Применение информационных технологий и технологии трекинга движения глаз для комплексного тестирования сокрытия информации человекомНИР

Соисполнители НИР

ИРЭ им. В.А.Котельникова РАН Соисполнитель

Источник финансирования НИР

грант РФФИ

Этапы НИР

# 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.

Прикрепленные к НИР результаты

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".