СПОСОБ ПРИЕМА ИНФОРМАЦИИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1999 года по МПК G06F3/02 G09B21/00 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для приема информации в приборах и системах управления, в бытовой технике, а также для расширения возможностей и границ общения между людьми с нарушениями зрения и слуха и для обучения работе на клавиатуре.

Известно устройство для чтения слепыми людьми информации при помощи матрицы, содержащей элементы, которые, выдвигаясь из матрицы, образуют шрифт Брайля.

Известен также способ и устройство для передачи и приема информации по системе Брайля, включающее в себя клавиатуру и информационную матрицу с шестью ячейками, в которых установлены тепловые информационные элементы, воспроизводящие Брайлевские значки, считываемые тактильно слепоглухонемыми (патент России N 2025785, G 09 B 21/004, 1994).

Наиболее близким аналогом в части способа к заявляемому техническому решению является способ приема информации, при котором тактильные элементы располагают на основании в виде информационной матрицы, подают сигналы на соответствующие тактильные элементы, которые возбуждают рецепторы кожного покрова на участках поверхности пальцев рук, прилегающие к соответствующему тактильному элементу, и таким образом считывают информацию (см. заявку PCT N WO96/08804, кл. G 09 B 13/04, 1996).

Наиболее близким аналогом в части устройства к заявленному техническому решению является устройство приема (см. заявку PCT N WO96/08804, кл. G 09 B 13/04, 1996), содержащее тактильные элементы, размещенные на основании в виде информационной матрицы и связанные с контролем.

Недостатками известных способов и устройств являются: неудобство в работе (низкая эргономичность); малый объем передачи информации в единицу времени; невозможность работы при различных положениях тела; неудобство или невозможность работы людей с физическими недостатками (слепоглухонемых, одноруких, слепых и т.д.) в нестационарных условиях.

Техническим результатом данного изобретения является расширение функциональных возможностей за счет увеличения объема передачи информации в единицу времени, расширение области применения и повышение эргономичности.

Технический результат в части способа достигается тем, чтобы в способе приема информации, при котором тактильные элементы располагают на основании в виде информационной матрицы, подают сигналы на соответствующие тактильные элементы, которые возбуждают рецепторы кожного покрова на участках поверхности пальцев рук, прилегающих к соответствующему тактильному элементу, и таким образом считывают информацию, согласно изобретения, информационную матрицу размещают на кисти руки и идентифицируют каждый тактильный элемент выступом, обращенном к кожному покрову пальца руки, касающимся его и расположенным на основании, сбоку или в центре тактильного элемента.

Технический результат достигается также тем, что тактильные элементы располагают в порядке клавиш пишущей машинки.

Технический результат достигается также тем, что информационную матрицу выполняют в виде матрицы, воспроизводящей бройлевские значки.

Технический результат достигается также тем, что тактильные элементы располагаются на тыльной стороне кисти руки.

Технический результат в части устройства достигается также тем, что в устройстве приема информации, содержащем тактильные элементы, размещенные на основании в виде информационной матрицы и связанные с контроллером, согласно изобретения тактильные элементы размещены на кисти руки, причем тактильный элемент снабжен выступом, обращенным к кожному покрову пальца руки, касающимся его и расположенным на основании, сбоку или в центре тактильного элемента.

Технический результат достигается также тем, что тактильные элементы размещены в виде клавиатуры пишущей машинки.

Технический результат достигается также тем, что тактильные элементы расположены на тыльной стороне кисти руки.

Технический результат достигается также тем, что тактильные элементы расположены в виде информационной матрицы Брайля и содержат датчики тактильной чувствительности.

Технический результат достигается также тем, что контроллер размещен в корпусе, соединенном с браслетом, носимым преимущественно выше лучезапястного сустава руки.

Технический результат достигается также тем, что основание выполнено прозрачным.

Технический результат достигается также тем, что основание выполнено в виде напальчников, в которых размещены три фаланги пальца.

Технический результат достигается также тем, что основание выполнено в виде перчатки.

Технический результат достигается также тем, что основание выполнено сетчатым, в части узлов которой расположены тактильные элементы.

Способ и устройство поясняются чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид устройства; на фиг. 2 дана возможная схема выполнения тактильного элемента; на фиг. 3 изображено возможное расположение тактильных элементов на основании; на фиг. 4 - 5 показаны варианты исполнения основания; на фиг. 6 - 7 показаны варианты выполнения устройства, адаптированного для людей с физическими недостатками; на фиг. 8 показан общий вид устройства для обучения работе на клавиатуре.

Устройство ввода информации содержит тактильный элемент 1 (фиг. 1), размещенный на основании 2, выполненном, например, эластичным, и связанный с контроллером 3 при помощи линии связи 4. Контроллер 3 размещен в корпусе, соединено с браслетом 5, носимым преимущественно выше лучезапястного сустава руки. Контроллер 3 связан, например при помощи линии связи 6 с устройством ввода (преобразования) информации 7, например, компьютером.

Основание 2 может быть выполнено гибким, например, из пластмассы или эластичным, например, из латекса. Также основание 2 может быть выполнено прозрачным, например, из прозрачного пластика.

Тактильный элемент 1 снабжен выступом 8 (фиг. 2), обращенным к кожному покрову пальца руки и касающимся его. В качестве выступа 8 могут применяться конус с затуплением, пирамида и т.п., выполненные, например, из жесткого материала. Выступ может находиться как в центре тактильного элемента, так и сбоку. В центре выступа может находиться отверстие. Тактильный элемент 1 содержит кнопку 9, которая скреплена со стержнем, состоящим из двух частей 10 и 11, причем часть 10 выполнена из магнитного материала и имеет упор 12, а между упором 12 и основанием 2 размещена пружина 13, а сам стержень размещен в соленоиде 14, который связан с основанием 2. Соленоид связан с контроллером 3 проводниками 15 и 16.

Тактильные элементы размещены на основании 2 (фиг. 3) в порядке (виде) стандартной клавиатуры печатающей машинки (на чертеже латинский алфавит), состоящей из буквенных тактильных элементов 17, цифровых тактильных элементов 18, специальных клавиш 19 и клавиш управления курсором 20. Соединение тактильных элементов с контроллером не показано на чертеже и обозначено цифрами только по одному тактильному элементу каждого вида.

Основание 2 может быть выполнено в виде напальчников (фиг. 4), в которых размещены три фаланги пальца (основная, средняя и конечная). В местах сгиба фаланг пальцев может быть выполнены вырезы, а на окончаниях пальцев напальчники могут быть обрезаны. Основание 2 также могут быть выполнены в виде перчатки (фиг. 5). Линия связи от тактильных элементов 1 к контроллеру 3 расположена на внутренней поверхности перчатки.

Основание 2 также может быть выполнено сетчатым, в части узлов которой расположены тактильные элементы 1 (не показано).

Основание 2 также может быть выполнено в виде перчатки, имеющей напальчники для мизинца, безымянного, среднего и указательного пальца (не показано).

Сигнал от устройства ввода (преобразования) информации 7 к тактильным элементам 1 может следовать также при помощи сигналов без проводов, например, в радио или инфракрасном диапазонах. Для этого в основании 2 размещен приемник (не показан), а передатчик (на рисунке не показан) расположен в устройстве ввода (преобразования) информации 7.

Тактильные элементы 21 и 22 (фиг. 6) (тактильные элемент 21 изображен в состоянии "ожидания", а тактильный элемент 22 в рабочем состоянии) могут быть расположены на четырех пальцах руки, в виде двух информационных матриц Брайля, причем каждый элемент матрицы Брайля расположен на одной фаланге пальца. Тактильные элементы 21 и 22 содержат датчики тактильной чувствительности, например, обмотки возбуждения электромагнитных вибраторов, обращенных к кожному покрову пальцев руки. На тактильные элементы подаются сигналы по линии связи (не обозначена) от контроллера 3, который преобразует информацию в коды Брайля. На контроллер 3 информация приходит от устройств ввода (передачи) информации (не изображены), например, компьютера и т.п.

Тактильные элементы 23 (фиг. 7) могут быть расположены на одной фаланге пальца в виде информационной матрицы Брайля и содержать датчики тактильной чувствительности, например обмотки возбуждения, электромагнитных вибраторов, обращенных к кожному покрову пальцев руки. На тактильные элементы подаются сигналы по линии связи 24 от контроллера 3, который преобразует информацию в коды Брайля.

Тактильные элементы 1 (фиг. 8) также могут быть расположены на тыльной стороне руки.

Варианты осуществления изобретения.

Способ приема информации может быть реализован следующим образом. На тактильный элемент 1 (фиг. 1) от устройства ввода информации 7 посредством контроллера 3 по линиям связи 4 и 6 поступает сигнал. В обмотке соленоида 14 (фиг. 2) начинает течь ток, возникает магнитная сила, стержень движется вниз и оказывает давление на поверхность пальца. От рецепторов пальца сигнал попадает в головной мозг человека, где происходит его распознавание и идентификация. На основании 2 могут располагаться выступы 8, предназначенные для точной идентификации местоположения тактильного элемента 1. Тактильные элементы 1 могут быть расположены в виде стандартной клавиатуры пишущей машинки (фиг. 3).

Способ приема информации может быть реализован также тем, что сигналы от контроллера 3 попадают на информационную матрицу, состоящую из 2 матриц Брайля, по шесть тактильных элементов 21 и 22 ( на чертеже обозначено 3 тактильных элемента), размещенных на четырех пальцах, на внутренней стороне (ладонная сторона) каждой фаланги, по одному тактильному элементу (фиг. 6) (на чертеже обозначены 3 тактильных элемента). Соответствующие тактильные элементы срабатывают (тактильные элементы 21 работающие, тактильные элементы 22 в состоянии ожидания) и воздействуют на рецепторы фаланги пальца, например, при помощи тепловых импульсов (патент России N 2025785, кл. G 09 B 21/04, 1994) и информация, считываемая в виде кода Брайля, поступает в мозг человека, где и обрабатывается.

Способ приема информации может быть реализован также тем, что сигналы от контроллера 3 попадают на информационную матрицу, состоящую из шести тактильных элементов 23 (фиг. 7) (на чертеже обозначено 3 тактильных элемента). Соответствующие тактильные элементы срабатывают, воздействуют на рецепторы фаланги пальца, например, виброимпульсов (авторское свидетельство СССР N 1137501, кл. G 09 B 21/00, 1985) и информация, считываемая в виде кода Брайля, поступает в мозг человека, где и обрабатывается.

Для обучения работе на клавиатуре компьютера (пишущей машинки, устройства для стенографии и т.п.) способ может быть реализован следующим образом (фиг. 8). Тактильные элементы 1 располагают на тыльной стороне руки (или двух рук) и в зависимости от того какой символ необходимо ввести на соответствующий тактильный элемент 1 подается сигнал (виброимпульс, световой, тепловой импульс и т.д.). На экране компьютера горит обозначение того же самого символа. Таким образом работают как зрительные, так и осязательные каналы, что способствует лучшему запоминанию информации обучающегося.

Сигнал от устройства ввода (преобразования) информации 7 к контроллеру 3 и от контроллера 3 к тактильным элементам 1 может передаваться как при помощи проводов, так и без помощи проводов, например, при помощи радиосигналов.

Под "тактильным элементом" понимаются электрические, электромеханические и сенсорные переключатели, действие которых основано на прикосновении к фаланге (подушечке) пальцев рук. Тактильные элементы могут содержать набор стандартных клавиш пишущей машинки, цифровые клавиши, управляющие клавиши, функциональные клавиши, клавиши управления курсором, клавиши кода Брайля. Под тактильным элементом понимаются также элементы, которые возбуждают рецепторы кожного покрова на участках поверхностей пальцев рук, прилагающих к соответствующему тактильному элементу.

Под "основанием" понимается гибкое или эластичное основание (например из резины), имеющее в зависимости от реализации технического решения различное конструктивное исполнение - напальчники для одной фаланги, напальчники для трех фаланг одного пальца, перчатки и т.д. В зависимости от размеров руки основания могут индивидуально подбираться для конкретной руки.

Под "контроллером" понимается специализированный процессор, в котором реализованы средства пересылки данных и управляющий операциями ввода-вывода.

Под "линией связи" понимается один или несколько проводов, а также радио- или инфракрасные сигналы.

Клавиатура может содержать как стандартный набор клавиш печатающей машинки, так и дополнительные клавиши. Под стандартной клавиатурой пишущей машинки понимаются, например, клавиатура QWERTY (В.Иллингоут. Толковый словарь по вычислительным системам. М.: Машиностроение, 1991, с. 252 - 253), а также в случае необходимости дополнительные клавиши (управляющие клавиши, функциональные клавиши, клавиши управления курсором и т.п.).

При анализе изобретения на соответствие критерию "новизна" выявлено, что часть признаков заявленной совокупности является новой, следовательно, изобретение соответствует критерию "новизна".

При анализе изобретения на соответствие критерию "изобретательский уровень" выявлено, что техническое решение анализируемого объекта ново, следовательно, признаки соответствуют критерию "изобретательский уровень", поскольку оно представляет собой новую совокупность признаков, как сочетание известных признаков и нового технического свойства, и также представляет собой новое расположение, количество и связи элементов. Кроме того, посредством предлагаемого способа и устройства достигнут результат, удовлетворяющий давно существующим потребностям (ускорению ввода информации, повышению эргономичности работы и расширению возможностей и границ общения между людьми с нарушениями зрения и слуха).

Изобретение может использоваться в вычислительной технике, может быть тиражировано и, следовательно, соответствует критерию "промышленная применимость".

Преимущества заявленного способа и устройства ввода информации: малая масса и габариты; возможность обучения работе с клавиатурами; удобство применения; адаптивность; возможность использования для людей с физическими недостатками; эргономичность.

Применение изобретения расширяет возможность общения людей с физическими недостатками (слепых, глухих, немых) и позволяет осуществить информационный контакт с ними и их между собой, и обеспечить их социальную реабилитацию.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для приема информации в приборах и системах управления, а также для расширения возможностей и границ общения между людьми с нарушениями зрения и слуха для обучения работе на клавиатуре. Сущность изобретения заключается в том, что на тактильный элемент от устройства ввода информации посредством контроллера по линии связи поступает сигнал. В обмотке соленоида начинает течь ток, возникает магнитная сила, стержень движется вниз и оказывает давление на поверхность пальца. От рецепторов пальцев сигнал попадает в головной мозг человека, при этом происходит его распознавание и идентификация. На основании устройства могут располагаться выступы, предназначенные для точной идентификации местоположения тактильного элемента. Тактильные элементы могут быть расположены в виде стандартной клавиатуры пишущей машинки как на ладонной, так и на тыльной стороне кисти руки. Техническим результатом данного изобретения является расширение функциональных возможностей за счет увеличения объема передачи информации в единицу времени, расширение области применения и повышение эргономичности. 2 с. и 11 з.п.ф-лы, 8 ил.

1. Способ приема информации, при котором тактильные элементы располагают на основании в виде информационной матрицы, подают сигналы на соответствующие тактильные элементы, которые возбуждают рецепторы кожного покрова на участках поверхности пальцев рук, прилегающих к соответствующему тактильному элементу, и таким образом считывают информацию, отличающийся тем, что информационную матрицу размещают на кисти руки и идентифицируют каждый тактильный элемент выступом, обращенным к кожному покрову пальца руки, касающимся его и расположенным на основании, сбоку или в центре тактильного элемента. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что тактильные элементы располагают в порядке клавиш пишущей машинки. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что информационную матрицу выполняют в виде матрицы, воспроизводящей брайлевские значки. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что тактильные элементы располагают на тыльной стороне кисти руки. 5. Устройство приема информации, содержащее тактильные элементы, размещенные на основании в виде информационной матрицы, и связанные с контроллером, отличающееся тем, что тактильные элементы размещены на кисти руки, причем тактильный элемент снабжен выступом, обращенным к кожному покрову пальца руки, касающимся его и расположенным на основании, сбоку или в центре тактильного элемента. 6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что тактильные элементы размещены в виде клавиатуры пишущей машинки. 7. Устройство по п.5, отличающееся тем, что тактильные элементы расположены на тыльной стороне кисти руки. 8. Устройство по п.5, отличающееся тем, что тактильные элементы расположены в виде информационной матрицы Брайля и содержат датчики тактильной чувствительности. 9. Устройство по п.5, отличающееся тем, что контролер размещен в корпусе, соединенном с браслетом, носимым преимущественно выше лучезапястного сустава руки. 10. Устройство по п.5, отличающееся тем, что основание выполнено прозрачным. 11. Устройство по п.5, отличающееся тем, что основание выполнено в виде напальчников, в которых размещены три фаланги пальца. 12. Устройство по п.5, отличающееся тем, что основание выполнено в виде перчатки. 13. Устройство по п.6, отличающееся тем, что основание выполнено сетчатым, в части узлов которой расположены тактильные элементы.