Методы машинного обучения при определении психического состояния на основе данных координатного устройства ввода информации

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Предметом исследования являются возможности использования методов машинного обучения для анализа движений компьютерной мыши с целью диагностики психического состояния пользователей. Предложенная модель, основанная на данных о скорости перемещения мыши, частоте кликов и точности наведения, позволяет оценивать уровни тревожности и стресса пользователей. Эксперимент проводится в рамках проекта Remote Topology, который собирает данные для последующей верификации моделей. Основное внимание уделено автоматизации процесса мониторинга психоэмоционального состояния обучающихся и использованию современных технологий для поддержки их психологического благополучия в образовательных средах. Разработанный подход предполагает выполнение задач в рамках комплексной инфраструктуры, позволяя участнику работать со стандартными задачами системного администратора. В типовых заданиях заложена логика, при которой задача не будет решаться по обычным алгоритмам. Методом исследования является внедрение методов машинного обучения в психодиагностику учащихся, позволяющее анализировать большие данные, выявлять скрытые закономерности и прогнозировать эмоциональные состояния. Приводятся примеры проектов и систем, использующих NLP, анализ движений и активности для раннего выявления тревожности, стресса и депрессии. Основным результатом проведённого исследования является статистический анализ стресса и тревожности участниками. Экспериментальный протокол был разработан таким образом, чтобы воссоздать сценарий аналогичный рабочему дню специалиста среднего предприятия, решающего задачи в соответствии с профстандартом 6.027 специалист по администрированию сетевых устройств информационно-коммуникационных систем. В итоге экспериментальный протокол вызывает общий рост уровня воспринимаемого стресса и тревожности, который может быть корректно определён с помощью методов машинного обучения. Различие в задачах данных классов и алгоритмах усложняет прямое сравнение полученных результатов нашего исследования с существующими исследованиями, приведёнными в обзоре литературы. В ходе предыдущих исследований, а также текущего исследования, направленных на определение уровня стресса с использованием данных активности мыши, была проведена верификация данных экспериментальной группы с применением методов машинного обучения. Анализ подтвердил значимость таких признаков, как время удержания клавиш, интервалы между нажатиями клавиш и скорость движения мыши, что согласуется с результатами предыдущих работ.

Об авторах

Антон Григорьевич Уймин

РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина

Email: au-maill@ya.ru
старший преподаватель; кафедра безопасности информационных технологий;

Список литературы

  1. Всероссийское чемпионатное движение по профессиональному мастерству // Профессионалы. URL: https://pro.firpo.ru/ (дата обращения: 01.08.2025).
  2. Иванова А.О., Степанова О.С. Особенности тревожности школьников во взаимосвязи с психологической безопасностью образовательной среды // Экстремальная психология и безопасность личности. 2024. Т. 1. doi: 10.17759/epps.2024010302 EDN: BZHSPZ.
  3. Макарчева А.В. Теоретический обзор проблемы изучения динамики психических состояний человека [Текст] // Весенние психолого-педагогические чтения: Сборник материалов VII Всероссийской научно-практической конференции, посвящённой 95-летию со дня рождения почётного профессора АГУ им. В.Н. Татищева А.В. Буровой. Сост. И.А. Еремицкая. Астрахань: АГУ им. В.Н. Татищева, 2023. С. 32-36. doi: 10.54398/9785992614299_32 EDN: EIDEKZ.
  4. Панов Е.В. Физическая культура и спорт как способ профилактической работы с возникновением стрессового состояния в профессиональной деятельности сотрудников правоохранительных органов // НАУКА-2020: Сетевое издание. 2024. № 1(68). С. 58-63. URL: http://nauka-2020.ru/NV_1(68)2024.pdf (дата обращения: 01.08.2025).
  5. Профстандарт 06.027 Специалист по администрированию сетевых устройств информационно-коммуникационных систем. от 05.10.2015 № 686н // Официальный интернет-ресурс Минтруда России. URL: https://profstandart.rosmintrud.ru/obshchiy-informatsionnyy-blok/natsionalnyy-reestr-professionalnykh-standartov/reestr-professionalnykh-standartov/index.php?ELEMENT_ID=50442 (дата обращения: 01.08.2025).
  6. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2023683139 Российская Федерация. Remote Topology extensions: Клиент-серверное браузерное расширение, обеспечивающие отслеживание действий пользователя с целью проведения биометрической аутентификации: № 2023682110: заявл. 25.10.2023: опубл. 02.11.2023 / А.Г. Уймин. EDN MSIISH.
  7. Тимофеев Н.С. Роль ценностных ориентаций старшеклассников в процессе выбора профессиональной деятельности // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Лингвистика и педагогика. 2024. Т. 14. № 1. С. 147-159. doi: 10.21869/2223-151X-2024-14-1-147-159 EDN: VFKMEU.
  8. Уймин А.Г. Автоматическое маркирование сетевого трафика браузера для анализа и классификации на примере платформы "Remotetopology" // T-Comm-Телекоммуникации и Транспорт. 2022. Т. 16. № 12. С. 17-22. doi: 10.36724/2072–8735-2022-16-12-17-22 EDN: YLTNCI.
  9. Уймин А.Г. Анализ динамики движений координатного устройства ввода информации как способ определения психического состояния пользователя // Вестник Тверского государственного университета. Серия: Педагогика и психология. 2024. № 2(67). С. 104-114. doi: 10.26456/vtpsyped/2024.2.104. EDN: XCLNZE.
  10. Уймин А.Г. Оценка эмоционально психологического состояния при дистанционном обучении. Инструментальные средства // Сборник материалов XVIII межвузовской конференции молодых ученых по результатам исследований в области психологии, педагогики, социокультурной антропологии. 2023. С. 328-334. EDN: XWBCXU.
  11. Шамаков В.А. и др. Определение психоэмоционального состояния пользователя информационной системы по двигательной активности с помощью компьютерной мыши. 2022. // URL: https://koha.lib.tsu.ru/cgi-bin/koha/opac-detail.pl?biblionumber=1003927 (дата обращения: 01.08.2025). EDN: ZSBWCP.
  12. Iancu B. Evaluating Google speech-to-text API's performance for Romanian e-learning resources // Informatica Economica. 2019. Т. 23. № 1. С. 17-25.
  13. Kumar A., Sharma K., Sharma A. MEmoR: A multimodal emotion recognition using affective biomarkers for smart prediction of emotional health for people analytics in smart industries // Image and Vision Computing. 2022. Т. 123. С. 104483. doi: 10.1016/j.imavis.2022.104483 EDN: JWGJAG.
  14. Nakayama S., Low M.F. The research function of universities in Japan // Higher Education. 1997. Т. 34. № 2. С. 245-258. EDN: AJTXHB.
  15. Teufl P., Payer U., Lackner G. From NLP (natural language processing) to MLP (machine language processing) // Computer Network Security: 5th International Conference on Mathematical Methods, Models and Architectures for Computer Network Security, MMM-ACNS 2010, St. Petersburg, Russia, September 8–10, 2010. Proceedings 5. Springer Berlin Heidelberg, 2010. С. 256-269.
  16. Uymin A. Instruments for student verification and assessment of his emotional and psychological state during remote work // Norwegian Journal of Development of the International Science. 2022. № 96. P. 98-101. doi: 10.5281/zenodo.7327249. EDN YBJRXC.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».