に関連して，バーチャル・リアリティについてどのように理解の変化があったか教えてください．」についての受講者の回答

No.

回答内容

1

VR が活用されている場面がたくさんあったということが分かりました

2

バーチャルリアリティの種類の多さ

3

勉強になった4

VR ゴーグルしか知らなかったけど、他にも日常的にバーチャルリアリティは存在していたんだと気づいた

5

知らなかったことを知れた

6

バーチャルリアリティが身近の色んなところにあるということを初めて知った7

身近なものにも色々バーチャルリアリティが適応されてると知れた8仕事の効率が上がること

9

virtual と real は類義語であるということに驚きました。また、私たちが思っているよりも身近な存在であるという考えも新しい視点で面白いと思いました。

10

想像よりも色々な事に使われているということに気づいた11

仕事に関わるということ

12

VR ゴーグルだけではなく様々な製品に活用されていると理解できた

13
14

バーチャルリアリティについて知らないことだらけだったけどたくさんのことに使われていると知れた
意外なものも VR だったことを知れた

図 2 「バーチャル・リアリティと人工知能との関係性について理解できましたか？」についての受講者の回答

第一工科大学研究報告

図 3

第36号

（2024）「情報系分野について，学習意欲が向上しましたか？」の回答[5] 渋沢良太. 医療教育用患者シミュレータの現4.

まとめと今後の課題

本研究では，VR の概念の根幹を提示し，それ状と今後の展望. 電子情報通信学会 信学技報,
2029, vol. 119, no. 202, p. 55-60.と様々な実装例を対比させることで，VR につい[6] Tjomsland N, Baskett P, A˚smund S. Lærdal,ての理解を深め，VR を応用した新しいアイディ

Resuscitation, vol.2002, no.53, pp.115-119, February

アを発想することを支援する教材を試作した．

2002.

そして，鹿児島県の高校の 1 年生および 2 年生

[7] 田吉治, 中村浩士, 瀬川誠, 安部真彰, 田口昭

合わせて 14 名を対象に，50 分間の授業を実践

彦, 宮崎睦子，“高校生を対象にした医療体験セし，アンケートにより教育効果を調査した．

ミナーの効果：参加者の進路調査より”，山口医

今後，さらに教材の内容を拡充し，教育の実践と評価を進める．

学，vol.64，no.3，pp.191-197，January.2017．
[8] Shibusawa, R., Nakashige, M. and Oe, K.
MarioControl: An Intuitive Control Method for a参考文献

Mobile Robot from a Third-Person Perspective. In[1] 舘暲, 佐藤誠, 廣瀬通孝．バーチャルリアリ

Companion Proceedings of the 2020 Conference onティ学. 日本バーチャルリアリティ学会，2010

Interactive Surfaces and Spaces (ISS '20). 2020,年 12 月．

November, no. 2020, p.9-13.

[2] 後藤英司, 2011 年, LED を利用した植物工場[9] DualityBoard: An Asymmetric Remote Gamingの現状と将来展望, 応用物理, 80 巻, 1 号, pp.42-

Platform with Mobile Robots and the Digital Twins.

45.

In Proceedings of the 2022 ACM/IEEE International[3] 鈴木直義，渋沢良太ら．リモート・インスト

Conference on Human-Robot Interaction (HRI '22).

ラクションによるフィジカル・アセスメントのIEEE Press, 1035–1039.

実習訓練の試み．研究報告コンピュータと教育（CE），2006 巻, 130 号, pp.17-24.
[4] 鈴木直義，渋沢良太ら．リモート・インスト
ラクションによるフィジカル・アセスメントの実習訓練の試み Ⅱ．情報処理学会研究報告情報システムと社会環境，2007 巻, 25 号, pp.91-98.