Development of an automated online proctoring system

Abstract

Стрімкий розвиток технологій машинного навчання, збільшення доступності пристроїв і широкий доступ до Інтернету значно сприяли зростанню дистанційного навчання. Поряд із системами дистанційного навчання з'явилися системи прокторингу, які мають метою оцінювати роботу студентів, імітуючи роботу викладача. Однак, незважаючи на розвиток технологій обробки зображень і машинного навчання, сучасні системи прокторингу все ще мають обмежену функціональність: в деяких системах недостатньо задовільно були реалізовані методи та алгоритм комп’ютерного зору (хибні спрацьовування при роботі зі студентами різного походження, расової приналежності та національностей) та класифікації дій студентів (дуже жорсткі вимоги щодо поведінки студентів), що деякі програмні продукти навіть відмовились від застосування модулів, що використовують елементи штучного інтелекту. Також є проблемою, що сучасні системи переважно зосереджені на відстеженні виключно обличь та погляду студентів і не відстежують їхні пози, дії та емоційний стан. Однак саме оцінка дій та емоційного стану має вирішальне значення не лише для самого навчального процесу, але й для благополуччя студентів, оскільки під час дистанційного навчання вони проводять тривалий час за комп'ютерами або іншими пристроями, що дуже сильно виплаває як на їх фізичного здоров’я, так і на рівень стресу. Наразі контроль цих показників лежить виключно на викладачах або навіть на самих студентах, яким доводиться самостійно опрацьовувати матеріали тестів та самостійних робіт. Додатковою проблемою є якість обробки та зберігання персональних даних студентів, бо більшість систем потребують ідентифікацію учня з використанням їх документів, що підтверджує особистість, а також зберігають повні неанонімізовані відео роботи учнів на своїх серверах. На основі аналізу усіх цих проблем, що перешкоджають навчальному процесу та потенційно ставлять під загрозу здоров'я учнів у довгостроковій перспективі, у цій статті були представлені додаткові функціональні вимоги до сучасних систем автоматизованого онлайн прокторингу, зокрема, необхідність аналізу дій людини для оцінки фізичної активності та моніторингу гігієнічних практик під час використання комп'ютерів у навчальному процесі, а також вимоги щодо максимального захисту особистих даних учнів. Розроблено прототип основних компонентів автоматизованої системи онлайн прокторингу, що відповідає запропонованим вимогам.