Пристрій для контролю психофізіологічного стану оператора комп’ютера

1 Пристрій для контролю психофізіологічного стану оператора комп'ютера, який містить клавіатуру, послідовно з'єднані перетворювач швидкості переміщення клавіші в електричний сигнал, інтерфейс, блок пам'яті, блок порівняння, сигналізатор і дисплей, який відрізняються тим, що перетворювач швидкості переміщення клавіші в електричний сигнал виконаний у вигляді терменвокса 2 Пристрій по п І, який відрізняється тим, що терменвокс з'єднаний через комутатор з чутливими елементами, які розташовані на правій та ЛІВІЙ сторонах клавіатури Винахід відноситься до галузі комп'ютерної і медичної техніки, а саме, до пристроїв, які дозволяють безперервно контролювати психофізіологічний стан оператора в процесі роботи з клавіатурою Галуззю застосування винаходу є контроль стану операторів складних систем Наприклад, пультів управління ядерними і ХІМІЧНИМИ реакторами, космічними і морськими системами, автоматизованими заводами тощо Неприпустиме відхилення психофізіологічного стану оператора від нормального маже призвести до катастроф, аварій, випуску бракованої продукції тощо Відомий пристрій контролю психофізіологічного стану ПІДДОСЛІДНОГО [1] Пристрій містить інформаційне табло, блок пам'яті, лічильник часу виконання завдання, блок введення програми, Найбільш близьким засобом того ж призначення за сукупністю суттєвих ознак є пристрій для контрою психофізіологічного стану оператора ЕОМ [2] Пристрій містить клавіатуру, клавіші якої мають магніти, а також послідовно з'єднані перетворювач швидкості переміщення клавіші в електричний сигнал, інтерфейс, блок пам'яті, блок порівняння, сигналізатор і дисплей Такі ознаки прототипу, як клавіатура, перетворювач швидкості переміщення клавіші в електричний сигнал, інтерфейс, блок пам'яті, блок порівняння, сигналізатор і дисплей є спільними і для заявленого винаходу Пристрій забезпечує безперервний контроль психофізіологічного стану оператора і оцінює ДО кнопкову панель ВІДПОВІДІ, ЛІЧИЛЬНИК КІЛЬКОСТІ пра Недоліком пристрою-прототипу є наступне Неможливість використання клавіатур, клавіші яких не містять магнітів, а саме - контактних, з нерухомими клавішами, віртуальних тощо Неможливість визначення характеру руху рук оператора у відриві від клавіш Відсутність зворотного зв'язку з оператором через слуховий канал "В основу винаходу покладено завдання удосконалити Пристрій для контролю психофізіологічного стану оператора ЕОМ шляхом виконання перетворювача швидкості переміщення клавіші в електричний сигнал у вигляді терменвокса (електромузичного інструменту, який перетворює рух рук оператора в сигнали звукової частоти), забезпечити використання всіх видів клавіатур, контроль психофізіологічного стану оператора як за характером руху клавіш клавіатури, так і за характером вильних відповідей, блок управління циклом дослідження Такі ознаки аналога, як інформаційне табло (дисплей), блок пам'яті, блок порівняння (лічильник перевищення часу виконання дій у ВІДПОВІДЬ), блок управління циклом дослідження (комп'ютер) є спільними і для заявленого винаходу Пристрій забезпечує розширення функціональних можливостей за рахунок збільшення КІЛЬКОСТІ ІСПИТОВИХ завдань оперативного типу і підвищення точності вимірювання динаміки психофізіологічних процесів Недоліком такого пристрою є наступне Для виявлення пристроєм відхилення від стандартного психофізіологічного стану оператору необхідно відволікатися від виконання основної роботи ЦІЛЬНІСТЬ продовження роботи со 44439 руху рук оператора, зворотній звязок з оператором через слуховий канал при використанні винаходу" Вирішення поставленого завдання досягається тим, що у пристрої, який містить клавіатуру, послідовно з'єднані перетворювач швидкості переміщення клавіші в електричний сигнал, інтерфейс, блок пам'яті, блок порівняння, сигналізатор і дисплей, перетворювач швидкості переміщення клавіші в електричний сигнал виконаний у вигляді терменвокса Чутливі елементи з'єднані з терменвоксом через комутатор і розташовані на правій і ЛІВІЙ сторонах клавіатури Необхідним у всіх варіантах є виконання перетворювача швидкості переміщення клавіші в електричний сигнал у вигляді терменвокса При цьому звуковий сигнал сприймається через слуховий канал і аналізується ПІДСВІДОМІСТЮ оператора Крім того, сигнал звукової частоти перетворюється за допомогою інтерфейсу в цифрову форму, надходить на вхід комп'ютера і заноситься в осередок оперативної пам'яті, який відповідає натиснули клавіші При визначеному нормальному стані оператора сигнали записуються в осередки пам'яті як еталонні При подальшій роботі оператора сигнали, що надходять, порівнюються з еталонними за допомогою блока порівняння Залежно від допустимого ступеня відхилення від еталону сигнал надходить у блок пам'яті еталонів або в сигналізатор Залежно від визначеного ступеня відхилення сигналу від еталону сигналізатор виробляє ВІДПОВІДНИЙ сигнал попередження на дисплеї Конкретною формою виконання пристрою є з'єднання терменвокса через комутатор з чутливими елементами, одну частину яких розміщено на ЛІВІЙ, а іншу - на правій стороні клавіатури Це дозволяє виділити тип руху рук оператора на вході в комп'ютер А саме, натискання правою (лівою) рукою клавіші, розташованої на правій (ЛІВІЙ) стороні клавіатури Такий технічний результат забезпечується за рахунок розташування чутливих елементів, які формують системи координат для правої і лівої руки оператора З'єднання терменвокса з чутливими елементами через комутатор дозволяє виключити взаємний вплив чутливих елементів через корпус клавіатури і тіло оператора Суть винаходу пояснюється кресленням, яке додається На фіг 1, 2 й схематично зображені клавіатура 1 з клавішами 2 Терменвокс 3 з'єднаний через комутатор 4 з чутливими елементами лівої сторони а-5, Ь-6 и правої сторони с-7, d-8 Чутливі елементи 5,6,7,8 закріплені на шарнірах 9 Терменвокс 3 з'єднаний послідовно з інтерфейсом 10, блоком пам'яті 11, блоком порівняння 12, сигналізатором 13, дисплеєм 14 з виділеним вікном 15 Клавіатура 1 з клавішами 2 може бути будьякою, наприклад, контактною Терменвокс 3 виконаний, наприклад, за схемою [3] Комутатор 4 являє собою, наприклад електронний ключ Чутливі елементи 5,6,7,8 виконані, наприклад, у вигляді телескопічних антен діаметром 2 - 6мм і довжиною 20 - 40мм, які можуть обертатися за допомогою шарнірів 9 Положення і розміри антен визначаються конструктивними особливостями клавіатури 1 Інтерфейс 10 відповідає, наприклад, стандарту на інтерфейси до приладів ІЕЕЕ-488 і з'єднаний, наприклад, з портом СОМ-2 комп'ютера за допомогою шини RS 485 Блок пам'яті 11, блок порівняння 12, сигналізатор 13 і вікно 15 на дисплеї 14 виконані, наприклад, програмним шляхом Пристрій працює так Комутатор 4 послідовно з'єднує Терменвокс 3 з , чутливими елементами лівої сторони а-5, Ь-6 і правої сторони с-7, d-8 через інтервал часу, наприклад 1мкс, який значно менший часу поступально-зворотного циклу спрацювання клавіші, який може складати 0,1 - 1с Чутливі елементи а-5, Ь-6, с-7, d-8 послідовно створюють електричне поле з лівої і правої сторони клавіатури При внесенні рук оператора в зону чутливості елементів а-5, Ь-6, с-7, d-8 на виході терменвокса утворюється ПОСЛІДОВНІСТЬ сигналів звукової частоти а-і, b-i, c-i, di an, bn, cn, d n Ця ПОСЛІДОВНІСТЬ сигналів перетворюється інтерфейсом 10 у цифрову форму і надходить у комп'ютер, де заноситься в осередки оперативної пам'яті а, Ь, с, d При спрацюванні клавіші в ЛІВІЙ частині і поверненні руки оператора на ліву сторону клавіатури 1 в осередок пам'яті, який відповідає цій клавіші, заносяться значення аі am, Bi b m за інтервал часу m від моменту спрацювання клавіші інтервал часу m вибирається експериментальне і може складати 0,1 - 0,5с При спрацюванні клавіші в правій частині і поверненні руки оператора на праву сторону клавіатури 1 в осередок пам'яті, який відповідає цій клавіші, заносяться значення сі cm, di d m ІНШІ варіанти натискання клавіші не заносяться в пам ять комп'ютера При переповненні осередків оперативної пам'яті a, b, c, d останні значення автоматично стираються Таким чином одночасно з безпосередньою роботою оператора масиви даних аі am, bi Ьт, сі сТ, di d m накопичуються як еталонні і обробляються у ВІДПОВІДНОСТІ з прийнятою методикою оцінки психофізіологічного стану оператора Наприклад, розраховуються ПОХІДНІ, які відповідають швидкості переміщення лівої аі am, bi b m і правої сі с т , di d m руки оператора в подальшому, наприклад, за допомогою перетворення Фур'є розраховуються спектри функцій, які задаються цими послідовностями і проводиться усереднення за спектральними складовими Усереднені значення заносяться як еталони у призначені осередки пам'яті В процесі роботи оператора еталони порівнюються із значеннями, які надходять, у ВІДПОВІДНОСТІ до визначених значень середньоквадратичного відхилення 5 - 10% Якщо середньоквадратичне відхилення менше визначеного, то поточні значення накопичується в блоці пам'яті 11 як еталони для того, щоб урахувати довготривалі зміни нормального стану оператора Якщо середньоквадратичне відхилення перевищує визначене, то блок порівняння 12 подає сигнал у аналізатор 13 Залежно від значення відхилення і визначеної програми сигналізатор 13 формує вікно 15 на дисплеї 14 Джерела інформації 1 А С СССР №960850, (GOGF 15/42, опубл В Б И №35, 1986г 2 Патент Украины №18369, С1, А61 В5/16, опубл В Б И №6, 1997 - прототипы 3 Журнал «Радио» №10, 1986г, с 49 44439 4$ iZ и 0 чу/ U • с1 п г 0 • а • 1 а а, •і • п& ТУ \ -5 г с\г _1—1 1 1 г—j | Л JJ ФІГ. 1 / ^ П Л LJ , і і ^ ч Фіг. 2 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90