فکر بنیانبانک مقالات روان‌شناسی
دسترسی آزاد پژوهشی داوری‌شده انگلیسی

A physiology-guided multimodal learning framework for EEG-free driver behavior recognition using peripheral biosignals

چارچوب یادگیری چندوجهی مبتنی بر فیزیولوژی برای شناسایی رفتار راننده بدون استفاده از EEG با بهره‌گیری از سیگنال‌های زیستی محیطی

Huaqiang Xu, Honghan Li, JJ Zhao

Journal of King Saud University - Computer and Information Sciences 2026 Vol. 38(9)
https://doi.org/10.1007/s44443-026-01338-6

متن کامل این مقاله در فکر بنیان نیست؛ مشخصات و چکیده را می‌بینید و متن کامل را می‌توانید از طریق DOI در سایت ناشر بخوانید. صفحه‌ی مقاله در سایت ناشر ↗

چکیده

Accurate driver behavior recognition is important for driver monitoring systems and intelligent transportation applications. Although EEG-based approaches can provide useful neural information, their practical use is often limited by sensing complexity, preparation burden, and sensitivity to motion artifacts. This study proposes a physiology-guided multimodal learning framework for EEG-free driver behavior recognition using peripheral biosignals. A publicly available multimodal driving physiology dataset was used, including recordings from 35 participants performing five driving behaviors: smooth driving, acceleration, deceleration, lane change, and turning. Three peripheral physiological signals, namely ECG, EMG, and GSR, were used as model inputs. The proposed framework incorporates physiological knowledge into multimodal representation learning through modality-aware encoders tailored to the distinct characteristics of ECG, EMG, and GSR. A physiology-guided fusion mechanism is further introduced to model complementary cross-modal interactions among the three biosignals. Experimental results showed that the proposed ECG+EMG+GSR model achieved an average accuracy of 0.782 and a macro-F1 score of 0.783 under a five-fold evaluation protocol with separated training, validation, and test sets, with MCC and Cohen’s kappa reaching 0.711 and 0.711, respectively. Compared with EEG-only and full-modality baselines reported in the original dataset study, the proposed framework demonstrated the feasibility of EEG-free driver behavior recognition using only peripheral biosignals. Under the matched ECG+EMG+GSR input setting, the proposed framework outperformed the strongest baseline across all four evaluation metrics. In addition, sensing-configuration analysis showed that ECG+EMG+GSR provided a favorable balance between recognition performance and sensing burden. These results indicate that physiology-guided multimodal learning can effectively exploit heterogeneous peripheral biosignals for accurate and interpretable EEG-free driver behavior recognition.

چکیده به فارسی

شناسایی دقیق رفتار راننده برای سامانه‌های پایش راننده و کاربردهای حمل‌ونقل هوشمند اهمیت زیادی دارد. اگرچه رویکردهای مبتنی بر EEG می‌توانند اطلاعات عصبی مفیدی ارائه دهند، اما کاربرد عملی آن‌ها اغلب به دلیل پیچیدگی سنجش، دشواری آماده‌سازی و حساسیت به آرتیفکت‌های حرکتی محدود می‌شود. این مطالعه یک چارچوب یادگیری چندوجهی مبتنی بر فیزیولوژی را برای شناسایی رفتار راننده بدون استفاده از EEG و با بهره‌گیری از سیگنال‌های زیستی محیطی پیشنهاد می‌کند. از یک پایگاه داده فیزیولوژی رانندگی چندوجهی که به‌صورت عمومی در دسترس است، استفاده شد که شامل ثبت داده‌های ۳۵ شرکت‌کننده در حال انجام پنج رفتار رانندگی (رانندگی نرم، شتاب‌گیری، کاهش سرعت، تغییر خط و پیچیدن) بود. سه سیگنال فیزیولوژیکی محیطی شامل ECG، EMG و GSR به‌عنوان ورودی مدل به کار گرفته شدند. چارچوب پیشنهادی، دانش فیزیولوژیکی را از طریق رمزگذارهای آگاه از نوع مدالیته که متناسب با ویژگی‌های متمایز ECG، EMG و GSR طراحی شده‌اند، در یادگیری بازنمایی چندوجهی ادغام می‌کند. همچنین، یک سازوکار همجوشی هدایت‌شده با فیزیولوژی برای مدل‌سازی تعاملات مکمل بین‌مدالیته‌ای میان این سه سیگنال زیستی معرفی شده است. نتایج تجربی نشان داد که مدل ECG+EMG+GSR پیشنهادی به دقت میانگین ۰.۷۸۲ و امتیاز macro-F1 برابر با ۰.۷۸۳ تحت پروتکل ارزیابی پنج‌گانه با مجموعه‌های آموزشی، اعتبارسنجی و آزمون جداگانه دست یافت و مقادیر MCC و کاپای Cohen به ترتیب ۰.۷۱۱ و ۰.۷۱۱ بود. در مقایسه با خطوط پایه مبتنی بر EEG و مدالیته کامل که در مطالعه اصلی پایگاه داده گزارش شده بود، چارچوب پیشنهادی امکان‌پذیری شناسایی رفتار راننده بدون EEG و صرفاً با سیگنال‌های زیستی محیطی را نشان داد. در شرایط ورودی منطبق ECG+EMG+GSR، چارچوب پیشنهادی در هر چهار معیار ارزیابی از قوی‌ترین خط پایه عملکرد بهتری داشت. علاوه بر این، تحلیل پیکربندی سنجش نشان داد که ترکیب ECG+EMG+GSR تعادل مطلوبی میان عملکرد شناسایی و بار سنجش فراهم می‌کند. این نتایج بیانگر آن است که یادگیری چندوجهی هدایت‌شده با فیزیولوژی می‌تواند به‌طور مؤثر از سیگنال‌های زیستی محیطی ناهمگن برای شناسایی دقیق و قابل تفسیر رفتار راننده بدون EEG بهره‌برداری کند.

ترجمه‌ی خودکار برای آشنایی سریع؛ برای نقل و ارجاع، متن اصلی ملاک است.

موضوع‌ها و کلیدواژه‌ها

آموزشهوشیادگیریElectromyographyMultimodal learningcross-modal fusiondriver behavior recognitionelectrocardiogramskin conductance

ارجاع

Xu, H., Li, H., & Zhao, J. (2026). A physiology-guided multimodal learning framework for EEG-free driver behavior recognition using peripheral biosignals. Journal of King Saud University - Computer and Information Sciences, 38(9). https://doi.org/10.1007/s44443-026-01338-6

(Xu et al., 2026)

دانلود BibTeX · دانلود RIS

گفت‌وگو

قوانین پرسش و گفتگو
  1. با احترام و بدون توهین، تحقیر، برچسب‌زنی یا حمله‌ی شخصی با دیگران گفتگو کنید.
  2. از نوشتن هرگونه اطلاعات هویتی یا قابل‌شناسایی مراجعان، بیماران یا اشخاص ثالث، از جمله نام، شماره‌ی تماس، تصویر، نشانی، محل کار یا جزئیات منحصربه‌فرد پرونده خودداری کنید.
  3. اگر درباره‌ی یک تجربه‌ی بالینی سؤال می‌کنید، اطلاعات را تا حد ممکن بی‌نام و کلی بیان کنید تا امکان شناسایی فرد وجود نداشته باشد.
  4. این بخش برای یادگیری و گفت‌وگوی علمی است و جایگزین ارزیابی، تشخیص، مشاوره یا روان‌درمانی شخصی نیست.
  5. در شرایط بحران یا خطر آسیب به خود یا دیگران، به این بخش اتکا نکنید و برای دریافت کمک فوری با اورژانس اجتماعی ۱۲۳ یا صدای مشاور بهزیستی ۱۴۸۰ تماس بگیرید.
  6. انتشار تبلیغات، معرفی خدمات شخصی، شماره‌ی تلفن، شناسه‌ی شبکه‌های اجتماعی، پیوند تبلیغاتی یا درخواست جذب مراجع در این بخش مجاز نیست.
  7. در بیان ادعاهای علمی، به‌ویژه درباره‌ی اثربخشی درمان‌ها، تشخیص یا یافته‌های پژوهشی، تا حد امکان نام منبع معتبر، مقاله یا راهنمای علمی را ذکر کنید.
  8. از ارائه‌ی تشخیص قطعی، تجویز درمان یا دارو و توصیه‌های بالینی شخصی به سایر کاربران خودداری کنید.
  9. پاسخ‌هایی که کارشناسان فکر بنیان می‌دهند با برچسب «پاسخ فکر بنیان» یا «کارشناس فکر بنیان» نمایش داده می‌شوند و سایر نوشته‌ها بیانگر نظر کاربران هستند.
  10. گزارش نوشته‌ی نامناسب: اگر نوشته‌ای حاوی نقض محرمانگی، محتوای آسیب‌زا، توهین، تبلیغ یا تخلف از این قوانین است، گزینه‌ی «گزارش» را انتخاب کنید تا تیم سایت بررسی کند.

برای پرسیدن و پاسخ دادن باید مشترک باشید. ورود

هنوز پرسشی منتشر نشده است.

مقاله‌های مرتبط

Impact of cognitive processes on work performance comparative study in teachers of the Cruz del Norte Educational Unit

تأثیر فرایندهای شناختی بر عملکرد شغلی: مطالعه مقایسه‌ای در معلمان واحد آموزشی Cruz del Norte

Erick. J Loor-Domo Journal of Law and Epistemic Studies, 2027, pp. e163 https://doi.org/10.5281/zenodo.18319363

چکیده

This study examines the relationship between cognitive processes and job performance in teachers at the Cruz del Norte Educational Unit, focusing on attention, planning, organization, anxiety, and job stress. A mixed-method design was applied, combining quantitative and qualitative techniques such as psychometric tests, Pearson correlation, multiple regression analysis, Student’s t-test, the Delphi method, and the Ishikawa diagram. The results show that executive functions, particularly planning and organization, have a significant positive impact on job performance. Teachers with higher levels of these skills demonstrate better performance, with strong correlations (r = 0.72, p = 0.001; r = 0.65, p = 0.003). In contrast, anxiety and stress act as limiting factors. Multiple regression analysis indicates that anxiety (β = -0.4946, p < 0.0001) and stress (β = -0.3721, p < 0.001) negatively predict job performance. Additionally, job indiscipline—reflected in absenteeism and lateness—shows a strong negative correlation with performance (r = -0.74, p < 0.000). These findings highlight the importance of time management and organizational commitment, as well as the need to implement training and psychological support strategies to improve teacher performance and educational quality.

این مطالعه به بررسی رابطه بین فرایندهای شناختی و عملکرد شغلی در معلمان واحد آموزشی Cruz del Norte می‌پردازد و بر توجه، برنامه‌ریزی، سازمان‌دهی، اضطراب و استرس شغلی تمرکز دارد. از طرح پژوهشی ترکیبی استفاده شده است که تکنیک‌های کمی و کیفی مانند آزمون‌های روان‌سنجی، همبستگی پیرسون، تحلیل رگرسیون چندگانه، آزمون t استیودنت، روش دلفی و نمودار ایشیکاوا را ترکیب می‌کند. نتایج نشان می‌دهد که کارکردهای اجرایی، به‌ویژه برنامه‌ریزی و سازمان‌دهی، تأثیر مثبت معناداری بر عملکرد شغلی دارند. معلمانی که سطوح بالاتری از این مهارت‌ها را دارا هستند، عملکرد بهتری از خود نشان می‌دهند و همبستگی‌های قوی (r = ۰.۷۲, p = ۰.۰۰۱؛ r = ۰.۶۵, p = ۰.۰۰۳) مشاهده شده است. در مقابل، اضطراب و استرس به‌عنوان عوامل محدودکننده عمل می‌کنند. تحلیل رگرسیون چندگانه نشان می‌دهد که اضطراب (β = -۰.۴۹۴۶, p < ۰.۰۰۰۱) و استرس (β = -۰.۳۷۲۱, p < ۰.۰۰۱) پیش‌بینی‌کننده منفی عملکرد شغلی هستند. همچنین، بی‌انضباطی شغلی—که در غیبت و تأخیر منعکس می‌شود—همبستگی منفی قوی با عملکرد دارد (r = -۰.۷۴, p < ۰.۰۰۰). این یافته‌ها اهمیت مدیریت زمان و تعهد سازمانی و همچنین ضرورت اجرای راهبردهای آموزشی و حمایت روان‌شناختی برای بهبود عملکرد معلمان و کیفیت آموزشی را برجسته می‌کند.

متن کامل دسترسی آزاد

Impact of cognitive processes on work performance comparative study in teachers of the Cruz del Norte Educational Unit

تأثیر فرایندهای شناختی بر عملکرد شغلی: مطالعه مقایسه‌ای در معلمان واحد آموزشی Cruz del Norte

Erick. J Loor-Domo Journal of Law and Epistemic Studies, 2027, pp. e163 https://doi.org/10.5281/zenodo.18319364

چکیده

This study examines the relationship between cognitive processes and job performance in teachers at the Cruz del Norte Educational Unit, focusing on attention, planning, organization, anxiety, and job stress. A mixed-method design was applied, combining quantitative and qualitative techniques such as psychometric tests, Pearson correlation, multiple regression analysis, Student’s t-test, the Delphi method, and the Ishikawa diagram. The results show that executive functions, particularly planning and organization, have a significant positive impact on job performance. Teachers with higher levels of these skills demonstrate better performance, with strong correlations (r = 0.72, p = 0.001; r = 0.65, p = 0.003). In contrast, anxiety and stress act as limiting factors. Multiple regression analysis indicates that anxiety (β = -0.4946, p < 0.0001) and stress (β = -0.3721, p < 0.001) negatively predict job performance. Additionally, job indiscipline—reflected in absenteeism and lateness—shows a strong negative correlation with performance (r = -0.74, p < 0.000). These findings highlight the importance of time management and organizational commitment, as well as the need to implement training and psychological support strategies to improve teacher performance and educational quality.

این مطالعه به بررسی رابطه بین فرایندهای شناختی و عملکرد شغلی در معلمان واحد آموزشی Cruz del Norte می‌پردازد و بر توجه، برنامه‌ریزی، سازمان‌دهی، اضطراب و استرس شغلی تمرکز دارد. از طرح پژوهشی ترکیبی استفاده شده است که تکنیک‌های کمی و کیفی مانند آزمون‌های روان‌سنجی، همبستگی پیرسون، تحلیل رگرسیون چندگانه، آزمون t استیودنت، روش دلفی و نمودار ایشیکاوا را ترکیب می‌کند. نتایج نشان می‌دهد که کارکردهای اجرایی، به‌ویژه برنامه‌ریزی و سازمان‌دهی، تأثیر مثبت معناداری بر عملکرد شغلی دارند. معلمانی که سطوح بالاتری از این مهارت‌ها را دارا هستند، عملکرد بهتری از خود نشان می‌دهند و همبستگی‌های قوی (r = ۰.۷۲, p = ۰.۰۰۱؛ r = ۰.۶۵, p = ۰.۰۰۳) مشاهده شده است. در مقابل، اضطراب و استرس به‌عنوان عوامل محدودکننده عمل می‌کنند. تحلیل رگرسیون چندگانه نشان می‌دهد که اضطراب (β = -۰.۴۹۴۶, p < ۰.۰۰۰۱) و استرس (β = -۰.۳۷۲۱, p < ۰.۰۰۱) پیش‌بینی‌کننده منفی عملکرد شغلی هستند. همچنین، بی‌انضباطی شغلی—که در غیبت و تأخیر منعکس می‌شود—همبستگی منفی قوی با عملکرد دارد (r = -۰.۷۴, p < ۰.۰۰۰). این یافته‌ها اهمیت مدیریت زمان و تعهد سازمانی و همچنین ضرورت اجرای راهبردهای آموزشی و حمایت روان‌شناختی برای بهبود عملکرد معلمان و کیفیت آموزشی را برجسته می‌کند.

متن کامل دسترسی آزاد

Intersectional Barriers to Academic Access and Success for Rural Students in South African Higher Education: A Systematic Review and Social Justice Perspective

Cele Siyanda Mluleki Kenneth International Journal of Learning Teaching and Educational Research, 2026, pp. 626 https://doi.org/10.26803/ijlter.25.10.26

چکیده

Rural-origin students in South African higher education face multiple, overlapping forms of marginalisation that collectively hinder their academic access and success. Despite significant policy reforms aimed at expanding access and addressing historical injustices, the educational paths of these learners are still disproportionately affected by a combination of socio-economic deprivation, linguistic exclusion, gendered vulnerabilities, and technological marginalisation. This systematic review synthesises current empirical evidence to clarify how these intersectional barriers merge to obstruct the educational journeys of rural-origin students in South African higher education. It also critically examines how institutional policies and technological interventions may unintentionally reinforce or potentially alleviate these inequities. The study followed the Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses (PRISMA) guidelines, conducting a comprehensive search across multiple academic databases for studies published between 2018 and 2026. After a rigorous screening and eligibility process, 52 studies met the inclusion criteria and underwent thematic analysis guided by Nancy Fraser's trivalent social justice framework. Five overarching themes emerged: The multidimensional digital divide; linguistic exclusion and the devaluation of vernacular knowledge; gendered vulnerabilities and the burden of social reproduction; algorithmic bias and the risks associated with technological solutionism; and governance gaps alongside the failure of participatory parity. The findings revealed that existing equity frameworks inadequately address the structural dimensions of rural marginalisation. Achieving educational equity necessitates a fundamental shift towards intersectionality-aware, context-sensitive institutional policies that prioritise resource redistribution, cultural recognition, and the meaningful representation of students from rural backgrounds in decision-making processes.

متن کامل دسترسی آزاد مروری

Changes in Grade X Students’ Informatics Learning Outcomes Following Wordwall-Assisted Instruction: A One-Group Pretest–Posttest Study

Indah Furwati; Fitri Maiziani; Novrianti; Elsa Masriani Journal of Multidisciplinary Science MIKAILALSYS, 2026, Vol. 4, Issue 3, pp. 8830-8843 https://doi.org/10.58578/mikailalsys.v4i3.12485

چکیده

Students’ learning outcomes in Informatics remain a challenge when conventional instructional media offer limited interaction, contributing to passive engagement and difficulties understanding learning materials. This study examined changes in Grade X students’ learning outcomes after the implementation of Wordwall-assisted interactive learning media for the Computer Systems topic at SMAN 1 Sawahlunto, Indonesia. A quantitative approach was employed using a pre-experimental one-group pretest–posttest design involving 30 students from class X E4. Students completed a multiple-choice achievement test before instruction, participated in Computer Systems learning activities supported by Wordwall, and completed a posttest afterward. The intervention incorporated game-based activities to support practice and engagement; however, the research records did not specify its duration. Data were analyzed using descriptive statistics and a paired-samples t-test, with normalized gain (N-Gain) used to assess the level of improvement. The mean score increased from 53.67 on the pretest to 77.67 on the posttest, a difference of 24.00 points. The paired-samples t-test identified a statistically significant difference between scores (t = 8.664, df = 29, p < 0.001). The mean N-Gain was 0.538, indicating moderate improvement. These results show that students’ scores were higher after the Wordwall-assisted learning intervention. Nevertheless, the study did not include a control group, the observed change cannot be attributed to Wordwall alone; instructional or testing-related factors may also have contributed. Wordwall therefore be considered a useful supplementary medium for Informatics instruction, while further studies using control groups, larger samples, and documented intervention durations are needed to strengthen conclusions about its effectiveness.

متن کامل دسترسی آزاد

Implications of Ubuntu Theory on Pedagogy for Values Inculcation in Secondary School History Education in Zimbabwe

Hlengiwe Ncube; Valencia Tshinompheni Mabalane International Journal of Learning Teaching and Educational Research, 2026, pp. 873 https://doi.org/10.26803/ijlter.25.10.35

چکیده

This conceptual narrative review stems from a doctoral study that focuses on the teaching of values in the implementation of the secondary school curriculum in Zimbabwe. The Zimbabwean secondary school history curriculum provides for values inculcation grounded on Ubuntu. However, despite expansive research on the implications of Ubuntu on instructional practice, there is a gap on how it informs pedagogy for values teaching in secondary school history education. The study employed a qualitative approach which enabled an indepth exploration. The review focused on twelve papers on Ubuntu’s application on pedagogy and ten on values pedagogy in secondary school history education that were obtained from Scopus, Google Scholar and ERIC academic databases. Keywords such as Ubuntu and pedagogy, values education and secondary school history education as well as abstracts were used to select the reviewed papers. Thematic analysis was employed to analyse data which involved coding of relevant information to develop themes. Findings show that Ubuntu oriented pedagogy is interactive, practical oriented, learner centered and speaks to the experiences of learners. This paper provides insights on how history teachers can translate Ubuntu pedagogy to instil values in secondary school history education. For this to be effective, we recommend staff development of history teachers by the Ministry of Primary and Secondary Education, use of diverse learner centered pedagogy in history lessons by history teachers and provision of multimedia to secondary schools by relevant stakeholders to ensure creation of engaging learning experiences in the implementation of the history curriculum.

متن کامل دسترسی آزاد