タブレット端末を用いた議論状態の管理と合意形成支援ツールの試作高木宏伸†

嶋田 和孝†† 九州工業大学 情報工学部 知能情報工学科〒 820-8502 福岡県飯塚市川津 680-4
E-mail: †{h takagi,shimada}@pluto.ai.kyutech.ac.jp
あらまし 近年，PBL のような能動的な学習環境が注目されている．このような複数人による議論が必要な場合，その成功の可否は参加者のスキルに大きく依存する．そこで本研究では，そのような対話や議論の場を支援するシステムの構築を行う．提案するシステムでは，タブレット端末を用いて，議論マップと呼ぶ議論の状態を管理する．シス
テムが参加者間の議論マップの一致度や差異を把握し，その状態によって対話の場を管理することで，適切な議論や合意が形成されるように支援する．議論マップによる対話支援ツールを試作し，実際の環境での動作実験を行い，その有効性について検証する．
キーワード タブレット端末, 議論マップ, 対話管理, 合意形成

Supporting consensus-building and management of conversation using
tablet terminals
Hironobu TAKAGI† and Kazutaka SHIMADA†† Department of Artificial Intelligence, Kyushu Institute of Technology
680-4 Kawazu Iizuka Fukuoka, 820-8502 Japan
E-mail: †{h takagi,shimada}@pluto.ai.kyutech.ac.jp
Abstract Problem-based learning (PBL), which is a learning method in small collaborative groups to learn what
they need to know in order to solve a problem, is the more recent and highly regarded. For meaningful discussions
about in a PBL situation, it is important to support and manage a conversation among participants. In this paper,
we propose a consensus-building and management system using tablet terminals for an eﬀective discussion. In oursystem, each participant generates a discussion map which consists of nodes and links between them about the discussion. Our system computes a correspondence measure between discussion maps of each participant, understands
the state of the discussion and supports the consensus-building. We validate the eﬀectiveness of the system using
the discussion map experimentally.
Key words Tablet terminal, Discussion map, Conversation management, Consensus-building

1. は じ め にプにそのような人員を割り当てることは困難である．
本研究の目的は，様々な技術を利用して，マルチモーダル的近年，PBL に代表されるような問題解決型の教育の重要性に対話や議論を管理することで，効率的な議論を支援するシスが増している [1]．また，建設的な相互作用に基づく協調学習にテムを構築することである．図 1 に最終的なシステムのイメーよる知識構築環境について様々な研究や方法論が提案されていジを示す．提案するシステムでは，画像から得られる参加者のる [2], [3] ．このような学習環境下では，その学習の場への参加行動や音声などから得られる対話の内容を利用して，対話の場者同士の対話や議論が重要である．しかしながら，参加者だけの状態を推定する．さらに，タブレット端末を用いて，議論のでは，話の内容が十分に膨らまない場合や，議論自体が盛り上状態を把握し，その内容に基づいて，議論を円滑に進めるためがらない場合が多く存在し，その成功が参加者やそのグループの情報をフィードバックする枠組みの構築を目指す．のスキルなどに大きく依存する可能性が高い．円滑で効率的な本論文では，このシステムの中で，特にタブレット端末を利対話や議論を行うためには，適切な議事進行などを行えるファ用して議論状態を管理するツールについて考察する．まず，シシリテーターが必要であるが，PBL 環境下ですべてのグルーステムが議論の状態を把握するために，議論の構造化を行う必

頭上カメラタブレット端末
マイクや全方位カメラ

タブレット端末の役割
１．共有情報と個人の意
見を同時管理２．対話を円滑に進める
ためのフィードバック

図 1 最終的なシステムのイメージ．
図 2 議論マップ．

要がある．議論中の話題はそれぞれ独立しているわけではなく，議論の流れの中に位置している．また，議論の流れは一本道でマップ上に配置し，他のノードと関連付けを行うことによってはなく，一つの話題から複数の話題が派生したり，様々な方向議論をグラフとして構造化する．また，ノードには公開・非公に発展した複数の話題がまとまりながら進行している．した開の機能があり，参加者ひとりひとりの考えを自分の議論マッがって，話題と話題の関連が分かるように議論を構造化して提プに組み込むことで，場全体の考えと自分の考えをひとつの議示することが，議論を正しく理解するためには必要である．そ論マップで表現することができる．システムは，参加者のノーこで，議論状態の管理ツールでは，議論マップと呼ぶ複数の概ドの操作から議論マップに関しての一致度を算出する．

念（議論における話題やキーワード）とそれらを繋いだグラフ

3. 1 議論マップエディタ

構造を構築する．システムは，参加者の議論マップを一括で管

エディタはタブレット端末上で動作し，タッチパネルによる理し，一致度などを算出することで，議論の習熟度などを推定

直感的操作でノードとノードを繋げることで議論マップを構築する．試作したツールを用いて，複数人による議論を行い，そする．図 2 に議論マップエディタを用いてオリンピック誘致にの有効性について検証する．

関する議論マップを構築した例を示す．ノードの色は随時変更

2. 関 連 研 究が可能であり，緑は議論が終了した話題，黒は議論が未完了である話題，青はそれ以上発展しない概念である．このような定提案する議論マップのように，グラフ構造を利用して教育支義をすることで，未議論の部分を一目で確認することがでる．

援を行う枠組みとして Kit-Build 概念マップがある [4]．しかたとえば，図 2 では，「予算」，「原発問題」という話題が議論済し，これは学習者の理解度を測る枠組みであり，対話の状態をであり，この 2 つの話題の発展元である「東京」という話題に把握しようとする本研究の目的とは異なる．

ついて議論が終了している．

タブレット端末を用いた議論の支援ツールとして鈴木らの議論マップの構築過程で，まず議論中のキーワードをノード

XingBoard [5] がある．XingBoard は複数のタブレット端末を化する必要がある．参加者は議論マップエディタからキーワー利用して，複数人による意見の集約やアイデアの協同形成を効

ド名・色・補足説明（テキスト+画像）・公開範囲を指定し，議率的に行うために有効である．同様に，Web ブラウザ上で動作論マップに追加する（図 3）．公開範囲の指定により，議論をグする協調学習支援ノートシステム [6] や議論の過程を構造化しラフとして構造化するだけではなく，参加者ひとりひとりの考て記録するシステム [7] などもある．これらの研究で提供されえを議論マップ上に他の参加者に見られることなく展開するこるのは，対話そのものの支援というよりは，対話の環境や参加とができるため，参加者全員異なった議論マップが構築されて者自身がその内容や状態を理解することを支援する枠組みであいく．

る．一方で，本研究の最終的な目的は，システムに管理された

3. 2 パブリックノードとプライベートノード

議論マップによって，システムがあたかもファシリテーターのノードを追加する際，公開範囲を全体にすることで，そのように，複数人のインタラクションそのものを支援することでノードは全員の議論マップに追加され，パブリックノードとしあり，その点がこれらの研究と大きく異なる．て色・補足説明を含め，参加者全員と共有される．しかし，パ

3. 議論マップシステム
本論文で提案する議論マップシステムでは，複数の概念とそれらの関係から構成される議論マップを作成することで，議論ブリックノードのリンク情報は共有されず，ひとりひとりそのノードをどう議論マップに組み込むのかは自由である．各参加者の議論マップにおけるパブリックノードの組み込まれ方を一致度として算出し，参加者の理解度と結びつける．

状態や参加者の意図及び理解状況の可視化・整理を行う．参加

また，公開範囲を非公開にすることで，そのノードは自分の者自身が議論中のキーワード抽出を行い，ノードとして議論議論マップ上にしか存在しないプライベートノードとなり，他図4

ノード一致度．

n はパブリックノードの総数である．
一致度 SM ap =n∏

SP uk(2)k=1

これによりシステムは，ノードに対しての理解度ではなく議論全体の理解度を参加者ごとに把握することができる．

4. 予 備 実 験本システムを用い 4 人での議論にて予備実験を行った．本節
図3

ノードの追加．

ではその内容と結果について説明する．

4. 1 実 験 手 順の参加者に見られず自分の考えを自分の議論マップ上でのみ展開することができる（注 1）．

本研究では議論の状態をシステムが把握するため，議論の構造化を前提に挙げている．本実験では試作したシステムを用い

3. 3 一 致 度て議論を構造化することができることを確認し，また実際に議システムはリアルタイムに各参加者の議論マップのノードの論中にタブレット端末を操作することでその操作性について調増減・ノードのリンクの増減を監視することで，個人の理解度・査した．

考えや議論の流れ・習熟度といった議論全体の状態を得る．こ

議論は，通販システムの設計というテーマで行った．4 人は

こでは，ノードのリンク情報を比較し，一致度を算出すること円になるように位置し，各自手元にタブレット端末を配置する．

で参加者間の理解度を数値化する手法について述べる．

パブリックノードは議論の進行役 1 名が代表して随時追加を行

まず，議論マップ上の各ノードのリンク情報から 2 つの議論い，参加者は議事録を取るようにタブレット端末で議論マップマップに存在する，あるパブリックノード P u についてのノーを構築する．初期ノードとして「DB」，「機能」を事前に登録しド一致度を次のように算出する．ておき全員の議論マップに共有しておく．実験後，4 人の議論

一致度 SP u =リンクの一致数 × 2(1)
2 つの議論マップ上の P u のリンク総数

プライベートノードはそれぞれの議論マップにしか存在しなマップから議論が構造化されていることを確認し，操作性について考察した．

4. 2 結果

いため，一致度の算出は行われず，またパブリックノードから

図 5 に議論中の議論マップを示す．初期ノードである「DB」，のリンク数にも加えられない．図 4 を例に挙げて説明する．こ「機能」からノードが広がり議論が構造化されている．また，

こで P u はパブリックノード，P r はプライベートノードを示

ノードに色をつけることでその話題について議論が終わったかす．ある参加者の議論マップ A においてパブリックノード P u1

どうか一目で確認できる．

はパブリックノード P u2・P u3・P u4 とのリンクを持っている．

図 5 と図 6 は同時刻の 2 人の議論マップである．比較するとまた，別の参加者の議論マップ B において P u1 はパブリック

図 6 中の円で囲んだ部分はプライベートノードを用いて作られノード P u3・P u5 ，またプライベートノード P r1 とのリンクをた部分であり，図 5 に存在しないことから，個人の考えが議論持っている．この場合 P r1 はプライベートノードであり，P u1マップ上に展開されていることがわかる．のリンク総数に含まれないので，ノード一致度は 1×2= 0.4 と5

操作性については，タッチパネルを用いた直感的な操作で議なる．これを全参加者間全ノードで算出することでシステムは，論マップを構築できるためノードの追加作業には多少の時間を各参加者のノードに対しての理解度を把握することができる．

必要とするものの，著しく議論のペースを低下させることはな

次に，すべてのパブリックノードについてのノード一致度を用い，2 つの議論マップの一致度を次の式で算出する．ここで（注 1）：後述するが，最終的なシステムではこのプライベートノードを利用して議論を活発化させる枠組みを構築する．

かった．

5. 考察と今後の課題
実験に基づき，システムが得られた情報をどのような形で参加者にフィードバックすれば，議論を知的に管理できるか考察

れることすらない．このような個人の考えをその人に代わってシステムが提案することで，議論を活発化させることが可能になる．たとえば，ノードの操作履歴より全参加者の直近 1 分あたりのノードの操作数が閾値を下回ると，システムは議論が滞っていると判断し，このときプライベートノードを所持している参加者がいれば，そのノードを他の参加者にも共有して議論するようシステムが提案する．このような仕組みがあれば，議論を再び活発化させることが可能になる．

6. お わ り に
本論文では，円滑に議論を進めるためのシステムの構築のために，タブレット端末を利用した議論マップの作成ツールの試作とその有効性の検証を行った．我々は現在，頭上カメラを利用した対話参加者の姿勢推定 [8] や協力度の推定に関する研究 [9] を行っている．また，自由対話を対象とした盛り上がり
推定 [10] や対話の要約技術に関する研究 [11] も行っている．今後は，これらの研究を本論文で提案したタブレット端末による議論マップの情報を統合し，マルチモーダル的に円滑な対話を
図5

議論中のマップ．

支援する枠組みを構築する予定である．
文

図6

マップ上の個人の考え．

する．
まず，3. 3 節で得られた一致度を，議論マップエディタ上から各参加者が確認できる機能を実現する必要がある．自分の理解度を把握しノードの補足説明の確認や再議論を行うことで，参加者の理解度を深めることが可能であると考えられる．
次に，プライベートノードで作られた部分をシステムが話題として提案する機能を実現する必要がある．議論においては立場上の理由などから自分からは提案を出しにくい場面がある．
例えそれがよい考えであったとしても，発言されることなくその人の中に留まったまま議論が終了すると，その考えは議論さ

献[1] C. E. Hmelo-Silver: “Problem-based learning: What andhow do students learn?”, Educational Psychology Review,
16, pp. 235–266 (2004).
[2] M. Scardamalia, J. Bransford, B. Kozma and E. Quellmalz:“New Assessments and Environments for Knowledge Building”, Springer (2012).
[3] 三宅, 齊藤, 飯窪, 利根川：“学習者中心型授業へのアプローチ :知識構成型ジグソー法を軸に”, 東京大学大学院教育学研究科紀要, 第 51 巻, 東京大学大学院教育学研究科, pp. 441–458 (2011).
[4] 長田, 石田, 水田, 杉原, 仁野, 森山, 森山, 中田, 舟生, 平嶋：“小学校理科における kit-build 概念マップを用いた授業実践”, 人工知能学会第 64 回先進的学習科学と工学研究会，SIG-ALST-B1,
pp. 39–44 (2012).
[5] 鈴木, 舟生, 久保田：“タブレット端末を利用した集散的協同学習の支援 - xingboard：クロッシングボードの概念と試作 -”, 電子
情報通信学会教育工学研究会 ET2013-26 (2013).
[6] 益川：“協調学習支援ノートシステム reconote の展開”, 日本教育工学会第 29 回全国大会, pp. 35–38 (2013).
[7] 豊田, 山口, 近藤, 大西, 津森, 若菜, 西野：“議論と同時にその過程を構造化して記録するシステムの提案”, 日本教育工学会第 29回全国大会,, pp. 955–956 (2013).
[8] 小松, 嶋田, 遠藤：“多人数インタラクション評価のための姿勢推定”, 電子情報通信学会, ヒューマンコミュニケーション基礎研究会 (HCS), pp. 25–30 (2012).
[9] K. Sakaguchi and K. Shimada: “Cooperation level estimation of pair work using top-view image”, Proceedings of the14th International Symposium on Advanced Intelligent Systems (ISIS2013) (2013).
[10] 嶋田, 楠本, 横山, 遠藤：“複数人談話における笑いの情報を考慮した盛り上がり判定”, 電子情報通信学会, 言語理解とコミュニ
ケーション研究会 (NLC), pp. 25–30 (2012).
[11] K. Shimada, S. Toyodome and T. Endo: “Conversation summarization using machine learning and scoring
method”, Proceedings of the 13th Conference of the Pacific
Association for Computational Linguistics (PACLING2013)(2013).