サンノゼ子供ディスカバリー博物館でキオスクを使用する子供。 キオスクからの絵が収集され、AI を使用して分析されたことで、研究者は子供たちが世界をどのように認識しているか、また絵を描くことでその認識をどのように伝えているかをより深く理解できるようになりました。 (画像クレジット: Nick Gamurot)
スタンフォード大学の新しい研究によると、子供たちが認識可能な物体を描く能力とお互いの絵を認識する能力は、幼少期を通じて同時に向上します。
仕事で 出版された 2月8日 ネイチャーコミュニケーションズ研究者らは、機械学習アルゴリズムを使用して、2 歳から 10 歳までの子供の絵の大規模なサンプルの変化を分析しました。研究者であるブリア ロング、ジュディス ファン、ホリー ヒューイ、ジシアン チャイ、マイケル フランクによって行われたこの研究では、子供たちのオブジェクトを描画し認識する能力は並行して発達します。 また、小児期を通じて絵を認識する能力の向上のすべてが、絵を描くスキルの向上や、ウサギの高い耳などの定型的な属性の追加に起因するわけではないことも判明した。
「年長児の絵がどのような種類の特徴を認識できるように導くかは、年長児全員が自分の絵に含めることを学ぶ単一の特徴だけによって決まるわけではないようです」と氏は述べた。 ジュディス・ファン心理学の助教授 文理学部 および主任研究者 コグニティブツールラボ。 「これらの機械学習システムが認識しているのは、より複雑なものです。」
機械学習を使用することで、研究者らはこの研究の大きなサンプルサイズの絵を解釈できるようになり、子供たちが世界をどのように認識しているのか、また絵を描くことでその認識をどのように伝えているのかを理解するのに役立つ微妙な点を浮き彫りにすることができました。
データと落書き
この研究を実施するために、研究者たちは、大学のスタッフと協力しました。 サンノゼ子供ディスカバリー博物館 博物館内にキオスクを設置する。 キオスクには、この研究の筆頭著者であるスタンフォード大学心理学博士研究員ブリア・ロング氏が録画したビデオプロンプトが表示され、子供たちに特定の動物や物体を描くよう求めた。 プロンプトを受け取った後、キオスクを使用する子供たちは 30 秒以内にデジタル タブレット上で指先を使ってオブジェクトを描画します。 キオスクを使用する子供たちには、他の子供たちが描いた物体を推測ゲームで識別することや、画面に表示された物体をなぞって運動能力を評価することも求められました。
実験ステーションでアルファベット順に提示された 48 の各カテゴリから正しく分類された図面の例: 飛行機、リンゴ、クマ、ベッド、ハチ、自転車、鳥、ボート、本、瓶、ボウル、サボテン、(2 行目): ラクダ、車、ネコ、椅子、クロック、ソファー、牛、カップ、犬、象、面、魚、(3行目): カエル、ハンド、帽子、馬、家、アイスクリーム、キー、ランプ、キノコ、タコ、人、電話、(4 行目): ピアノ、ウサギ、ハサミ、羊、カタツムリ、クモ、トラ、電車、木、テレビ、時計、クジラ。 (画像クレジット: Long, B.、Fan, JE、Huey, H. et al. 児童の視覚的概念の線画の生産と認識における並行発達変化。Nat Commun 15、1191 (2024)。 CC BY 4.0 権利書)
研究者らはキオスクから約 37,000 枚の個々の図面を収集した後、機械学習アルゴリズムを使用して各図面の認識可能性を分析しました。 次に、研究者らは、約 2,000 枚の絵の中の各画像の個別のオブジェクト部分に関するデータを収集し、子供たちが各ペン ストロークでオブジェクトのどの部分を描いたかを説明するよう求められた大人の参加者によって注釈を付けました (例: 「頭」)。または「尾」）。
「科学者たちはかなり長い間、子どもたちの絵に興味を持ってきました」とロング教授は、子どもたちが認識可能な物体をどのように描くかについての過去の研究を引き合いに出しながら語った。 「しかし、デジタル図面と機械学習のイノベーションを組み合わせて、開発期間中大規模に図面を分析することができたのはこれが初めてです。」
研究者らは、この分野での将来の研究に、子供と大人の両方を対象とした、異なる文化グループにわたる同様の研究が含まれることを期待しています。
結論を下す
この大規模な研究は、子供たちが成長するにつれて、動物や物体を認識し描く能力が向上するというこれまでの研究結果を強力に裏付けるものです。 分析でこのような大規模な図面セットが評価されたという事実により、研究者らは、人間によって分析された図面がはるかに少なかった過去の研究よりも、より微妙な結論を推測することができました。
図面の認識可能性は年齢とともに増加しましたが、研究者らは、その増加がモーター制御の改善によって完全に説明されないことを発見しました。 クモの 8 本の足など、子供たちが時間の経過とともに認識して絵に含めるようになる商標の特徴でさえ、この増加を完全に説明することはできませんでした。 これは、子どもたちの時間の経過とともに上達するのは、子どもたちが直接観察したり、何を生み出すことができるかだけでなく、物体についての考え方の変化も反映していることを示唆しています。
「子どもの絵には、子どもたちが知っていることについての豊かな情報がたくさん含まれています。 「あなたの子供が何かをうまく描けていないからといって、そのカテゴリーに関する興味深い知識を表現していないというわけではありません。」
「ブライア・ロング」
心理学の博士研究員
「子どもたちの絵には、子どもたちの描く能力だけでなく、それらの物体について知っていることが反映されています」とロング氏は言う。 「そして、これらの絵を描く能力と他の子供たちの絵を認識する能力の両方に変化が見られます。」
研究者らによると、たとえ認識できない絵であっても、子供の意図についての手がかりが伝わる可能性があるという。 たとえば、トラの絵はトラとして認識できないかもしれませんが、それでも明らかに動物です。 また、たとえ絵自体が神秘的であったとしても、子供たちは絵の主題の現実世界の大きさについての情報を伝えることができました。
「子どもの絵には、子どもたちが知っていることについての豊かな情報がたくさん含まれています。 そして、これは子供たちが何を考えているかを知るための本当に素晴らしい方法だと私たちは考えています」とロング氏は言いました。 「お子様が何かをうまく描けないからといって、そのカテゴリーに関する興味深い知識を表現していないというわけではありません。」
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#子どもの絵から学ぶ #スタンフォードニュース
2024-02-22 13:55:52