Transcript Enhanced Lie Detection הרש חזבא תניר

‫‪Enhanced Lie Detection‬‬
‫שרה אבזח‬
‫רינת פאקירו‬
‫מנחה‪:‬‬
‫ד”ר דני לנגה‬
‫‪1‬‬
‫מטרות הפרויקט‬
‫‪ ‬מטרת הפרויקט היא חיפוש פרמטרים אשר‬
‫יבדילו בין אמירת אמת לאמירת שקר‪.‬‬
‫‪ ‬הדבר נעשה ע"י מדידת תגובות חשמליות מהמוח‬
‫הימני והשמאלי‪ ,‬ומציאת פרמטרים המבדילים‬
‫בניהם‪.‬‬
‫‪2‬‬
‫הקדמה‬
‫יספֶרות ‪.‬‬
‫‪ ‬המוח מחולק לשתי הֶ ִמ ְ‬
‫יספ ֶָרה הימנית אחראית לחלק השמאלי של‬
‫‪ ‬ההֶ ִמ ְ‬
‫יספ ֶָרה השמאלית אחראית לחלק הימיני‬
‫הגוף וההֶ ִמ ְ‬
‫של הגוף‪.‬‬
‫‪ ‬במקרה של התעוררות של צד אחד של המוח יש‬
‫ירידה בהתנגדות העור בצד הנגדי של הגוף‪ ,‬ואילו‬
‫במקרה של רגיעה יש עליה בהתנגדות העור‪.‬‬
‫‪3‬‬
‫הבדלים בין שני צידי המוח‬
‫מוח ימני‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪4‬‬
‫לא‪-‬מילולי ‪,‬עקיף‬
‫מקבילי‬
‫הקשרי )מתעלם בפרטים(‬
‫לא רציונלי ‪ ,‬אינטואיטיבי‬
‫"לב"‬
‫נשי‬
‫חסר זמן‬
‫אמין ומקורי‬
‫זיכרון לטווח ארוך‬
‫מוח שמאלי‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫מילולי ‪,‬מפורש‬
‫טורי‬
‫ממוקד )מתמקד בפרטים(‬
‫רציונלי ‪ ,‬הגיון‬
‫"ראש"‬
‫זכרי‬
‫עבר ‪,‬הווה ועתיד‬
‫התגוננות‪ ,‬צבוע ושקרי‬
‫זיכרון לטווח קצר‬
‫הפיתרון הקיים היום‬
‫‪ ‬מכשיר הפוליגרף‪ .‬הפוליגרף בודק את המצב‬
‫הפיזיולוגי של הנבדק ‪ -‬לחץ הדם‪ ,‬הדופק‪ ,‬הנשימה‬
‫וההזעה‪.‬‬
‫‪ ‬המכשיר מבוסס על הממצא‪ ,‬כי כאשר אדם משקר‬
‫מתרחשים שינויים בפרמטרים אלו‪.‬‬
‫‪5‬‬
‫מכשירים נוספים שקיימים‬
‫‪ - (Galvanic Skin Response) GSR ‬מכשיר‬
‫ביופידבק שמודד את ההתעוררות הכללית של המוח‪,‬‬
‫אך אינו מבחין בין צידי המוח השונים‪.‬‬
‫‪ - Bilateral ‬מכשיר מסוגל להבחין בהתעוררות של‬
‫שני צידי המוח החיצוניים‪.‬‬
‫‪6‬‬
‫מכשיר ‪NORAV‬‬
‫‪ ‬מכשיר ה ‪ NORAV‬מודד מתחים ‪.‬‬
‫‪ ‬למכשיר זה ‪ 4‬אלקטרודות –‪,left‬‬
‫‪ common , right‬ו‪. ground -‬‬
‫‪ ‬המכשיר מודד את המתח הנוצר בין – ‪left‬‬
‫‪ common‬וגם בין ‪right-common‬‬
‫‪ ‬בעזרת המכשיר ננסה לבנות מכונת אמת‬
‫‪7‬‬
‫שלבים בביצוע הפרוייקט‬
‫‪GSR & Bilateral‬‬
‫‪PC-ECG‬‬
‫אפיון פרמטרים‬
‫‪8‬‬
‫לימוד אופן פעולת מכשיר ה‪Bilateral-‬‬
‫וה‪ ,GSR-‬והתיאוריה שעומדת מאחוריהם‪.‬‬
‫הכרת המכשיר ‪.NORAV‬‬
‫הרכבת שאלוני תחקור‪ ,‬וחיפוש‬
‫הפרמטרים המבדילים בין שקר ואמת‬
‫ניסויים‬
‫ביצוע ניסויים ובדיקת יעילות‬
‫הפרמטרים‪ .‬שיפור פרמטרים‪..‬‬
‫סיכום‬
‫מסקנות וסיכום‪.‬‬
‫אפיון פרמטרים‬
‫‪ ‬הורכב שאלון תחקור הבנוי משני חלקים‪ :‬שאלון כיול‬
‫ושאלון בדיקה‪.‬‬
‫‪ ‬מתקבלים שני אותות‪ :‬אות נקי של האונה הימנית‬
‫ואות בתוספת א‪.‬ק‪.‬ג של האונה השמאלית‪.‬‬
‫‪ ‬המדידות חולקו לארבע קבוצות לפי שקר אמת‬
‫ושמאל ימין‪.‬‬
‫‪9‬‬
‫פרמטרים שנבדקו‬
‫‪K‬‬
‫‪ ‬מניחים שהאות הימני והשמאלי‬
‫‪S2  k  S1‬‬
‫פרופורציונליים‪:‬‬
‫‪S2  k  S1‬‬
‫‪ ‬מחשבים מקדם ה‪ k -‬לכל שאלה לפי‪:‬‬
‫‪k  arg min  X 2  k  S1 ‬‬
‫‪k 0‬‬
‫‪10‬‬
‫פרמטרים שנבדקו‬
‫תוצאות ‪K‬‬
‫‪ ‬תוצאות‪:‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫נקודה אדומה – תשובות כנות (כיול)‬
‫נקודה כחולה – תשובות כנות‬
‫נקודה ירוקה – תשובות שקר‬
‫מס' שאלה‬
‫‪ ‬מסקנה‪ :‬מדד ה ‪ k‬אינו נותן אינדיקציה מספקת‬
‫להבחנה בין ארבעת הסוגים‪ ,‬ובפרט בין שקר לאמת‪.‬‬
‫‪11‬‬
‫‪k‬‬
‫פרמטרים שנבדקו‬
‫אמפליטודה וקורלציה‬
‫‪ ‬סינון האותות ע"י ‪LPF‬‬
‫‪ ‬בודקים את העלייה היחסית של האותות‪ ,‬ע"י הפרש‬
‫בין שיא האמפליטודה לבין ממוצע האות במצב‬
‫רגיעה‪:‬‬
‫‪ ‬כמו כן‪ ,‬בודקים את הקורילציה בין שני האותות של‬
‫תגובות שני חצאי המוח‪.‬‬
‫‪12‬‬
‫פרמטרים שנבדקו‬
‫תוצאות האמפליטודה והקורלציה‬
‫מסקנות‪:‬‬
‫‪ ‬חישובי הקורלציות מגלים שבפועל ההנחה שהאותות‬
‫בשתי האונות פרורציונליים ‪ -‬לא תמיד מתקיימת‪.‬‬
‫‪ ‬מדדי האמפליטודה והקורילציה אינם נותנים‬
‫אינדיקציה מספקת להבחנה בין ארבעת הסוגים‪,‬‬
‫ובפרט בין שקר לאמת‪.‬‬
‫‪13‬‬
‫פרמטרים שנבדקו‬
‫שיפור ‪ K‬והאמפליטודה‬
‫‪ ‬חיתוך האות באנטרוול זמן התגובה וחישוב מקדם‬
‫הפרופורציה ‪ k‬כקודם‪.‬‬
‫‪ ‬חישוב האמפליטודה כנ"ל‪.‬‬
‫‪ ‬תוצאות‪ :‬אין שיפור משמעותי בתוצאות‪.‬‬
‫‪ ‬מסקנת ביניים‪ :‬השיטה שנבדקה עד כה אינה‬
‫מספקת‪ ,‬לכן יש צורך בגישה חדשה – ‪.PCA‬‬
‫‪14‬‬
‫‪PCA - Principal Components Analysis‬‬
‫‪ ‬האלגוריתם בונה בסיס אורתונורמלי מסודר‪.‬‬
‫‪ ‬הסדר הראשון הוא האות המשותף ביותר בין‬
‫האותות‪.‬‬
‫‪ ‬הוקטור השני הוא האות המשותף ביותר בין האותות‬
‫המקוריים ללא הסדר הראשון‪ .‬וכך והלאה‪..‬‬
‫‪ ‬יש דעיכה מהירה של האנרגיה‪ ,‬לכן מספיק להסתכל‬
‫עד הסדר השלישי‪.‬‬
‫‪15‬‬
‫תוצאות ‪PCA‬‬
‫‪‬‬
‫הסדר הראשון דומה מאוד לממוצע עד כדי קבוע‪.‬‬
‫בדיקת מקדמי בסיס ה‪ PCA-‬והעברתם דרך מערכת לומדת‬
‫‪.KNN‬‬
‫שיפור תוצאות‪:‬‬
‫‪ ‬מרכוז שורות מטריצת האותות החתוכים סביב האפס‪.‬‬
‫‪ ‬בדיקת יחס דגימות בין אותות שתי האונות‪.‬‬
‫‪‬‬
‫מסקנת ביניים‪:‬הגישה שנבדקה אינה מספקת‪ ,‬יכול להיות‬
‫בשל אילוץ האורתונורמליות‪ .‬גישה חדשה –‬
‫‪Competitive Neuron Network‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪16‬‬
‫‪Competitive Neuron Network‬‬
‫‪ ‬בהינתן אותות ‪ , X i iN1‬אלגוריתם זה מוצא ‪ J‬אותות‬
‫מייצגים אותם ‪.Ci iJ1‬‬
‫‪N‬‬
‫‪ ‬האלגוריתם בוחר ‪ X‬מתוך‪ X i i 1‬באקראי‪ ,‬ומעדכן‬
‫את ה‪ C -‬שעבורו הקורילציה עם ‪ X‬היא הכי‬
‫גבוהה‪:‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪j  arg max   X , C j ‬‬
‫‪j 1.. J‬‬
‫) ‪Cj  Cj (X  Cj‬‬
‫כאשר‪J  2 0.01    0.1‬‬
‫‪17‬‬
‫ תוצאות‬- Competitive NNET
C2
C1
TL - 3.9248 TR - 3.9435
TL - 3.9484 TR - 3.9563
0.045
0.05
0.04
‫אמת‬
0.04
0.035
0.03
0.03
0.025
0.02
0.02
0.015
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
0.01
0
0.5
1
1.5
FL - 2.5603 FR - 2.5281
2
2.5
3
3.5
4
4.5
3
3.5
4
4.5
FL - 2.5605 FR - 2.5571
0.04
0.05
0.04
0.035
0.03
‫שקר‬
0.03
0.02
0.01
0.025
0
0.02
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
-0.01
0
0.5
1
1.5
2
2.5
18
‫מסקנת ביניים והמשך מחקר‬
‫‪ ‬לאור הצלחה חלקית‪ ,‬הוחלט לשנות את אופי הניסוי‬
‫ואפיון הפרמטרים יישאר בעינו‪.‬‬
‫‪ ‬המצאנו סיפור על רצח שמתרחש וחיברנו שאלות‬
‫עם תמונות על הסיפור‪.‬‬
‫‪ ‬סטודנטים התבקשו להיות מוכרים עם הסיפור‬
‫ותמונה של איתי הסטודנט‪ .‬ונתבקשו לנסות להיכנס‬
‫לתוך הסיפור כאילו הם הדמות הפעילה‬
‫של הסיפור‪.‬‬
‫‪ ‬הסטודנטים נשאלו שאלות המלוות בחלקם עם‬
‫תמונות‪.‬‬
‫‪19‬‬
‫תוצאות‬
‫תשובה כנה‬
‫תשובה שקרית‬
‫‪150‬‬
‫‪60‬‬
‫‪left‬‬
‫‪right‬‬
‫‪left‬‬
‫‪right‬‬
‫‪40‬‬
‫‪100‬‬
‫‪20‬‬
‫‪50‬‬
‫‪0‬‬
‫‪-20‬‬
‫‪0‬‬
‫‪-40‬‬
‫‪-50‬‬
‫‪-60‬‬
‫‪-80‬‬
‫‪-100‬‬
‫‪-100‬‬
‫‪6000‬‬
‫‪20‬‬
‫‪5000‬‬
‫‪4000‬‬
‫‪3000‬‬
‫‪2000‬‬
‫‪1000‬‬
‫‪0‬‬
‫‪-150‬‬
‫‪3500‬‬
‫‪3000‬‬
‫‪2500‬‬
‫‪2000‬‬
‫‪1500‬‬
‫‪1000‬‬
‫‪500‬‬
‫‪0‬‬
‫‪-120‬‬
‫תוצאות‬
‫‪ ‬יש שינויים במגמה במקרה של שקר או התרגשות‬
‫שנובעת מפחד להגיד את האמת‪.‬‬
‫‪ ‬בתשובות כנות האותות נעים באותה מגמה‪.‬‬
‫מסקנה‪:‬‬
‫‪ ‬אפשר לאפיין שקר ע"י שינויים במגמות האותות‪.‬‬
‫‪ ‬אפשר לאפיין אמת ע"י חוסר שינויים במגמות‪.‬‬
‫‪21‬‬
‫תודות‪..‬‬
‫אנו רוצות להודות ‪:‬‬
‫למנחה דני לנגה‬
‫לאחראי מעבדה יוחנן ארז‬
‫לניר‪ ,‬שירן ‪ ,‬שמעון‪ ,‬ניסים‪ ,‬אסא ‪ ,‬מרינה ‪ ,‬ליאב ‪ ,‬עידן ‪,‬‬
‫אלון ‪ ,‬ברוך‪ ,‬ספי ‪ ,‬עומר‬
‫על העזרה ושיתוף הפעולה‪...‬‬
‫‪22‬‬