СИСТЕМА ДЛЯ РАЗВИТИЯ НАВЫКОВ КОНЦЕНТРАЦИИ ВНИМАНИЯ, ПАМЯТИ И ПРОСТРАНСТВЕННОГО ВООБРАЖЕНИЯ Российский патент 2022 года по МПК G06F3/01 A63F13/212 

Изобретение относится к способам развития навыков концентрации внимания, памяти и пространственного воображения. Система состоит из персонального компьютера с дисплеем или моноблока или планшета, оснащенных Wi-Fi модулем или другим беспроводным модулем связи и выходом в интернет, на котором установлено программное обеспечение, реализующего игру, и интерфейса «мозг-компьютер». Программное обеспечение обеспечивает вывод на экран компьютера трех окон, в первом из которых располагаются случайным образом фрагменты картинки, которую надо собрать, во втором – контур собираемой картинки и ее фрагментов, в третьем – служебная информация, включая, но не ограничиваясь, прогресс бар результатов игры и результатов лучших игроков.

Интерфейс «мозг пользователя - компьютер» представляет прибор для регистрации биоэлектрической активности головного мозга с анализом этой активности с целью выявления паттернов на основе диагностирования особенностей волны Р300, характерных для концентрации внимания игрока на одном из фрагментов картинки, и, при их обнаружении формирования команды на совершение определенного действия, например, но не ограничиваясь, выбором конкретного фрагмента в первом окне или места для его размещения во втором окне. При этом фрагменты картинки или их контуры для указания пользователю моментов концентрации внимания изменяют свои характеристики, включая, но не ограничиваясь, размеры и/или форму и/или цвет и/или яркость, группами или по одиночке.

Способ ведения игры предусматривает цель игры – максимально быстро сложить во втором окне все фрагменты из первого окна так, чтобы они образовали заданную картинку.

Изобретение относится к играм и способам их проведения и может быть использовано для развлечения с одновременной тренировкой зрительной памяти, пространственного воображения и концентрации внимания.

Из уровня техники известны следующие решения.

Известна игра и способ ее проведения, заключающаяся в том, что игрок или игроки получают игровое поле с разметкой, выполненной в виде ячеек, имитирующих модель стихотворной строфы, и набор игровых элементов со словами или их частью, отличных по цвету, графическому выполнению и наличию символов, после чего для составления стихотворной строфы игрок или игроки выбирают из набора и устанавливают игровые элементы в ячейки разметки игрового поля с учетом их отличий и местоположения слов-рифм. Кроме того, игровые элементы устанавливают в ячейки разметки игрового поля с учетом их смыслового содержания (патент РФ № 2198710, опубликован 2003.02.20). Недостатком известной игры является ее относительная сложность, заключающаяся в необходимости подбора рифм, несущих смысловую нагрузку, и малая развлекательность.

Известна электронная игра и способ ее проведения, заключающаяся в том, что из элементов изображения формируют поле изображения по горизонтальной и вертикальной осям и отображают изображение на устройстве отображения, при этом формируют поле изображения путем генерации случайных чисел «k» по горизонтальной и генерации случайных чисел «m» по вертикальной осям поля изображения с формированием матрицы изображения, при этом координатам каждого элемента изображения в матрице изображения соответствуют случайные числа «k» и «m» (патент РФ № 2317586, опубликован 2008.02.20). Недостатком известной игры и способа ее проведения является относительная сложность ее реализации, требующая от игрока соответствующих знаний, умений и образовательного уровня, что снижает ее занимательность и круг участников.

Известна игра, близкая к заявляемой по своей технической сущности и достигаемому результату из международной публикации WO 2005065794 от 21.07.2005. Игра представляет собой персональный компьютер и присоединяемые к нему два интерфейса «мозг пользователя - компьютер», выполненные в виде средства для регистрации электрических потенциалов мозга. Указанные интерфейсы надеваются на голову каждому из двух участников игры. Игра содержит шар и привод его перемещения, также подключенный к персональному компьютеру. Способ ведения игры состоит в том, что каждый из игроков концентрирует свое внимание на возможном смещении шара в сторону другого игрока, и выигравшим считается тот, кому удается сместить шар до лунки, размещенной в поле партнера. Недостатками известной игры являются необходимость участия в игре как минимум двух партнеров, невысокая занимательность и отсутствие возможности совмещения игры с пользой, получаемой игроком в виде тренировки памяти и внимания.

Известна компьютерная игра из патента РФ № 2406554, опубликованного 20.12.2010, включающая персональный компьютер с дисплеем, на котором отражается три блока – первый, в виде матрицы с размещенными в ней случайным образом элементов изображения, которое необходимо собрать во втором блоке, представляющим из себя матрицу, аналогичную размещенной в первом окне, но пустую. Третий блок представляет из себя поле для фиксации результатов игры. Интерфейс «мозг пользователя – компьютер», обеспечивающий передачу команд на перемещение элементов, выполнен в виде средства для съема данных о электрических потенциалах головного мозга, на основе которых определяется концентрации внимания пользователя на конкретный элемент. При фиксации такой концентрации осуществляется автоматическое перемещение выбранного элемента их первого блока в соответствующее ему месту для создания изображения во втором блоке при условии, если он является смежным к уже расположенным во втором блоке элементам. Первый игровой блок снабжен средством поочередного выделения строк или столбцов элементов для подсказки момента концентрации внимания. Недостатком данной игры является относительно малая ее занимательность.

Наиболее близкой к заявляемой по своей технической сути и достигаемому результату является игра, известная из патента РФ 2472561, опубликованного 20.01.2013. Известная игра включает персональный компьютер с дисплеем, отображаемые на экране дисплея первый игровой блок, содержащий выбор элементов для составления изображения, второй игровой блок для размещения этих элементов и составления изображения, блок фиксации результатов. С компьютером соединен интерфейс «мозг пользователя-компьютер», выполненный в виде средства для регистрации электрических потенциалов мозга, соединенный через многоканальный усилитель с процессором выделения командных сигналов, подаваемых на вход компьютера для управления игрой, на основе анализа сигналов мозга путем применения алгоритмов классификации вызванных потенциалов на основе определения волны Р300 и компонента N1 и формированием на этой основе команд для программы, управляющей перемещением элементов из первого блока во второй и предусматривающей перемещение первого выбранного путем концентрации внимания элемента из первого игрового блока в предназначенную для него позицию во втором игровом блоке для составления изображения, если последующий выбранный элемент является в изображении смежным с предыдущим. При этом элементы в первом игровом блоке выполнены подвижными, а первый игровой блок снабжен средством поочередного выделения каждого элемента для указания игроку моментов концентрации внимания на этом элементе. Указанная игра также снабжена детектором взора пользователя, выполненного в виде видеокамеры, выход которой подключен к компьютеру, снабженному программой анализа поступающих с нее данных, а также средством подсветки глаз пользователя.

Недостатком данной игры является ее относительная простота для пользователя.

Заявляемые система и способ направлены на тренировку памяти, внимания и пространственного воображения, а также возможности выбора игроком персонального уровня сложности в зависимости от персонального прогресса.

Техническим результатом заявленной группы изобретений является повышение эффективности тренировки памяти, внимания и пространственного воображения, а также повышение концентрации пользователя на определенном объекте.

Указанный результат достигается тем, что система для развития навыков концентрации внимания, памяти и пространственного воображения включает ПК с машиночитаемым носителем, содержащим логическую часть игры и графическую оболочку, дисплей, отображающий графическую оболочку игры, включающую первое окно, выполненное в виде пространства с размещенными в нем произвольным образом фрагментами изображения произвольной формы, второе игровое окно, выполненное в виде пространства с контурами фрагментов изображения из первого окна, и третье окно, выполненное в виде пространства с размещенной в нем служебной информацией, процессор, реализующий блоки логической части игры, выполненной с возможностью хранения множества изображений, текущего результата игры и результаты прошедших игр, деления изображения на фрагменты, и выделения их контуров для размещения во втором окне графической оболочки, изменения характеристик фрагментов изображения или их контуров для указания пользователю моментов концентрации внимания, сравнения формы целевых фрагментов изображения и целевых контуров фрагментов изображения, и модуль связи для подключения к ПК интерфейса «мозг-компьютер», включающего устройство, представляющее собой систему устанавливаемых на голове датчиков, выполненных с возможностью регистрации электрических потенциалов мозга при концентрации внимания игрока на текущем фрагменте изображения или его контура, и соединенных с входом усилителя, выход которого соединен с входом интерфейса ПК, выполненного с возможностью передачи информации о текущем фрагменте изображения или его контура и данными об электрических сигналах мозга, полученных для текущего фрагмента или контура на блок формирования команд, выполненного с возможностью сравнения электрических потенциалов мозга для текущего фрагмента изображения или его контура и для остальных фрагментов или контуров, выявления целевого фрагмента изображения или целевого контура с максимальной реакцией на него и формирования команды, передаваемой процессору ПК, на выделение целевого фрагмента изображения в графической оболочке игры или его перемещение во второе окно на место целевого контура фрагмента при получении от логической части игры данных о совпадении формы целевого фрагмента изображения и формы целевого контура фрагмента изображения или снятие выделения целевого фрагмента при получении от логической части игры данных о несовпадении формы целевого фрагмента изображения и формы целевого контура фрагмента изображения.

Также заявленный результат достигается за счет осуществления способа развития навыков концентрации внимания, памяти и пространственного воображения, включающего этапы, на которых на голове пользователя закрепляют устройство регистрации электрических потенциалов мозга, подключенное к ПК с дисплеем через усилитель и беспроводное устройство связи, на дисплее пользователю предъявляется графическая оболочка игры, включающая первое окно, в котором содержатся фрагменты изображения, подлежащего сборке, второе окно, в котором содержатся контуры фрагментов изображения из первого окна, и третье окно, в котором отображается служебная информация, в первом окне меняют характеристики текущего фрагмента изображения и одновременно регистрируют электрические потенциалы мозга, характеризующие реакцию пользователя на изменения характеристик, данные о текущем фрагменте и реакции на изменение его характеристик направляют в блок формирования команд, который сохраняет указанные данные в пространстве памяти, соответствующем текущей игре, и сравнивает данные о текущем фрагменте изображения и реакции пользователя с данными о других фрагментах, при сборе данных обо всех фрагментах блок формирования команд выявляет целевой фрагмент, имеющий максимальную реакцию, целевой фрагмент выделяют после чего меняют характеристики текущего контура фрагмента изображения и одновременно регистрируют электрические потенциалы мозга, характеризующие реакцию пользователя на изменения характеристик, данные о текущем контуре и содержании фрагмента и реакции на изменение его характеристик направляют в блок формирования команд, который сохраняет указанные данные в пространстве памяти, соответствующем текущей игре, и сравнивает данные о текущем контуре и содержании фрагмента изображения и реакции пользователя с данными о других контурах и содержании фрагментов, при сборе данных обо всех контурах и содержании фрагментов блок формирования команд выявляет целевой контур и содержание фрагмента, имеющий максимальную реакцию, целевой контур и содержание сравнивается с целевым фрагментом изображения и при совпадении формы, содержания и размера целевой фрагмент изображения перемещается на место целевого контура во второе окно, а при несовпадении целевой фрагмент перемещается в первое окно на произвольное место, не перекрывая остальные фрагменты, игра завершается при перемещении всех фрагментов изображения из первого окна во второе и сборе изображения.

В частном случае реализации целевой фрагмент выделяют посредством перемещения его из первого окна в пространство между первым и вторым окном.

В частном случае реализации целевой фрагмент выделяют посредством фиксирования его в первом окне на его первоначальном месторасположении и повышения яркости содержимого целевого фрагмента по сравнению с остальными фрагментами в первом окне.

В частном случае реализации целевой фрагмент выделяют посредством фиксирования его в первом окне на его первоначальном месторасположении и снижения яркости содержимого остальных фрагментов в первом окне.

В частном случае реализации целевой фрагмент выделяют посредством фиксирования его в первом окне на его первоначальном месторасположении, повышения яркости содержимого целевого фрагмента и снижения яркости содержимого остальных фрагментов в первом окне.

Персональный компьютер представляет собой в частных случаях реализации стационарный компьютер с дисплеем или моноблок или планшет. При этом в любой форме реализации ПК оснащен модулем беспроводной связи, например, Wi-Fi модулем, и, при некоторых модификациях, выходом в интернет, на котором установлено программное обеспечение, реализующего игру и интерфейс «мозг-компьютер».

Способ предусматривает цель – максимально быстро сложить во втором окне все фрагменты из первого окна так, чтобы они образовали заданную картинку.

В частном случае реализации изобретения интерфейс «мозг пользователя - компьютер» выполнен в виде средства для регистрации биоэлектрической активности головного мозга, соединенного через многоканальный беспроводной усилитель посредством Wi-Fi или другого беспроводного модуля связи с компьютером пользователя, на котором осуществляется детекция команд для управления игрой, на основе анализа биоэлектрической активности мозга путем применения алгоритмов классификации вызванных потенциалов на основе определения включая, но не ограничиваясь, волны Р300.

Указанный результат достигается также тем, что программа, осуществляющая детекцию команд, располагается на компьютере пользователя или в облаке, с которым осуществляется связь посредством сети Интернет.

Указанный результат достигается также тем, что на дисплее воспроизводятся фрагменты картинки, которая должна быть составлена во втором игровом окне.

Указанный результат достигается тем, что способ ведения игры предусматривает составление картинки из фрагментов, являющихся ее частями, включает показ на дисплее всех или нескольких фрагментов картинки, определенных образом меняющих свои характеристики, включая, но не ограничиваясь, размеры и/или форму и/или цвет и/или яркость, группами или по одиночке, и расположение, выбор необходимого фрагмента, выбор места размещения фрагмента во втором игровом окне, в котором контуры фрагментов изменяют свои характеристики, включая, но не ограничиваясь, размеры и/или форму и/или цвет и/или яркость, группами или по одиночке, а выбор предназначенного для перемещения элемента осуществляют путем концентрации внимания на нем с регистрацией сопутствующих этому реакций электрической активности головного мозга и передачи их в качестве командных сигналов в программу управления перемещением элементов изображения.

Указанный результат достигается также тем, что концентрацию внимания на предназначенном для перемещения фрагменте осуществляют путем мысленного реагирования на изменение его характеристик. Мысленное реагирование, включает, но не ограничивается, счет целевых объектов, любой внутренний возглас, изображение внутренней радости в момент поочередного изменении характеристик целевого объекта.

Использование в игре отображаемых на экране дисплея первого игрового окна, с размещенными в нем фрагментами картинки для составления полной картинки во втором игровом окне, второго игрового окна с контурами фрагментов на составляемой картинке, и окна со служебной информацией, содержащей, но не ограниченной, прогресс баром данного игрока и результатов других игроков, обеспечивает занимательность игры, цель которой максимально быстро собрать заданную картинку из ее отдельных фрагментов.

Ввод информации пользователя через управляющее средство, выполненное в виде интерфейса «мозг пользователя - компьютер», также обеспечивает занимательность игры, поскольку при его использовании отпадает необходимость использования традиционных средств ввода - клавиатуры, джойстика, «мыши», и любому пользователю любопытно, сможет ли он, что называется, усилием воли перемещать игровые фрагменты на экране дисплея, чтобы справиться с заданием собрать картинку.

В качестве интерфейса «мозг пользователя - компьютер» используется цифровой усилитель биопотенциалов мозга вкупе с обрабатывающей эти сигналы программой, соединенный на входе с электропроводящими контактами, прижимаемыми к голове системой крепления (ободок, шлем, шапочка с электродами), например, нейрогарнитура «НейроЧат».

Отсутствие проводов, которые связывают игрока с компьютером, создает впечатление полной независимости, тем самым обеспечивает повышение занимательности игры.

Снабжение первого и второго игровых окон средством изменения характеристики фрагментов и контуров, включая, но не ограничиваясь, размеры и/или форму и/или цвет и/или яркость, группами или по одиночке, обеспечивает возможность многократного предъявления игроку тех или иных фрагментов и/или контуров, среди которых он должен мысленно реагировать и тем самым концентрировать внимание только на выбранный для перемещения фрагмент или контур для размещения выбранного фрагмента.

Средство выполняется в виде соответствующего программного обеспечения, которым снабжается компьютер.

Наличие отображаемого на экране дисплея окна служебной информации также повышает занимательность игры, поскольку позволяет игроку в процессе игры быть осведомленным о своих достижениях или неудачах, сравнивать результаты текущей игры с предыдущими результатами и результатами других игроков, которые поступают по средством интернета.

При желании игрок может самостоятельно устанавливать уровень сложности игры несколькими способами, включая, но не ограничиваясь, выбор картинки, которую он будет собирать, определение количества фрагментов, на которые будет разбита собираемая картинка, способ разбиения картинки на фрагменты (прямыми линиями, слабо изогнутыми линиями, фигурно изогнутыми линиями и т.д.), скорость изменения характеристик и места расположения фрагментов, наличие изображения собираемой картинки в окне со служебной информацией во втором игровом окне или только ее кратковременное предъявление перед началом игры.

Использование при ведении игры концентрации внимания на конкретном фрагменте в качестве «средства» для его целенаправленного выбора и выбора места перемещения также повышает занимательность игры, а использование мысленной реакции на изменение его характеристик в качестве фактора, определяющего появление различий в реакциях мозга при концентрации внимания на нужном и не нужном в данный момент фрагменте или контуре.

За счет возможности выбора в первом окне и переноса во второе любого фрагмента, а не только соседнего с уже находящимся во втором окне фрагмента, а также возможности выбора места для размещения фрагмента во втором окне отсутствует ошибка выбора в первом окне, но появляется возможность ошибки при размещении фрагмента во втором окне, что является стимулом для пользователя исключения ошибок при выборе места размещения фрагмента во втором окне, что повышает эффективность тренировки памяти, внимания и пространственного воображения. При этом использование в качестве возможной реакции на предъявление целевого стимула любой когнитивной реакции, регистрируемой с помощью устройства измерения электрических потенциалов головного мозга, также повышает занимательность игры и не отвлекает пользователя на воспроизведение определенной когнитивной реакции.

Сущность заявляемых игры и способа ее ведения поясняются примерами их реализации и чертежами, на которых представлено следующее.

Фиг.1 - принципиальная схема устройства, с помощью которого могут быть реализованы игра и способ ее ведения.

Фиг.2 – схематичный пример демонстрируемого на дисплее изображения трех игровых окон в процессе игры.

Устройство, с помощью которого реализуются заявленные изобретения, содержит средство для регистрации электрических сигналов мозга 1, выполненное в виде системы крепления средства для регистрации биоэлектрической активности головного мозга, надеваемой на голову пользователя и соединенное с усилителем 2. Усилитель посредством беспроводного канала связи соединен с компьютером 3 с программой реализации командных сигналов и управлением дисплеем, который, в свою очередь, соединен с блоком 4, находящимся в самом компьютере 3 или в облаке, соединение с которым производится по средством каналов интернета, в котором осуществляется формирования команд 5. К компьютеру подключен дисплей 6, на экране которого отображено первое игровое окно 7, выполненное в виде пространства с размещенными случайным образом в ней фрагментами для составления картинки, второе игровое окно 8, выполненное в виде прямоугольного пространства с контурами фрагментов для размещения этих фрагментов для составления картинки. Кроме этого на экране дисплея отображено окно служебной информации с прогресс баром результатов игры 9.

Средство 1 для регистрации биоэлектрической активности головного мозга содержит и использует электроды, сконфигурированные так, что обеспечивают контакт с кожей головы пользователя для передачи соответствующих потенциалов на блок обработки аналоговых данных. Электроды могут быть закреплены в средстве фиксации электродов на голове пользователя. В описываем изобретении электроды располагаются в соответствие с международной схемой (системой) расположения электродов 10-20% («схема 10-20»), однако в частных случаях возможна и другая конфигурация расположения электродов. Для реализации изобретения может применяться наклейка электродов по отдельности, а также могут использоваться комплектные держатели электродов, например, эластичные шапочки с закрепленными электродами, а также шлемы или другие прочные и эластичные каркасы, предусматривающие возможность установки электродов, необходимых для реализации изобретения.

При этом желательно использовать средства, регистрирующие электрические потенциалы с частотой не реже 125 раз в секунду, что дает возможность определять, с использованием блока формирования команд, расположенного в облаке 4, или установленного в ПК 3, специфические компоненты изменений в ЭЭГ при фокусировании внимания пользователя на объектах, в частности, на целевом изображении, фрагменте изображения или контура изображения, отображаемых на дисплее.

Передаваемые в компьютер 3 данные о целевом фрагменте (изображении, контуре фрагмента), а также данные об электрической активности мозга пользователя на стимул (изменение характеристик изображения, фрагмента или контура фрагмента) могут храниться в базе данных компьютера на устройстве хранения информации, в частности, хранилище данных. Упомянутая база данных может являться иерархической, объектной, объектно-ориентированной, документо-ориентированной, объектно-реляционной, реляционной, сетевой и/или функциональной базой данных, каждая из которых может быть централизованной, сосредоточенной, распределённой, неоднородной, однородной, фрагментированной (секционированной), тиражированной, пространственной, временной, пространственно-временной, циклической, сверх-большой базой данных и т.д., причем для управления, создания и использования баз данных могут использоваться различные системы управления базами данных (СУБД). В частном случае упомянутое хранилище данных может являться временным устройством хранения данных (например, Оперативным Запоминающим Устройством (ОЗУ)), постоянным хранилищем данных, например, (Программируемым) Постоянным Запоминающим Устройством (ПЗУ или ППЗУ), в том числе, реализуемым, по крайней мере, одной микросхемой или набором микросхем и т.д. Также, данные в хранилище данных могут храниться, по крайней мере, в одном файле, в частном случае, в виде текстового файла, либо данные могут храниться в любом, по крайней мере, одном другом известном в настоящее время формате хранения данных (информации) или в формате данных, изобретенном позднее.

ПК, представляющий собой стационарный компьютер с дисплеем, моноблок или планшет, включает в себя процессор, осуществляющий команды программного обеспечения, реализующего игру, системную память и системную шину, которая связывает различные системные компоненты, включая системную память с процессором.

Системная шина может быть любого из различных типов структур шин, включающих шину памяти или контроллер памяти, периферийную шину и локальную шину, использующую любую из множества архитектур шин. Системная память включает постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) и оперативное запоминающее устройство (ОЗУ). В ПЗУ хранится базовая система ввода/вывода (БИОС), состоящая из основных подпрограмм, которые помогают обмениваться информацией между элементами внутри компьютера, например, в момент запуска.

Компьютер 3 также включает в себя машиночитаемый носитель, представляющий собой накопитель на жестком диске для чтения с и записи на жесткий диск, накопитель на магнитных дисках для чтения с или записи на съёмный магнитный диск, и накопитель на оптическом диске для чтения с или записи на съёмный оптический диск такой, как компакт-диск, цифровой видео-диск и другие оптические средства. Указанные накопители соединены с системной шиной посредством соответствующих интерфейсов. Накопители и их соответствующие читаемые компьютером средства обеспечивают энергонезависимое хранение читаемых компьютером инструкций, структур данных, программных модулей и других данных для компьютера. Также быть использованы другие типы читаемых компьютером средств, которые могут хранить данные, которые доступны с помощью компьютера, такие как магнитные кассеты, карты флеш-памяти, цифровые видеодиски, картриджи Бернулли, оперативные запоминающие устройства (ОЗУ), постоянные запоминающие устройства (ПЗУ) и т.п.

В предлагаемой системе пользователь вводит данные в компьютер при помощи интерфейса «мозг-компьютер», соединенным с процессором часто посредством последовательного порта, который связан с системной шиной, но могут быть соединены посредством других интерфейсов, таких как параллельный порт, игровой порт или универсальная последовательная шина (УПШ). Дисплей также соединен с системной шиной посредством интерфейса, например, видеоадаптера.

Компьютер 3 может работать в сетевом окружении посредством логических соединений к одному или нескольким удаленным компьютерам (облако 4). Удаленный компьютер (или компьютеры) может представлять собой другой компьютер, сервер, роутер, сетевой ПК, пиринговое устройство или другой узел единой сети, а также обычно включает в себя большинство или все элементы, описанные выше, в отношении компьютера. Логические соединения включают в себя локальную (вычислительную) сеть (ЛВС) и глобальную компьютерную сеть (ГКC). Такие сетевые окружения обычно распространены в учреждениях, корпоративных компьютерных сетях, Интернете.

Компьютер 3 использует модем или другие средства для установления связи с глобальной компьютерной сетью, такой как Интернет.

Программные модули игры или их части могут храниться как в самом компьютере 3, так и в облаке 4. Получаемые данные от устройства измерения электрических потенциалов мозга поступают на хранение и обработку в блок обработки данных, который может располагаться как в ПК 3, так и в облаке 4. При реализации удаленного процессора, игра приобретает сетевой характер, когда пользователь может сравнивать свои текущие результаты не только со своими прошлыми результатами, оценивая прогресс, достигающийся в процессе тренировки, но и сравнивая свой уровень с другими игроками, результаты игр которых также сохраняются в облаке.

Устройство используется следующим образом.

Игрок получает инструкцию как можно сильнее концентрировать внимание на выбранном объекте, и мысленно отчетливо реагировать на каждое изменение характеристики данного объекта тогда, когда изменение происходит именно с этим объектом. На фоне этого процесса датчики, регистрирующие биоэлектрическую активность головного мозга 1, вмонтированные в систему крепления и прижатые к голове, регистрируют биотоки коры головного мозга, снимаемые данные по проводникам проводятся к миниатюрному усилителю 2, установленному также на системе крепления. После фильтрации от помех и усиления в 60-100 тыс. раз полученный сигнал подается по беспроводному каналу связи на компьютер, где подвергается первичной обработке. Далее полученные данные передаются по средством канала интернет в облако 4 с целью выявить реакции мозга на изменение характеристик объекта или обрабатываются на компьютере 3. Максимальные реакции укажут на тот объект, на котором в данный момент сконцентрировано внимание игрока. Информация или команды 5 о детектированном таким образом объекте, на который концентрирует внимание пользователь, передается из облака 4 на компьютер 3 для управления графическими объектами на экране монитора 6. На поступившую команду 5 выбранный игроком объект совершает предписанное ему действие, в частности, если выбран фрагмент в первом игровом окне 7, то он перемещается из первого игрового окна в зону между первым и вторым игровыми окнами или фиксируется и выделяется графически в первом окне, если выбран соответствующий ему контур во втором игровом окне 8, то выбранный фрагмент устанавливается в надлежащее место во втором игровом окне (если выбран не соответствующий контур, то фрагмент возвращается в первое окно), если выбрана картинка для игры, уровень сложности игры, то игра стартует с выбранными начальными условиями. В окне служебной информации 9 отражается текущий результат игры и прогресс бар, а по ее завершению – итоговый результат, прогресс бар и место игрока в общем рейтинге.

Способ ведения игры реализуется следующим образом

Пользователь располагается перед дисплеем, на котором исходно изображен набор возможных для игры картинок. На голову надевается система крепления с вмонтированными в нее датчиками, регистрирующими биоэлектрическую активность головного мозга, плотно прижимаемыми к голове, и прикрепленным к системе крепления миниатюрным усилителем. В начальном меню располагаются заранее загруженные в компьютер картинок в виде электронных файлов в одном из графических форматов (JPG, BMP или др), которые изменяют свои характеристики, включая, но не ограничиваясь, размеры и/или форму и/или цвет и/или яркость, группами или по одиночке, обеспечивая возможность многократного предъявления игроку тех или иных картинок, среди которых он должен мысленно реагировать и тем самым концентрировать внимание только на выбранную для дальнейшей игры картинки. Выбранная картинка немедленно появляется на дисплее, после чего аналогично картинкам выбирается уровень сложности игры (способ разбиения картинки на фрагменты, количество фрагментов и тд). После этого игра стартует. В начале игры на определенное время на дисплее появляется выбранная картинка, которая по истечению этого времени медленно распадается на фрагменты. Открывается основной экран игры, на котором отображены первое и второе игровые окна и окно служебной информации. В первом игровом окне появляются случайным образом выбранные фрагменты 15, которые меняют свои характеристики (фрагмент 16), второе игровое окно представляет из себя контур собираемой картинки с контурами 11 всех фрагментов. Когда концентрация внимания игрока на определенном фрагменте первого окна приведет к выбору конкретного фрагмента, указанный фрагмент перемещается в зону, расположенную между первым и вторым окном или фиксируется и выделяется графически в первом окне, а во втором окне начитается процесс изменения характеристик контуров фрагментов, который продолжается до того момента, пока концентрация внимания пользователя на целевом контуре приведет к выбору контура. При этом, если выбран контур, соответствующий выбранному фрагменту, то фрагмент устанавливается на место своего контура 10, если же выбран не соответствующий контур, то фрагмент возвращается в первое игровое окно. Хорошая концентрация позволяет уже на 3-4 случае изменения характеристики целевого объекта совершить выбор. После этого пользователь опять выбирает фрагмент в первом игровом окне и тд, пока вся картинка во втором игровом окне не будет собрана. В процессе игры в окне служебной информации 9 указываются текущие параметры игры, включая, но не ограничиваясь временем игры 14, прогресс бар (примерный вид его 13), по выбору пользователя – картинка подсказка 12.

Соревнование идет на скорость сборки картинки. Таким образом, игроку нужно быть не только «быстрым», но и «аккуратным», так как ошибки в выборе контура ведут к значительному увеличению времени «сборки» картинки. Все это тренирует мозговые механизмы зрительной памяти, пространственного воображения и концентрации внимания. Сложность игры варьируется установкой количества фрагментов, на которые делиться картинка, формой фрагментов картинки, возможностью «подглядеть» на целую картинку в процессе игры, параметрами изменения расположения фрагментов в первом игровом окне.

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в повышении эффективности тренировки памяти, внимания и пространственного воображения. Система для развития навыков концентрации внимания, памяти и пространственного воображения включает ПК с машиночитаемым носителем, содержащим логическую часть и графическую оболочку, дисплей, отображающий графическую оболочку, процессор, реализующий блоки логической части, и модуль связи для подключения к ПК интерфейса «мозг-компьютер», включающий устройство, представляющее собой систему устанавливаемых на голове датчиков, выполненных с возможностью регистрации электрических потенциалов мозга с частотой не реже 125 раз в секунду при концентрации внимания игрока и соединенных с входом усилителя, выход которого соединен с входом интерфейса ПК, выполненного с возможностью передачи информации на блок формирования команд, выполненного с возможностью сравнения электрических потенциалов мозга и формирования команды, передаваемой процессору ПК. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Система для развития навыков концентрации внимания, памяти и пространственного воображения, включающая ПК с машиночитаемым носителем, содержащим логическую часть и графическую оболочку, дисплей, отображающий графическую оболочку, включающую первое окно, выполненное в виде пространства с размещенными в нем произвольным образом фрагментами изображения произвольной формы, второе игровое окно, выполненное в виде пространства с контурами фрагментов изображения из первого окна, и третье окно, выполненное в виде пространства с размещенной в нем служебной информацией, процессор, реализующий блоки логической части, выполненной с возможностью хранения множества изображений, текущего результата игры и результатов прошедших игр, деления изображения на фрагменты и выделения их контуров для размещения во втором окне графической оболочки, изменения характеристик фрагментов изображения и/или их контуров для указания пользователю моментов концентрации внимания, сравнения формы целевых фрагментов изображения и целевых контуров фрагментов изображения, и модуль связи для подключения к ПК интерфейса «мозг пользователя - компьютер», включающий устройство, представляющее собой систему устанавливаемых на голове датчиков, выполненных с возможностью регистрации электрических потенциалов мозга с частотой не реже 125 раз в секунду при концентрации внимания игрока на текущем фрагменте изображения и/или его контура и соединенных с входом усилителя, выход которого соединен с входом интерфейса ПК, выполненного с возможностью передачи информации о текущем фрагменте изображения и/или его контура и данных об электрических сигналах мозга, полученных для текущего фрагмента или контура, на блок формирования команд, выполненный с возможностью сравнения электрических потенциалов мозга для текущего фрагмента изображения и/или его контура и для остальных фрагментов или контуров, выявления целевого фрагмента изображения и/или целевого контура с максимальной реакцией на него и формирования команды, передаваемой процессору ПК, на выделение целевого фрагмента изображения в графической оболочке или перемещение целевого фрагмента изображения во второе окно на место целевого контура фрагмента при получении от логической части данных о совпадении формы целевого фрагмента изображения и его содержания и формы целевого контура и содержания фрагмента изображения или снятие выделения при получении от логической части игры данных о несовпадении формы целевого фрагмента изображения и формы целевого контура фрагмента изображения.

2. Система по п.1, характеризующаяся тем, что блок формирования команд расположен в ПК.

3. Система по п.1, характеризующаяся тем, что блок формирования команд расположен в облаке, связанном с ПК посредством беспроводного канала связи Интернета.

4. Система по п.1, отличающаяся тем, что интерфейс «мозг пользователя - компьютер» выполнен в виде средства для регистрации биоэлектрических сигналов головного мозга, соединенного через многоканальный беспроводной усилитель с компьютером, с выделением командных сигналов, подаваемых на вход компьютера для управления игрой, на самом компьютере или в облаке, обмен данными с которым происходит по каналам Интернета на основе анализа сигналов мозга путем применения алгоритмов классификации вызванных потенциалов на основе, но не ограничиваясь, определения волны Р 300.

5. Система по п.1, отличающаяся тем, процессор ПК запрограммирован для изменения характеристик каждого из множества изображений для выбора изображения, которое должно быть составлено во втором игровом окне.

6. Система по п.1, отличающийся тем, что процессор ПК запрограммирован для изменения размера, и/или формы, и/или цвета, и/или яркости текущего фрагмента изображения и/или текущего контура фрагмента изображения.

7. Способ развития навыков концентрации внимания, памяти и пространственного воображения, включающий этапы, на которых на голове пользователя закрепляют устройство регистрации электрических потенциалов мозга, подключенное к ПК с дисплеем через усилитель и беспроводное устройство связи, на дисплее пользователю предъявляется графическая оболочка, включающая первое окно, в котором содержатся фрагменты изображения, подлежащего сборке, второе окно, в котором содержатся контуры фрагментов изображения из первого окна, и третье окно, в котором отображается служебная информация, в первом окне меняют поочередно характеристики всех фрагментов изображения и одновременно с частотой не реже 125 раз в секунду регистрируют электрические потенциалы мозга, характеризующие реакцию пользователя на изменения характеристик, данные о текущем фрагменте и реакции на изменение его характеристик направляют в блок формирования команд, который сохраняет указанные данные в пространстве памяти, соответствующем текущей игре, и сравнивает данные о текущем фрагменте изображения и реакции пользователя с данными о других фрагментах, при сборе данных обо всех фрагментах блок формирования команд выявляет целевой фрагмент, имеющий максимальную реакцию, целевой фрагмент выделяют, после чего меняют характеристики контуров и содержания фрагмента изображения во втором окне и одновременно регистрируют электрические потенциалы мозга, характеризующие реакцию пользователя на изменения характеристик, данные о текущем контуре фрагмента во втором окне и реакции на изменение его характеристик направляют в блок формирования команд, который сохраняет указанные данные в пространстве памяти, соответствующем текущей игре, и сравнивает данные о текущем контуре фрагмента изображения и реакции пользователя с данными о других контурах фрагментов из второго окна, при сборе данных обо всех контурах фрагментов блок формирования команд выявляет целевой контур фрагмента, имеющий максимальную реакцию, целевой контур сравнивается с целевым фрагментом изображения и при совпадении формы, содержания и размера целевой фрагмент изображения перемещается на место целевого контура во второе окно, а при несовпадении целевой фрагмент перемещается в первое окно на произвольное место, не перекрывая остальные фрагменты, игра завершается при перемещении всех фрагментов изображения из первого окна во второе и сборе изображения.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что целевой фрагмент выделяют посредством перемещения его из первого окна в пространство между первым и вторым окнами.

9. Способ по п.7, отличающийся тем, что целевой фрагмент выделяют посредством фиксирования его в первом окне на его первоначальном месторасположении и повышения яркости содержимого целевого фрагмента по сравнению с остальными фрагментами в первом окне.

10. Способ по п.7, отличающийся тем, что целевой фрагмент выделяют посредством фиксирования его в первом окне на его первоначальном месторасположении и снижения яркости содержимого остальных фрагментов в первом окне.

11. Способ по п.7, отличающийся тем, что целевой фрагмент выделяют посредством фиксирования его в первом окне на его первоначальном месторасположении, повышения яркости содержимого целевого фрагмента и снижения яркости содержимого остальных фрагментов в первом окне.

12. Способ по п.7, отличающийся тем, что концентрацию внимания на предназначенном для выбора объекте осуществляют путем мысленного реагирования, включая, но не ограничиваясь счетом целевых объектов, любым внутренним возгласом, изображением внутренней радости в момент поочередного изменении характеристик целевого объекта.

13. Способ по п.7, отличающийся тем, что пользователь самостоятельно, на основе регистрации электрических потенциалов мозга, без использования клавиатуры, джойстика, мышки, выбирает уровень сложности игры.

14. Способ по п.7, отличающийся тем, что пользователь имеет возможность самостоятельно, на основе регистрации электрических потенциалов мозга, без использования клавиатуры, джойстика, мышки, выбрать количество фрагментов, на которые будет разбита картинка.

15. Способ по п.7, отличающийся тем, что пользователь имеет возможность самостоятельно, на основе регистрации электрических потенциалов мозга, без использования клавиатуры, джойстика, мышки, выбрать способ разбиения картинки на фрагменты – прямыми линиями, слабо изогнутыми линиями, фигурно изогнутыми линиями.

16. Способ по п.7, отличающийся тем, что пользователь имеет возможность самостоятельно, на основе регистрации электрических потенциалов мозга, без использования клавиатуры, джойстика, мышки, выбрать возможность не видеть собираемой картинки во время игры, постоянно иметь собираемую картинку перед глазами в окне служебной информации или в качестве подложки во втором игровом окне, или видеть предъявление собираемой картинки при каждом неудачно выбранном контуре.

17. Способ по п.7, отличающийся тем, что процессор ПК запрограммирован для выполнения изменения размера, и/или формы, и/или цвета, и/или яркости текущего фрагмента изображения или текущего контура фрагмента изображения.

18. Способ по п.7, отличающийся тем, что пользователь самостоятельно выбирает место во втором игровом окне, куда будет помещен выбранный им фрагмент из первого игрового окна.

19. Способ по п.7, отличающийся тем, что в служебном окне размещен прогресс-бар, в котором отражаются результаты текущей игры в сравнении с ранее проведенными играми.

20. Способ по п.7, отличающийся тем, что в служебном окне размещен рейтинг, в котором отражаются результаты текущей игры в сравнении с результатами других игроков.

21. Способ по п.7, отличающийся тем, что в первом игровом окне могут находиться не все невыбранные ранее фрагменты, а только некоторые из них.