УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ ОПЕРАТОРОВ Российский патент 1995 года по МПК G09B9/00 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для профессионального отбора операторов АСУ, а также операторов транспортных средств.

Известны тренажеры операторов АСУ, содержащие программный блок, блок подачи раздражителя, кнопки реагирования и измерительные устройства (авт.св. N 522847, кл. А 61 В 5/16).

Целью изобретения является расширение дидактических возможностей устройства с повышением точности определения уровня бдительности в условиях воздействия монотонных факторов.

На фиг.1 представлена структура предлагаемого устройства; на фиг.2 схема узла приоритета; на фиг.3 схема блока задания режимов работы.

Устройство содержит блок 1 задания программы обучения, состоящий из узлов 2,3,4 памяти, соединенных с узлом 5 приоритета, блок 6 задания режимов работы, анализатор 7 уровня физиологического состояния оператора, состоящий из последовательно соединенных преобразователя 8 аналог-код, узла 9 памяти, преобразователя 10 код-аналог и узла 11 сравнения. Блок 12 контроля вегетативных функций состоит из датчика 13 электрического сопротивления кожи ЭСК, соединенного с преобразователем 14 сопротивления в напряжение.

Анализатор 15 правильности реакций состоит из последовательно соединенных узла 16 ввода эталона 8 и узла 17 сравнения, к входу которого подключен счетчик 18.

Устройство также содержит имитатор 19 реальных процессов, блок 20 ввода ответных действий оператора, формирователь 21 сигналов оценки и блок 22 регистрации.

Устройство работает следующим образом. Испытуемому оператору предлагают работу на имитаторе 19, в частном случае, это может быть прибор измерения бдительности, представляющий собой модель операторской деятельности с воздействием монотонных факторов.

Работа заключается в слежении за дискретно движущейся светящейся точкой и в реагировании, например, нажатием кнопки на перескок этой точкой через одну позицию. Перескоки происходят 12 раз за час по специальной программе, записанной в узле 2.

Результат реакции определяется счетчиком 18 и сравнивается в узле 17 с заранее заданным в узле 16 эталонным значением.

В процессе работы на испытуемого одевается датчик 13 электрического сопротивления кожи. Величина сопротивления преобразуется в величину напряжения электрического тока преобразователем 14. В свою очередь величина напряжения преобразуется в цифровой код преобразователем 8 и хранится в цифровом виде в узле 9. Запись в память узла 9 происходит через некоторое время после начала работы это так называемое "фоновое" значение сопротивления кожи. Величина его преобразуется в аналоговую форму преобразователем 10 и сравнивается с текущим значением в узле 11.

Если текущее значение электрического сопротивления кожи превышает фоновое на заданную величину (например, 30%), это говорит о существенном снижении уровня бодрствования. Характер этого снижения определяется характером исходного уровня, если в начале испытания он определяется перевозбуждением, то снижение его будет говорить об оптимизации состояния, что не снижает уровень бдительности, если исходный уровень был определен нормальным для данного испытуемого уровнем, то такое снижение говорит о засыпании с соответствующей утратой бдительности. Для проверки того, чем обусловлено снижение бодрствования, включается вторая программа работы, если реакция испытуемого не хуже допустимой, значит его бдительность не снижена блок 6 подает сигнал в узел 9 на запись в качестве "фонового" текущего значения ЭСК.

Если при работе по второй программе испытуемый не реагирует на сигнал блок 6 включает в работу третью программу и она, подавая достаточно часто сигналы испытуемому, определяет насколько глубоко снижена бдительность. Если же эти сигналы испытуемый среагировал, то фиксируется длительность работы по третьей программе и устанавливается фоновый уровень ЭСК, соответствующий величине его в момент реакции. Если испытуемый не среагировал, то по окончании третьей программы испытания прекращаются.

Блок 22 фиксирует время реакции на различные сигналы, число включения второй и третьей программы и общее время работы по третьей программе.

Узел 5 это конечный автомат, обеспечивающий прохождение на имитатор 19 одной из трех программ, причем при включении второй программы обеспечивается прохождение ее, а прохождение первой прекращается, при включении третьей программы обеспечивается прохождение третьей, а второй и первой прекращается.

На фиг. 2 приведен пример реализации узла 5 на логических элементах. Он может быть реализован и программным путем.

Узлы 2,3,4 представляют собой постоянные запоминающие устройства, которые выдают сигналы на имитатор 10 по определенным ранее заданным программам. Физически это могут быть интегральные микросхемы памяти, накопители на магнитной ленте и т.п.

Блок 6 это конечный автомат, выполняющий следующие функции. Если время реакции больше допустимого, то: при режиме второй программы включается третья программа. Если время реакции меньше допустимого в режимах работы по второй и третьей программам, выдается сигнал на снятие второй и третьей программ и на запись текущего значения ЭСК в качестве фонового.

Пример реализации блока 6 на логических элементах представлен на фиг.3. Он может быть реализован программно. Блок 20 ввода ответных действий в простейшем случае это кнопка реагирования.

Блок контроля вегетативных функций 12 это блок, преобразующий ЭСК в величину напряжения постоянного тока. Он может состоять из серийных медицинских электродов, например ЭПСМ-01, производства завода РЭМА и преобразователя R -> U, имеющего малые токи через сопротивление (авт.св. N 940742, кл. А 61 В 5/16).

Анализатор 7 содержит узел 9 памяти и узел 11 сравнения. Поскольку в настоящее время надежное запоминающее устройство значительно проще выполнить цифровым, анализатор 7 содержит и преобразователь 8 аналог-код.

Сравнение фонового уровня с текущим можно выполнять как в цифровом, так и в аналоговом виде.

Аналоговое сравнение проще технически реализуется, в связи с чем в анализатор 7 введен еще преобразователь 10 код-аналог.

Предлагаемое устройство позволяет повысить точность при определении способности человека-оператора сохранять бдительность в условиях воздействия монотонных факторов за счет контроля бдительности с одновременным непрерывным контролем естественных физиологических колебаний уровня бодрствования.

Оно также позволяет расширить дидактические возможности за счет определения степени снижения бдительности, а также автоматизировать определение момента снижения уровня бодрствования до опасного уровня и определение глубины снижения уровня бдительности в моменты снижения уровня бодрствования.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для профессионального отбора операторов АСУ, а также операторов транспортных средств. Цель - расширение дидактических возможностей устройства. Изобретение повышает точность определения уровня бдительности оператора в условиях воздействия монотонных факторов за счет контроля бдительности с одновременным непрерывным контролем естественных физиологических колебаний уровня бодрствования. Введение блока 1 задания программы обучения, содержащего узлы 2, 3, 4 памяти позволяет определить степень снижения бдительности у испытуемого в результате снижения уровня бодрствования. Узел 5 приоритета в блоке 1 обеспечивает третьей программе приоритет над второй и первой, а второй - над первой. Анализатор 7 уровня физиологического состояния оператора запоминает величину фонового уровня бодрствования, сравнивает его с текущим и выдает сигнал в случае снижения уровня бодрствования ниже допустимого. Блок 6 задания режимов работы автоматически изменяет фоновый уровень бодрствования, а также автоматически изменяет режим работы устройства. Устройство также содержит блок 20 ввода ответных действий оператора, имитатор 19 реальных процессов, анализатор 15 правильности реакций, формирователь 21 сигналов оценки, блок 22 регистрации, блок 12 контроля вегетативных функций. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ ОПЕРАТОРОВ, содержащее имитатор реальных процессов, один вход которого подключен к выходу блока ввода ответных действий оператора, а выход к входу анализатора правильности реакций оператора, первый выход которого соединен с первым входом формирователя сигналов оценки, выход которого подключен к одному входу блока регистарции, и блок контроля вегетативных функций оператора, отличающееся тем, что, с целью расширения дидактических возможностей устройства, в него введены блок задания режимов работы, первый вход которого соединен с вторым выходом анализатора правильности реакций оператора, а первый выход с другим входом блока регистрации, блок задания программы обучения, первый, второй, третий и четвертый выходы которого подключены соответственно к другому входу имитатора реальных процессов, второму и третьему входам формирователя сигналов оценки и второму входу блока задания режимов работы, а первый и второй входы к второму и третьему выходам блока задания режимов работы соответственно, и анализатор уровня физиологического состояния оператора, первый, второй и третий входы и выход которого соединены соответственно с выходом блока контроля вегетативных функций оператора, четвертым выходом блока задания режимов работы, пятым выходом и третьим входом блока задания программы обучения. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок задания программы обучения содержит узел приоритета и первый, второй и третий узлы памяти, входы которых и первый, второй и третий управляющие входы узла приоритета являются соответственно первым, третьим и вторым входами блока, первые выходы первого, второго и третьего узлов памяти подключены соответственно к первому, второму и третьему информационным входам узла приоритета, а вторые выходы являются соответственно пятым, вторым и третьим выходами блока, первый и второй выходы узла приоритета являются первым и четвертым выходами блока. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что анализатор уровня физиологического состояния оператора содержит преобразователь аналог код, вход которого является первым входом анализатора, узел памяти, первый и второй управляющие входы которого являются соответственно вторым и третьим входами анализатора, а информационный вход подключен к выходу преобразователя аналог
код, и преобразователь код аналог, вход которого соединен с выходом узла памяти, а выход с первым входом узла сравнения, второй вход которого подключен к входу преобразователя аналог код, а выход является выходом анализатора. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что анализатор правильности реакции оператора содержит узел сравнения, первый вход которого соединен с выходом узла ввода эталонов, выход является вторым входом анализатора, а второй вход подключен к первому выходу счетчика, второй выход которого является первым выходом устройства, а вход входом устройства.