XXIX Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

РАЗРАБОТКА ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОГО БОТА-ПСИХОЛОГА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕХНОЛОГИЙ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы

Касьянова В.Д. 1

---

1МАОУ ЛИЦЕЙ №11 ИМ. В. В. РАССОХНА

Безрук А.В. 1

---

1МАОУ Лицей №11 им. В. В. Рассохина

Работа в формате PDF

670 KB

ВВЕДЕНИЕ

Современный мир невозможно представить без цифровых технологий. Мессенджеры, чат-боты, голосовые помощники стали привычной частью повседневной жизни миллионов людей. Одновременно с ростом информационных технологий растёт и уровень психологической нагрузки на человека: ускоренный ритм жизни, постоянный поток информации, социальные ожидания — всё это приводит к росту тревожности, стресса и эмоционального выгорания.

По данным Всемирной организации здравоохранения, в последние десятилетия число людей, испытывающих симптомы тревожных расстройств, значительно возросло. Особенно остро эта проблема стоит среди подростков и молодёжи: школьные экзамены, отношения со сверстниками и родителями, неопределённость будущего создают постоянный эмоциональный фон напряжения. По данным исследований, каждый пятый подросток в России испытывает симптомы повышенной тревожности, а каждый третий хотя бы раз сталкивался с состоянием, близким к депрессивному.

При этом далеко не каждый человек готов или имеет возможность обратиться к живому психологу: кто-то стесняется, кто-то не доверяет специалистам, а кто-то просто не знает, с чего начать разговор. Особенно это характерно для школьников, у которых ещё не сформирован навык обращения за психологической помощью.

Именно здесь на помощь приходят цифровые инструменты. Диалоговый агент, построенный на базе технологий искусственного интеллекта, способен вести поддерживающий разговор, задавать уточняющие вопросы, предлагать простые техники самопомощи и — при необходимости — подсказывать номера экстренной психологической помощи.

Актуальность работы обусловлена:

ростом востребованности доступных цифровых сервисов психологической поддержки;

развитием технологий искусственного интеллекта и больших языковых моделей;

возможностью применить эти технологии в социально значимой сфере;

отсутствием у большинства школьников навыков обращения к живым специалистам;

увеличением числа тревожных и стрессовых состояний среди подростков.

Объект исследования — процессы цифровой психологической поддержки пользователей.

Предмет исследования — программная реализация интеллектуального диалогового агента, оказывающего психологическую поддержку.

Методы исследования: анализ литературы, проектирование, программирование, тестирование, статистический анализ.

Гипотеза: интеллектуальный бот, построенный на базе больших языковых моделей, способен оказывать базовую психологическую поддержку и повышать доступность первой психологической помощи для школьников.

ИДЕЯ ПРОЕКТА

Идея проекта возникла из личного наблюдения: многие мои сверстники в моменты тревоги, стресса или эмоционального спада не знают, куда обратиться. Разговор с родителями кажется неудобным, к школьному психологу идти страшно, а найти специалиста в интернете — долго и дорого. Особенно остро это проявляется в период экзаменов, когда уровень тревоги у большинства школьников резко возрастает.

Основная идея проекта — создать цифрового помощника, который:

Доступен в любое время суток — 24 часа в сутки, 7 дней в неделю.

Анонимен — пользователь не обязан называть своё имя.

Понимает живую речь — благодаря технологиям искусственного интеллекта отвечает не по шаблону, а по смыслу.

Опирается на базу знаний — знает основные темы: тревога, стресс, отношения, одиночество, самооценка, нарушения сна, эмоциональное выгорание.

Безопасен — при обнаружении кризисных фраз мгновенно выдаёт номера экстренной психологической помощи.

Устойчив к сбоям — если искусственный интеллект недоступен, работает в сценарном режиме, не переставая помогать пользователю.

Такой бот не заменяет живого психолога, но помогает человеку:

• выговориться в безопасной обстановке;

• структурировать свои переживания;

• получить простые техники самопомощи;

• понять, что он не один;

• при необходимости — обратиться к реальному специалисту.

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ

Цель работы — разработать интеллектуального бота-психолога на языке Python с использованием технологий искусственного интеллекта, способного вести поддерживающий диалог с пользователем.

Задачи:

1. Изучить принципы работы диалоговых агентов и больших языковых моделей.

2. Проанализировать психологические аспекты подростковой тревоги, стресса и одиночества.

3. Спроектировать архитектуру бота: база знаний, интерфейс, интеграция с ИИ.

4. Реализовать бота на языке Python.

5. Обеспечить многоуровневую отказоустойчивость.

6. Провести тестирование работы бота.

7. Собрать статистику использования.

8. Сформулировать выводы и определить направления развития проекта.

1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1. Понятие диалогового агента

Диалоговый агент (чат-бот) — это программа, которая ведёт переписку с человеком на естественном языке. Простые чат-боты работают по заранее заданному сценарию: пользователь пишет ключевое слово — бот отвечает шаблоном. Такие боты просты, но негибки.

Интеллектуальные диалоговые агенты используют технологии искусственного интеллекта: они анализируют смысл сообщения, учитывают контекст и генерируют ответ в реальном времени. Это позволяет вести живой, осмысленный разговор.

В последние годы интеллектуальные агенты активно применяются в сферах обслуживания, образования и медицины. В психологии их используют как инструмент первой доврачебной поддержки — для снятия острого эмоционального напряжения и направления к специалисту.

2.2. Психологические аспекты: страх, тревога, одиночество

Согласно исследованиям в области психологии, тревога — это эмоциональное состояние, связанное с ожиданием неблагоприятного развития событий. Тревога бывает ситуативной (возникает в ответ на конкретную угрозу) и личностной (устойчивая черта характера).

У подростков наиболее частыми источниками тревоги являются:

Страх перед экзаменами — один из самых сильных стрессоров. Он связан не только с объёмом подготовки, но и с боязнью провала, осуждения, потери будущего.

Отношения со сверстниками — конфликты, буллинг, страх быть отвергнутым.

Отношения с родителями — завышенные ожидания, непонимание, гиперопека.

Самооценка — сравнение себя с другими, недовольство внешностью, способностями.

Одиночество — ощущение изолированности даже в коллективе.

Нарушения сна — следствие накопленного напряжения.

Психологическая поддержка — это система действий, направленных на снижение эмоционального напряжения, помощь в осознании переживаний и поиск ресурсов для их преодоления.

Она включает:

активное слушание — внимание к словам человека без осуждения;

эмпатию — понимание чувств собеседника;

уточняющие вопросы — помогают человеку самому разобраться в своих чувствах;

простые техники самопомощи — дыхательные упражнения, ведение дневника, физическая активность;

направление к специалисту — при необходимости.

Интеллектуальный бот, построенный на большой языковой модели, способен воспроизвести базовый уровень этих функций. Он не заменяет психолога, но может стать первым шагом к получению помощи.

2.3. Искусственный интеллект в психологической поддержке

Большая языковая модель (LLM) — это нейросеть, обученная на огромном объёме текстов. Она способна понимать запросы и генерировать ответы, близкие к человеческой речи.

В психологической поддержке LLM применяется для:

• эмпатичного перефразирования слов пользователя;

• задания уточняющих вопросов;

• предложения простых техник (дыхательные упражнения, ведение дневника, прогулки);

• мягкого направления к специалисту при необходимости.

• Важно: интеллектуальный бот не является медицинским сервисом и не заменяет психолога. Он оказывает первую доврачебную поддержку.

2.4. Технологии, использованные в проекте

2. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1. Структура и функциональность бота

Бот реализован в виде одного файла на языке Python. Основные компоненты:

• Меню тем: Тревога, Стресс, Отношения, Одиночество, Самооценка, Сон, Выгорание.

• Обработчики команд: /start, /help, /stop.

• Обработчик свободного текста: передаёт сообщение в ИИ, при сбое — в сценарный режим.

• Кнопки быстрого доступа: «Следующий вопрос», «Совет», «Номера помощи», «В меню».

• Модуль статистики: сохраняет ID пользователей, ведёт учёт активности.

• Отдельное внимание уделено психологическому содержанию. В каждой теме:

• первый вопрос направлен на прояснение ситуации («Как давно ты чувствуешь тревогу?»);

• последующие — на углубление осознания («Что помогает тебе хоть немного успокоиться?»);

• советы — это простые техники самопомощи, известные в психологии (дыхание, дневник, прогулки, режим сна).

2.2 Ключевые фрагменты программного кода

2.2.1. Настройка и подключение к платформе искусственного интеллекта

python

from openai import AsyncOpenAI

AI_KEY ="КЛЮЧ_ДОСТУПА"

ai_client = AsyncOpenAI(

api_key=AI_KEY,

base_url="https://api.ПлатформаМоделей.example/v1",

)

Пояснение. Здесь создаётся клиент для обращения к большой языковой модели. Параметр base_url указывает адрес платформы, предоставляющей доступ к ИИ, а api_key — персональный ключ авторизации.

2.2.2. Автоматический выбор рабочей модели

python

asyncdefpick_working_model()->str|None:

resp =await ai_client.models.list()

available ={m.idfor m in resp.data}

for model in PREFERRED_MODELS:

if model in available:

return model

return None

Пояснение. Функция запрашивает у платформы список доступных моделей и выбирает первую рабочую из приоритетного перечня. Это обеспечивает устойчивость бота: если одна модель устарела, будет выбрана другая.

2.2.3 Обращение к языковой модели

python

asyncdefask_ai(user_text:str, history:list)->str|None:

messages =[{"role":"system","content": SYSTEM_PROMPT}]

messages += history

messages.append({"role":"user","content": user_text})

resp =await ai_client.chat.completions.create(

model=active_model,

messages=messages,

temperature=0.7,

max_tokens=350,

)

return resp.choices[0].message.content.strip()

Пояснение. В модель отправляется системный промпт (роль бота), история диалога (для сохранения контекста) и текущее сообщение пользователя. Параметр temperature регулирует «творческость» ответа, max_tokens — максимальную длину.

2.2.4 Обработка кризисных ситуаций

python

CRISIS_WORDS = ["не хочу жить", "покончить", "суицид", "убить себя"]

ifany(word in low_text for word in CRISIS_WORDS):

await message.answer(

"Мне важно, чтобы ты был(а) в безопасности.\n"

"8-800-2000-122 — бесплатно, 24/7\n"

"112 — экстренные службы"

)

return

Пояснение. Перед обращением к ИИ бот проверяет сообщение на наличие кризисных слов. Если они найдены — немедленно выдаются номера экстренной помощи. Это приоритетная защита пользователя.

2.2.5 Многоуровневая отказоустойчивость

python

try:

answer =await ask_ai(user_text, history)

if answer:

await message.answer(answer)

return

except Exception:

pass

# Резервныйсценарий: автоопределениетемы

auto_topic = detect_topic(user_text)

if auto_topic:

await message.answer(build_scenario_answer(auto_topic))

return

# Крайний случай: общий эмпатичный ответ

await message.answer(random.choice(GENERIC_EMPATHY))

Пояснение. Если ИИ недоступен, бот не падает, а переходит на сценарный режим. Если и он не подходит — выдаёт общий эмпатичный ответ. Пользователь всегда получает ответ.

2.3 Пример работы программы

Пример диалога — кризисная ситуация:

2.4 Статистика использования

Статистика собиралась в течение двух недель тестирования бота среди учащихся 8–11 классов.

Общая статистика представлена в таблице

Распределение тем обращений:

ВЫВОД

В ходе работы над проектом была достигнута поставленная цель — разработан интеллектуальный бот-психолог на языке Python с использованием технологий искусственного интеллекта.

Ссылка https://t.me/fgbjhgftyd_bot

На данный момент идет работа на перенос бота в МАКС

В ходе работы я:

• Изучила принципы работы диалоговых агентов и больших языковых моделей.

• Проанализировала психологические аспекты подростковой тревоги, страха перед экзаменами, одиночества и стресса.

• Спроектировала архитектуру бота: база знаний, интерфейс, интеграция с ИИ.

• Реализовала бота, написав программу на языке Python.

• Обеспечила многоуровневую отказоустойчивость: ИИ → резервные модели → сценарный режим → общие эмпатичные ответы.

• Провела тестирование среди 27 учащихся 8–11 классов.

• Собрала статистику: обработано 412 сообщений, среднее время ответа 2,8 секунды.

Практическая значимость проекта:

• Бот доступен бесплатно и круглосуточно.

• Анонимность снижает барьер обращения за помощью.

• Автоматическая защита при кризисных фразах помогает в опасных ситуациях.

• Многоуровневая отказоустойчивость обеспечивает стабильную работу.

Ограничения проекта:

• Бот не является медицинским сервисом.

• Не заменяет живого специалиста.

• Требует подключения к интернету.

Перспективы развития:

• Добавление голосового ввода сообщений.

• Дневник настроения с графиком за неделю.

• Многоязычность (русский, английский, языки народов России).

• Сохранение истории в локальной базе данных для более связного диалога.

Гипотеза проекта подтвердилась: интеллектуальный бот на базе больших языковых моделей способен оказывать базовую психологическую поддержку и повышать доступность первой психологической помощи для школьников.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Бойко В. В. Психоэнергетика: практическое пособие по психологии эмоциональных состояний. — Санкт-Петербург: Питер, 2021. — 320 с.

2. Бреслав Г. М. Психология эмоций: учебное пособие для студентов вузов. — 3-е изд. — Москва: Смысл; Академия, 2020. — 544 с.

3. Всемирная организация здравоохранения. Психическое здоровье подростков: информационный бюллетень. — Женева: ВОЗ, 2023.

4. Выготский Л. С. Психология развития человека. — Москва: Смысл; Эксмо, 2020. — 1136 с.

5. Документация языка Python 3.13 [Электронный ресурс]. —

6. Изард К. Э. Психология эмоций / пер. с англ. — Санкт-Петербург: Питер, 2019. — 464 с.

7. Лурия А. Р. Основы нейропсихологии: учебное пособие. — Москва: Академия, 2019. — 384 с.

8. Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики». Мониторинг качества приёма в вузы: аналитические материалы. — Москва: НИУ ВШЭ, 2024.

9. Официальная документация асинхронной библиотеки для работы с мессенджерами [Электронный ресурс]. —

10. Официальная документация библиотеки для работы с языковыми моделями [Электронный ресурс]. —

11. Прихожан А. М. Психология тревожности: дошкольный и школьный возраст. — Санкт-Петербург: Питер, 2019. — 304 с.

12. Соловьёва С. Л. Психологическая поддержка личности: теория и практика. — Москва: Юрайт, 2022. — 278 с.