ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
|
ИПМех РАН |
||
Проект направлен на разработку методов комплексного тестирования человека в ситуации сокрытия информации с использованием технологии регистрации движения глаз и современных информационных технологий, основанных на методах статистического, корреляционного и фрактального анализа информации. В настоящее время интеграция психологических, психофизиологических подходов с информационными технологиями, становится особенно актуальной. Создание фундаментальных научных методов, основанных на использовании междисциплинарных подходов, необходимо для решения актуальных проблем, стоящих перед современным обществом, одной из которых является противодействие террористической угрозе. В рамках этого направления необходима разработка фундаментальных принципов и моделей описания когнитивных процессов, происходящих в ситуации сокрытия информации, а также разработка новых комплексных психологических и психофизиологических методик ее выявления. Психология понимания и распознания скрываемой информации для науки является относительно старой областью исследований. Еще в 20-е годы прошлого века активно разрабатывались психофизиологические методы «детекции лжи». Суть этого метода состоит в том, что внешний стимул (заданный вопрос или предъявленный предмет), несущий информацию о значимом событии, устойчиво вызывает психофизиологическую реакцию, превышающую реакцию на аналогичные стимулы, не несущие ситуационно-значимой информации. Временной диапазон, в котором проявляются характерные вегетативные реакции составляет 3-15 сек. Для детекции скрываемой информации был создан полиграф, современный вариант которого представляет собой компьютер, обрабатывающий ряд текущих физиологических показателей (КГР, ЭКГ, ЭМГ, частота дыхания и т.д.), относящихся к деятельности вегетативной нервной системы. Однако, информация, которую можно получить при помощи полиграфа, на сегодняшний день имеет пусть и высокую, но не стопроцентную степень достоверности (около 97%). Основным ее недостатком считается субъективизм выводов эксперта, проводящего тестирование, о наличии/отсутствии скрываемой информации. Достаточно перспективной современной технологией выявления скрываемых знаний может являться регистрация движения глаз. Метод основан на выявлении непроизвольных и неконтролируемых особенностей движения глаз как реакции на предъявляемую вербальную или визуальную информацию. Особенности временных параметров движения глаз во время ложного и правдивого ответа могут являться надежным показателем стремления человека скрыть информацию. В проекте предлагается проводить анализ не только во временном диапазоне 3-15 с, в котором регистрируются традиционные характеристики - количество и длительность фиксаций и саккад, изменение диаметра зрачка, но и в диапазоне 20-300 мс с регистрацией микродвижений глаз. В этом временном диапазоне вероятность осознанного управления реакциями организма резко снижается. Исследование этих процессов возможно с помощью современных технологий регистрации движения глаз, обладающих высокой пространственной и временной точностью измерений, а также возможностями дистанционного наблюдения. Важным отличием предложенной комплексной методики является применение новейших информационных технологий, а также математических методов статистического, корреляционного и фрактального анализа для обработки многомерных массивов данных, которые позволят определить как общие принципы изменения физиологических параметров в ситуации сокрытия информации человеком, так и выявить индивидуальные особенности. Предметом данного междисциплинарного исследования является создание на основе технологии регистрации движения глаз и апробация методов выявления сокрытия информации, основанных на интеграции психологических, психофизиологических и информационных подходов к изучению когнитивных процессов человека. Полученные результаты могут быть использованы в других сферах - биоуправлении, робототехнике, коррекции психофизиологических состояний, нейромаркетинге и т.д.
В настоящее время характеристики движения глаз активно используются для изучения и моделирования когнитивных процессов человека, в том числе в целях выявления стратегий глазодвигательной активности в ситуации сознательного сокрытия информации. Анализ литературы позволил выделить типы движений глаз, характерные изменения которых могут свидетельствовать об эмоциональном или когнитивном напряжении, сопутствующем сокрытию значимой информации, а именно: изменения диаметра зрачка, частота морганий, динамический паттерн фиксаций и саккад во время вербального ответа. В то же время возможность использования характеристик микродвижений и прослеживающих движений глаз для выявления фактов сокрытия информации практически не была исследована. Неоднозначны также данные о возможности дифференциации знакомых и незнакомых наблюдателю лиц по паттерну его глазодвигательной активности. В рамках исследовательского проекта в 2014 году было проведено изучение частоты и динамики микросаккад в задаче, задействующей скрытое (неявное) внимание. Показано, что частота микросаккад имеет характерную динамику во времени пробы и не зависит от длительности интервала ожидания целевого стимула. Значимых изменений в преобладающем направлении микросаккад (влево-вправо) в зависимости от направления подсказки не наблюдалось. В 2015 году исследовалась связь ориентации микросаккад (горизонтальной или вертикальной) со сдвигами неявного произвольного (заданного задачей) и непроизвольного (вызванного подсказкой) внимания. Анализ распределения микросаккад в течение первых 350 мс после включения подсказки показал, что ни пространственное положение подсказки, ни тип задачи не вызывают заметных изменений в пропорциях горизонтально и вертикально ориентированных скачков. Также не было выявлено изменения преобладающего направления микросаккадических движений глаз при выборе правдивого или ложного ответа. Таким образом, использование характеристик микросаккадических движений глаз как показателей неявного внимания для выявления фактов сознательного сокрытия информации человеком на данном этапе не представляется перспективным. В 2014 году была разработана и апробирована методика, направленная на оценку возможности выявления сокрытия информации человеком на основании изменении траектории прослеживающих движений глаз. Предполагалось, что их успешность может зависеть от таких факторов, как эмоциональное напряжение и сложность параллельно решаемой задачи. Анализ экспериментальных данных не выявил значимых изменений в качестве и характеристиках прослеживающих движений глаз, которые могли бы использоваться в качестве надежных показателей для выявления фактов сознательного сокрытия информации человеком. В 2015 году была разработана и апробирована методика выявления факта знакомости лица по характеристикам движений глаз при рассматривании фотографии в ситуации, когда испытуемый стремился скрыть факт знакомости. Для большей части выборки (69%) характер рассматривания знакомых и незнакомых лиц оказался разным: знакомые лица рассматривались дольше, на них делалось больше фиксаций и к ним чаще возвращались в процессе поиска лиц в матрице. У 27% респондентов различались также параметры движений глаз при рассматривании знакомого лица в ситуации, когда информацию о его знакомости необходимо скрыть, и в ситуации правдивого опознания знакомого лица. Разработан математический метод, основанный на применении фрактального анализа траектории движения глаз, позволяющий выявить индивидуальные особенности глазодвигательной стратегии при решении когнитивной задачи. Предложенный подход основан на применении метода определения фрактальной размерности динамического процесса, используемого для исследования сложных недифференцируемых кривых.
ИРЭ им. В.А.Котельникова РАН | Соисполнитель |
грант РФФИ |
# | Сроки | Название |
1 | 1 января 2013 г.-31 декабря 2013 г. | Этап 1 |
Результаты этапа: Проект направлен на разработку методов комплексного тестирования человека в ситуации сокрытия информации с использованием технологии регистрации движения глаз и современных информационных технологий, основанных на методах статистического, корреляционного и фрактального анализа информации. В настоящее время характеристики движения глаз активно используются для изучения и моделирования когнитивных процессов человека, таких, например, как распределение внимания в сцене, зрительный поиск, процессы понимания при чтении текстов, а также тестирования человека в ситуации сокрытия информации. Айтрекинг (трекинг глаз, отслеживание глаз)- процесс определения координат взора («точки пересечения оптической оси глазного яблока и плоскости наблюдаемого объекта или экрана, на котором предъявляется некоторый визуальный стимул»). Айтрекер- устройство, используемое для определения ориентации оптической оси глазного яблока в пространстве (то есть для айтрекинга). Айтрекеры используются в исследованиях зрительной системы, психологии, когнитивной лингвистике и юзабилити исследованиях. В работе проведено исследование особенностей восприятия видеоинформации с монитора при помощи технологии трекинга движения глаз. Показано что метод фрактальной размерности, применяемый для характеризации сложных геометрических объектов, при анализе траектории движения глаз, может быть использован для выявления индивидуальных особенностей восприятия видеоинформации различными наблюдателями. Анализ траектории движения глаз с применением современных информационных технологий, математических методов статистического, корреляционного и фрактального анализа позволяет определять как общие принципы зрительного восприятия той или иной информации человеком, так и выявлять индивидуальные особенности этого процесса, например, при восприятии текстовой информации. Предметом данного междисциплинарного исследования является создание на основе технологии регистрации движения глаз и апробация методов выявления сокрытия информации, основанных на интеграции психологических, психофизиологических и информационных подходов к изучению когнитивных процессов человека. Полученные результаты могут быть использованы в других сферах - биоуправлении, робототехнике, коррекции психофизиологических состояний, нейромаркетинге и т.д. | ||
2 | 1 января 2014 г.-31 декабря 2014 г. | Этап 2 |
Результаты этапа: В 2014 году в рамках работы над проектом произведен анализ литературы, посвященной экспериментальным методикам выявления скрываемой информации человеком на основе изменения его характеристик движений глаз и психофизиологических параметров. Выделены типы движений глаз, характерные изменения которых могут свидетельствовать об эмоциональном или когнитивном напряжении, сопутствующем сокрытию значимой информации. К таким параметрам, регистрируемым при помощи ай-трекера (установки для регистрации движений глаз), можно отнести динамику зрачка, частоту морганий, динамический паттерн фиксаций и саккад во время рассматривания знакомых изображений или во время подготовки правдивого/ложного ответа. Анализ литературы показал, что практически неисследованными являются характеристики микродвижений глаз во время формулировки правдивого/ложного ответа, в то время как они могут быть служить косвенным показателем направленности неявного внимания человека. Также практически нет исследований прослеживающих движений глаз, хотя их успешность может зависеть от таких факторов, как эмоциональное напряжение или сложность параллельно решаемой задачи. Разработан математический метод, основанный на применении фрактального анализа траектории движения глаз, позволяющий выявить индивидуальные особенности глазодвигательной стратегии при решении когнитивной задачи. Предложенный подход основан на применении метода определения фрактальной размерности динамического процесса, используемого для исследования сложных недифференцируемых кривых. Проведено исследование частоты и динамики микросаккад в задаче, задействующей скрытое (неявное) внимание. Эксперимент проводился с использованием модифицированной парадигмы Познера. Частота и направление микросаккад оценивались на различных стадиях решения задачи зрительного опознания стимула: в течение временных интервалов перед предъявлением подсказки и после предъявления подсказки до предъявления целевого стимула. Показано, что частота микросаккад максимальна в период перед предъявлением подсказки, снижается до минимума в первые 200-400 мс после ее предъявления и в дальнейшем стабилизируется и не зависит от длительности интервала ожидания целевого стимула. Не наблюдалось значимых изменений в преобладающем направлении микросаккад (влево-вправо) в зависимости от левого-правого направления подсказки. Выявлено на уровне тенденции подавление вертикальных микросаккад и усиленная генерация горизонтальных во временном промежутке 400-600 мс после предъявления подсказки. В течение 2014 года были разработаны и апробированы методики, направленные на оценку возможности выявления сокрытия информации человеком на основании изменений: 1) направления микросаккадических движений глаз при формулировке правдивого/ложного ответа; 2) траектории прослеживающих движений глаз. Перечисленные выше методики были апробированы на различных выборках испытуемых. Первичный анализ экспериментальных данных не позволил получить однозначных ответов на вопрос о возможности использования характеристик микросаккадических и прослеживающих движений глаз для выявления фактов сознательного сокрытия информации человеком. Для окончательных выводов требуется более детальный и комплексный анализ полученных экспериментальных данных. | ||
3 | 10 июня 2015 г.-30 ноября 2015 г. | Этап 3 |
Результаты этапа: Целью проекта являлась разработка методов комплексного тестирования человека в ситуации сокрытия информации с использованием технологии регистрации движения глаз и современных информационных технологий, основанных на методах статистического, корреляционного и фрактального анализа информации. Проанализированы преимущества и недостатки существующих методов детекции скрываемых знаний; проанализированы основные виды макро и микро движений глаз и выявлены возможности применения этих видов для выявления скрываемой информации; разработана и апробирована комплексная методика выявления скрываемой информации, основанная на регистрации движений глаз и современных статистических и фрактальных методах обработки результатов айтрекинга; разработана модель движения глаз, основанная на положениях модели фрактального броуновского движения; разработан алгоритм определения фрактальной размерности характеристик движения глаза, основанный на раздельной оценке положения взора по горизонтали (X) и по вертикали (Y); выявлены зависимости фрактальной размерности от частоты регистрации выборок; проведена оценка влияния длины последовательности на величину фрактальной размерности; получены гистограммы распределения фрактальной размерности раздельно для саккад и фиксаций; проведен анализ динамики значений фрактальной размерности раздельно для микросаккад и саккад; выявлена зависимость изменения фрактальных размерностей от индивидуальной стратегии движения глаз наблюдателя в задачах визуального поиска; разработаны методы оценки индивидуальных особенностей движения глаз при сокрытии информации в задачах чтения текстов; впервые разработаны и апробированы оригинальные методики выявления фактов сознательного сокрытия информации с использованием анализа микродвижений глаз наблюдателя и методов фрактального анализа; исследованы характеристики микросаккад в ситуации правдивого и лживого ответа на вопросы; исследованы фрактальные дисперсии траекторий движения глаз при ложных и правдивых ответах в ситуации игровой модели инсценированной кражи; выявлены особенности макродвижений глаз при ложных и правдивых ответах в задаче детекции скрываемой информации при опознании знакомого/незнакомого лица; Разработанная методика выявления скрываемой информации, основанная на регистрации движений глаз и современных статистических и фрактальных методах анализа результатов айтрекинга, позволяет достоверно определять как общие закономерности процесса сокрытия информации, так и индивидуальные особенности его развития у разных наблюдателей; Применение когнитивных технологий, учитывающих особенности визуального восприятия графической информации человеком, позволит создать эффективные инструментальные средства и методы для разработки технологических модулей и законченных прикладных информационных систем. Процессы принятия решения зависят от особенностей восприятия видеоинформации человеком– оператором, поэтому при разработке телекоммуникационных систем нового поколения необходимо учитывать психофизиологические механизмы считывания зрительной информации. Результаты исследования могут быть использованы также в биоуправлении, робототехнике, коррекции психофизиологических состояний, нейромаркетинге и т.д. |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".