mir_ti

Category:

Диагностический программно-аппаратный комплекс «Дельфия»

Глаза умеют говорить. Кричать от счастья или плакать.
Глазами можно ободрить, с ума свести, заставить плакать.
Словами можно обмануть, глазами это невозможно.
Во взгляде можно утонуть, если смотреть неосторожно...

Омар Хайям

Добро пожаловать в новый мир: мир, где цифровые технологии все плотнее и плотнее подступают к нашей уютной реальности; мир, где нашему, казалось бы, комфортному будущему угрожают новые технологии.

В данной статье мы расскажем вам о том, как развивалась история создания технологии «Дельфия», которая позволяет делать содержательные выводы путем анализа движений глаз, выводы о психическом и физическом состоянии человека. Мы опишем технологию в общих чертах и расскажем, каким образом мы можем быть вам полезны. Статья адресована массовому читателю, технические подробности сознательно опущены.

Движение глаз на английский манер называют «айтрекинг» (англ. «Eye Tracking»), в когнитивной психологии это явление называется окуломоторикой.

Если разгадывание загадок строения человеческого тела продолжается по сей день и открываются все новые и новые анатомические подробности, то в области физиологии человека (в частности в когнитивной психологии) все еще остается множество тайн и загадок. Например, всем нам хорошо известно, что люди способны говорить друг с другом глазами. Основные вопросы, мучающие авторов долгие годы, заключаются в том, действительно ли глаза могут говорить, как этот процесс происходит и насколько ему можно доверять. Вас наверняка заинтересует, какие шаги предпринимались учеными для понимания этой проблемы.

Знатоки человеческой жизни в разные времена пытались разгадать тайну взглядов и понять, могут ли говорить глаза. Способность глаз сообщать информацию хорошо отражена у поэтов и писателей: в художественной литературе присутствует немало примеров того, как персонажи общаются друг с другом одним лишь взглядом, не говоря при этом ни слова.

Одна из основных трудностей, с которой столкнулись авторы, это недостаточное развитие науки и техники. Ограниченность этих сфер в 2000 году не позволила сконструировать прототип, характеристики которого могли бы помочь в решении задачи, заключавшейся в проведении глубинного анализа движения глаз. Вторая трудность состояла в том, что исследования, опубликованные в литературе на тот момент, имели достаточно узкий взгляд на поставленную проблему и совершенно игнорировали качественные методы анализа, используя в основном количественные математические методы, а также статистику. В большинстве работ по исследованию движений глаз ученые увлечены непосредственно глазом, его строением и функциями, а не тем, каковы причины этих движений, есть ли какие-то иные причины движения глаз кроме поисковой функции и функции сбора информации и т. д.

На сегодняшний день уже есть результаты исследований, в которых описывается взаимосвязь движения глаз и различных заболеваний. Исследования зарубежных коллег показывают, что тест на отслеживание глаз может выявить, а также помочь количественно определить сотрясение мозга, связанное с нарушением подвижности глаз. Eye Tracking обнаруживает диссоциативные движения глаз, связанные со структурной травмой головного мозга и с сотрясением мозга. Тест на движение глаз способен выявлять степень сотрясения головного мозга [JOURNAL OF NEUROTRAUMA 32:548—556 (April 15, 2015)]
http://online.liebertpub.com/doi/full/10.1089/neu.2014.3687

Также хорошо иллюстрирует текущее состояние исследовательской активности проект EyeMove. Этот проект анализирует траекторию движения глаз с помощью алгоритма на основе технологий компьютерного зрения и машинного обучения. Более того он позволяет диагностировать болезни Альцгеймера и Паркинсона на ранней стадии.

Стоит отметить, что движение глаз является важным источником информации, компетентный анализ которой способен за секунды определить психическую и социальную адекватность человека, опасность его намерений и т. д. Вопрос сегодня не стоит о том, будет ли продвигаться подобная технология, вопрос заключается в следующем: кто будет в первых рядах разработчиков множества практических приложений этой технологии, а кто будет простым пользователем. Появление подобных технологий в будущем неизбежно.

В декабре 2000 года коллектив единомышленников, состоявший из психологов, программистов, математиков и философов, поставил перед собой задачу проанализировать текущее положение дел в психологии, а если точнее — в когнитивной психологии. Ученые пришли к выводу, что используемые методы дают недостаточно качественную информацию при изучении тех или иных феноменов в жизнедеятельности человека. Для получения качественно новой технологии сбора и анализа данных было решено использовать все возможные методики из всех разделов инженерного искусства. В результате из всех опробованных методик авторы остановились на исследовании окуломоторики. По их мнению, именно глазодвигательная активность представлялась наиболее подходящей в качестве источника данных по таким характеристикам, как спонтанность, произвольность, слабые возможности осознанного контроля и пр.

После проведения ряда исследований был осуществлен следующий эксперимент: ученые сопоставили портреты знакомых и незнакомых людей, зарегистрировав электрическую активность мышц. В результате они пришли к выводу, что между предъявляемыми стимулами присутствует значительная количественная разница. Получив подтверждение построенных ранее гипотез, авторы взялись за более детальные исследования, но, к сожалению, уперлись в железобетонную стену недоступности высокотехнологичных устройств для научных коллективов.

В 2015 году работы по исследованию окуломоторики были возобновлены, так как качественно и количественно технологический рывок за 15 лет оказался огромным. Именно это позволило создать программно-аппаратный комплекс, прототип которого на сегодняшний день демонстрирует базовые возможности, т. е. используя минимальный функционал, наглядно демонстрирует качественные различия в траекториях движений глаз при различных стимулах.

Нами были выявлены паттерны, которые позволяют делать содержательные выводы на основе символического поля предъявляемого стимула тестируемому. Эти паттерны легко переносятся на анализ движений глаз в повседневной деятельности без предъявлений стимулов, так как работа со стимулами необходима прежде всего для лабораторных исследований и некоторых специфических исследований глубинного бессознательного. Кроме того, важно было сконструировать такую систему, которая позволяла бы синтезировать высококачественные выводы на уровне машины, без вмешательства оператора.

На сегодняшний день технология «Дельфия» представляет собой прототип программно-аппаратного комплекса. Прототипом называется такое инженерно-конструкторское решение, которое было собрано для минимальной демонстрации потенциальных возможностей технологии.Феномен движения глаз детально описан в когнитивной психологии. Мы использовали некоторые наработки в области окулографии, дополнив их инновационными методами анализа данных, а также современными аппаратными средствами, сверхбыстрыми камерами, имеющими сверхвысокое разрешение и позволяющими проводить измерения в различных оптических спектрах.

В качестве устройства сбора данных выступает видеокамера либо специализированное устройство захвата движений глаз — Eye Tracker. В зависимости от поставленной цели трекер может быть от мобильного в виде камеры смартфона или компактной плашки размером 1х2х25 см из двух камер мобильного формата до больших специализированных устройств с высокой скоростью захвата движений глаз.

В общем виде работа с системой осуществляется следующим образом: вначале готовится специализированный стимульный материал, затем проходит калибровка, далее происходит переход к основному исследованию, которое может занимать от нескольких секунд до нескольких минут. Конечно же, предварительно программная часть специальным образом дорабатывается под конкретные задачи, так как применение технологии очень широкое. Но мы уже знаем, как решить эту проблему на уровне компьютерных алгоритмов и использования специфического математического аппарата. Для оператора комплекса «Дельфия» (если таковой необходим для заказчика) уже настроенная система будет выдавать результат в течение нескольких секунд.

Движения глаз связаны с мимикой, пульсом и прочими параметрами, которые можно отследить с помощью сложных приборов и специальных методов. Особенно интересны результаты сравнения работы приборов, функционирующих на основе разных принципов, но дающих один и тот же результат, например, учеными из технопарка МИФИ был разработан прибор, анализирующий мимику лица, сердцебиение и прочие показатели, которые сравниваются с шаблонными и текущими показаниями, методом построения трехмерной модели лица человека, получаемой с помощью видеокамеры. Результатом является рекомендация, сообщающая, стоит выдавать этому человеку кредит или нет (аналог детектора лжи, но иначе настроенного).

Инновационный парк НИЯУ МИФИ сравнил наши исследования со своим полиграфом, который они разработали для банков и кредитных организаций. Итогом этого сравнения стал фильм «Инновации для жизни», показ которого состоялся на телеканале «Russia Today» (https://www.youtube.com/watch?v=uRg8ySG5b5w). В качестве устройства сбора данных использовали веб-камеру, прикрепленную к оправе очков и фиксировавшую движения глаза (подробности научного эксперимента можно увидеть в фильме по ссылке выше). Полученные результаты были сопоставлены, и наша методика полностью подтвердила свои возможности в области полиграфии по сравнению с разработкой НИЯУ МИФИ, которая, в свою очередь, калибровалась современными полиграфами.

К сожалению, сегодня окулография применяется в основном в качестве инструмента для анализа эффективности расположения информационных блоков (например, в веб-дизайне, рекламе), а также в мерчандайзинге (например, расположение товаров на прилавках торговых центров). На данный момент особенно часто используются количественно-статистические методы интерпретации результата.

Технологию «Дельфия» можно использовать в следующих практических задачах:

· полиграфия нового поколения;

· качественная и максимально приближенная к истине (если идет речь о конкретных событиях) информация от субъектов, по-разному настроенных относительно других субъектов получения информации;

· расследование преступлений (определение участников и круга подозреваемых); сюда же относятся все силовые ведомства, использующие в своей деятельности критерий истинности информации как основной инструмент в работе; 

· быстрая и качественная предварительная диагностика психофизиологических состояний, ГИБДД экспресс-диагностика наркотического/алкогольного опьянения на дороге (инспектор уже будет знать, стоит ли продолжать требовать прохождения экспертизы);

· прохождение сотрудниками в транспортных и технологических компаниях диагностики на наличие опьянения перед допуском к транспорту/оборудованию;

· массовая удаленная диагностика заболеваний, диспансеризация (от психических расстройств и иных особенностей личности до диагностики рака и прочих тяжелых и труднодиагностируемых заболеваний);

· качественное изменение интерфейса «человек-машина»: машина, компьютер — везде, где есть устройства с программируемыми вычислительными мощностями и где есть человек-оператор; на опасных производствах, операторы и водители сложных машин и механизмов, требующих большой концентрации внимания; возможно внедрение технологии быстрой и качественной реакции на состояние оператора-водителя;

· внедрение новой технологии в системы управления транспортом (оборудованием) как способ постоянного наблюдения за оператором (водителем);

· перехват управления транспортом для предотвращения столкновения или иного ПДД, если водитель уснул за рулем либо у него случился сердечный приступ или иное психофизиологическое нарушение;

· военное применение: диагностика состояния военнослужащих (летчиков, пехотинцев, операторов военных роботов и пр.);

· предотвращение терактов, усиление системы безопасности в общественных местах и в транспорте (например, в самолетах).

Особенно важным и наиболее интересным с точки зрения развития технологии является сбор информации из личного бессознательного. Полученная информация позволит нам выяснять потребности и мотивы, а также прогнозировать экономико-социальные действия, поступки, события и пр. 

В итоге мы пришли к конкретным применениям технологии: становится ясно, что все полученные данные проще обрабатывать специально обученной нейросетью. У нас уже есть психосемантические методы, которые адаптированы для нейросети таким образом, чтобы мы могли получать результат без посредников, без интерпретации данных приглашенным специалистом.

На начало 2018 года аналогов на рынке нет. На первый взгляд может показаться, что подобные решения есть, но в них используются иные принципы анализа, в которых, во-первых, не применяются психосемантические методы и, во-вторых, стоит цель получить другую информацию. 

На мировом рынке появляется интерес к технологиям физиологического анализа пользователя: заявление Германа Грефа, главы «Сбербанка», об отмене пластиковых карт, переход к анатомо-физиологическому профилированию и пр.

Мы используем психосемантические методы анализа: технология заключается не в фиксации движения глаз, а в алгоритмах расшифровки траекторий движения зрачков по символическому полю, что позволяет нам делать содержательные выводы и ставить правильные диагнозы. Этого на сегодняшний день нет ни у кого.

 Если говорить о коммерческом потенциале, то мы отталкиваемся от следующих ниш:

· полиграфия нового поколения;

· силовые ведомства (помощь в расследовании преступления, определение участников и круга подозреваемых и т. д.);

· быстрая и качественная предварительная диагностика психофизиологических состояний, ГИБДД экспресс-диагностика наркотического/алкогольного опьянения на дороге (инспектор уже будет знать, стоит ли продолжать требовать прохождения экспертизы);

· прохождение сотрудниками в транспортных и технологических компаниях диагностики на наличие опьянения перед допуском к транспорту/оборудованию;

· диагностика заболеваний (от психических расстройств и иных особенностей личности до диагностики рака и прочих тяжелых и труднодиагностируемых заболеваний);

· внедрение новой технологии в системы управления транспортом (оборудованием) как способ постоянного наблюдения за оператором (водителем);

· перехват управления транспортом для предотвращения столкновения или иного ПДД, если водитель уснул за рулем либо у него случился сердечный приступ или иное психофизиологическое нарушение;

· военное применение: диагностика состояния военнослужащих (летчиков, пехотинцев, операторов военных роботов и пр.); 

· сбор информации из личного бессознательного, выяснение потребностей и мотивов, прогнозирование экономико-социальных действий, поступков;

· предотвращение терактов, усиление системы безопасности в общественных местах и в транспорте (например, в самолетах).

«Дельфия» — качественно новая технология, воплощенная в ПО собственной разработки, которое синхронизируется с любыми устройствами захвата движения глаз, имеющими открытый API.

Команда авторов состоит из коллектива ученых, занимающихся такими науками, как математика, психология, программирование, философия. На сегодня наша разработка представляет из себя высокотехнологичный прототип. Нам будет очень приятно представить вам больше информации по проекту и ответить на заинтересовавшие вас вопросы.

Мы не перестаем проводить исследования в области когнитивной психологии — это наша жизнь, в ней наше утверждение и свобода. На данный момент мы ставим перед собой минимальную задачу создать полноценную лабораторию для развития науки и техники.

Уникальная технология воплощена в ПО собственной разработки, работающим с любыми устройствами захвата движения глаз, имеющих открытый API.

Контакты для связи и более подробная информация доступна по адресу: NWDV.RU

Мой глаз гравером стал и образ твой
Запечатлел в моей груди правдиво.
С тех пор служу я рамою живой,
А лучшее в искусстве — перспектива.
Сквозь мастера смотри на мастерство,
Чтоб свой портрет увидеть в этой раме.
Та мастерская, что хранит его,
Застеклена любимыми глазами.
Мои глаза с твоими так дружны,
Моими я тебя в душе рисую.
Через твои с небесной вышины
Заглядывает солнце в мастерскую.
Увы, моим глазам через окно
Твое увидеть сердце не дано.

Шекспир, Сонет 24: Стих 

Error

default userpic

Your reply will be screened

Your IP address will be recorded 

When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.