Документация эксперимента · оценка обучаемого на тренажёре

Три источника данных об одном человеке

VR/ПК-тренажёр металлорежущих станков фиксирует действия и стимулы, веб-камера — мимику и поведение, тепловизор — физиологию. Все три потока синхронизируются по абсолютному времени.

3
источника данных
40+
параметров
UTC
общая ось времени
01

Источники данных

🏭

Тренажёр

контекст задачи

Что происходило в симуляторе: шаги сценария, ошибки, нарушения ТБ, нештатные ситуации, взгляд на объекты, перемещения. Даёт стимулы и «правильные ответы».

🎥

Веб-камера

реакция · поведение

Мимика (7 эмоций), направление взгляда, поза головы, моргания. Нейросетевой анализ лица локально, покадрово.

🌡️

Тепловизор

физиология

Температура зон лица (нос, лоб, область глаз, щёки). Объективный физиологический маркер стресса и возбуждения.

02

Тренажёр — что фиксируется в симуляторе

📁

Файлы сессии

папка ExperimentData/ · имя = участник_станок_режим_дата-время
{имя}.json
JSON
Итоговая сводная статистика: шаги, ошибки, навигация, взгляд.
{имя}_timeline.csv
CSV · 2 Гц
Непрерывный ряд состояния по времени. Готов к объединению с данными MoodLens.
{имя}_events.csv
CSV
Отдельные события-стимулы — для анализа реакции вокруг каждого события.
{имя}_sync.json
JSON
Метка старта сессии для стыковки трёх потоков по времени.
📈

Непрерывный таймлайн

timeline.csv · строка каждые 0.5 с
⏱️Время
Время от старта, с timeSec Абсолютное время, мс unixMs
⚙️Состояние станка и сценария
Номер текущего шага activeStepIndex Идентификатор шага activeStepId Состояние станка machineState Авария активна (0/1) emergencyActive
Состояние станка: выключен · простой · шпиндель вращается · резание · авария.
📊Накопленные счётчики
Накоплено ошибок errorsTotal Накоплено нарушений ТБ safetyViolationsTotal Накоплено аварий emergenciesTotal
👁Взгляд и позиция
Объект взгляда gazeTarget Позиция игрока X/Y/Z posX/Y/Z
Объект взгляда — интерактивный элемент сцены, на который смотрит обучающийся в этот момент.
📋

Итоговая статистика сессии

{имя}.json · сводный отчёт
🗂️Сводка
шаги: всего/выполнено/проваленовсего ошибок нарушения ТБпуть, м среднее/медиана времени шага
🧩По каждому шагу
результатдлительность попытокошибкивзаимодействия
🤔Заминка (когнитивная нагрузка)
пауза до 1-го действиявзгляд перед действием сколько раз отвёл взгляд
🗺️Навигация и взгляд
траекториятепловая карта зон время взгляда на объект
События-стимулы (events.csv)
СобытиеСмысл
Старт / конец сессии session_start / endНачало и завершение записи
Вход в шаг / завершение шага step_enter / completeПереход к шагу сценария и его завершение (с длительностью)
Ошибка действия errorТип ошибки, детали, время на шаге
Нарушение техники безопасности safety_violationНапример, контакт со шпинделем
Появление нештатной ситуации emergency_spawnКлючевой стресс-стимул
Исход нештатной ситуации emergency_resolvedВерно / не успел + время реакции (с)
Смена состояния станка machine_stateПереход между состояниями
Взаимодействие игрока interactionЛюбое действие (нажатие, захват, ввод числа…)
⚠️ перегрузка инструмента⚠️ заклинивание заготовки ⚠️ перегрев⚠️ вибрация шпинделя ⚠️ отказ подачи СОЖ
Типы нештатных ситуаций. Виды взаимодействий: нажатие · захват · переключение · перетаскивание · ввод числа · установка.
03

Камера и тепловизор — реакция человека

🎥

Веб-камера

нейросетевой анализ лица · локально · покадрово
🎭Эмоции (7 базовых)
радостьгрустьзлость страхудивлениеотвращение нейтральность
Вероятность 0–100% по каждой + доминирующая эмоция, уверенность, мимические единицы (микродвижения мышц лица).
👁Взгляд
положение Xположение Yчастота морганий
🗿Поза головы
наклонповороткрен
🪪Доп. признаки
возрастпол% обнаружениякадров/с
🌡️

Тепловизор HIKMICRO Pocket2

термография лица · импорт CSV · синхронизация по времени
🔥Температурные зоны измерения
Нос
Главный индикатор стресса — при стрессе охлаждается
Лоб
Опорный участок, общий тепловой фон
Область глаз
Периорбитальная зона — уровень возбуждения
Левая щека
Асимметрия и кровоток
Правая щека
Асимметрия и кровоток
Абсолютная температура + изменение температуры (ΔT) от начала записи. Зоны и подписи настраиваются.
04

Синхронизация трёх потоков

🔗 Единая ось времени по всемирному времени (UTC)

Три источника идут по разным часам, но сводятся к общему времени от старта через метку старта сессии (файл _sync.json):

Время от старта = (Абсолютное время − Метка старта сессии) ÷ 1000

Тренажёр
Время от старта + абсолютное всемирное время. Внутреннее время симулятора не зависит от паузы обучения.
MoodLens (камера)
Время от старта записи камеры + абсолютное время начала сессии.
Тепловизор HIKMICRO
Собственное абсолютное время кадра; MoodLens автоматически совмещает его по времени.
05

Производные показатели (MoodLens)

ГруппаПоказателиЧто характеризует
Эмоциисреднее, минимум, максимум, разброс по каждойобщий эмоциональный фон
Доминированиедоля времени (%) каждой эмоции; топ-3преобладающие состояния
Реактивностьсуммарный разброс эмоцийстабильность / лабильность
Переходычастота смен доминирующей эмоциидинамика состояния
Вниманиеразброс координат взглядаконцентрация / рассеянность
Моторикаразброс по осям головыусидчивость / беспокойство
Термоколебания температуры носамаркер стресса
06

Корреляционные связки

Сигнал тренажёраСопоставляется сГипотеза
Появление нештатной ситуации → время реакциивсплеск страха/удивления, падение темп. носареакция на стресс-стимул
Заминка, попытки, ошибки на шагесредняя эмоция и волатильностьфрустрация / когнитивная нагрузка
Сложность шага (номер этапа)температура области глаз, разброс взглядавозбуждение/нагрузка по этапам
Стабильность взгляда, простой вводанейтральность vs негативные эмоцииконцентрация vs отвлечение
Ключевая пара для анализа стресса: появление нештатной ситуации (момент стимула) → отклик в эмоциях и температуре носа; качество реакции — в исходе ситуации (время реакции, «верно» / «не успел»).
07

Что это позволяет оценить

😰

Стрессоустойчивость

Реакция на нештатные ситуации: время реакции из тренажёра против всплеска страха и охлаждения носа.

🎯

Концентрация внимания

Стабильность взгляда на объектах сцены и устойчивость взгляда по камере на ключевых шагах.

🧠

Когнитивная нагрузка

Заминки и число попыток на шаге, частота морганий, температурная динамика.

🛡️

Соблюдение ТБ и точность

Нарушения техники безопасности и ошибки действий в привязке к эмоциональному фону.

📈

Динамика обучения

Прохождение шагов, длительности и результат сценария на фоне эмоциональной устойчивости.

Реакция на критические моменты

Совмещённая шкала трёх потоков вокруг каждого появления нештатной ситуации (окно ±N секунд).

08

Методологические оговорки

🕐

Внутреннее время тренажёра не зависит от паузы. Если обучение поставлено на паузу, отсчёт времени останавливается — это не сбивает синхронизацию с внешними записями.

🔧

Реальной геометрии резания нет. Обработка детали в прототипе — заглушка (изменение масштаба), поэтому фактических параметров съёма металла нет; есть только намерения шага и взаимодействия.

📐

Пороги интерпретации MoodLens заданы экспертно — прозрачны и воспроизводимы, но в публикации указываются как экспертные.

🎞️

Эмоции считаются покадрово (≈40 мс при 25 кадрах/с); кратковременные колебания могут увеличивать число мелких переходов — применимо сглаживание.

🕐

Термография требует синхронизации часов устройств и рабочей станции (автоматическая сверка системного времени) для корректного совмещения по абсолютному времени.

📄

Формат файлов: в таблицах числа записаны с точкой-разделителем (международный формат), текстовые поля — в кавычках.