Устройство для диагностики функционального состояния человека-оператора Советский патент 1986 года по МПК A61B5/16 

рого элемента сравнения, а выход является первым выходом блока, первый и второй элементы 2И 2ИЛИ-НЕ, причем их первые входы подключены к выходу второго элемента НЕ, вторые, третьи.

Изобретение относится к медицинской технике, а более конкретно к устройствам дпя диагностики функдио- нального состояния человека-оператора, и может быть использовано для оперативного прогноза характеристик работы человека в системах человек машина.

Целью изобретения является обеспечение количественной оценки индивидуальной работоспособности человека- оператора, управляющего динамическим объектом, путем измерения времени реакции, количества ошибочных действий и характеристик точности управления..

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг, 2- при«ципиальная схема блока выделения параметров работы человека-оператора

Устройство дпя диагносд ики функционального состояния человека-оператора содержит соединенные последовательно блок 1 фиксации параметров . работы человека-оператора, генератор 2 возмущающих воздействий, блок 3 вычитания, блок 4 отображения заданий, а .также исполнительный элемент 5, выход которого подключен к второму входу блока 3 вычитания, выход которого соединен с первым входом 6 вьщеления параметров работы человека оператора, второй вход которого подключен к выходу исполнительного элемента 5, а первый, второй, третий выходы - к первому, второму и третье му входам блока 1 фиксации параметров человека-оператора.

В устройство введены соединенные последовательно блок 7 управления, арифметико-логический блок 8, дешифратор 9, блок 10 индикации результатов, второй, третий и четвертый входы которого соединены со вторым. третьим, четвертым выходами блока 1

четвертые входы - соответственно к выходам четвертого, первого и третьего элементов сравнения, а их выходы являются соответственно вторым и третьим выходами блока.

5

0

5

0

0

фиксац1-л параметров работы человека- оператора, четвертый, пятый, шестой и седьмой входы которого соединены с вторым., третьим, четвертым и пятым выходами блока 7 управления, восьмой злод - с вторым выходом арифметико-логического блока 8, а пятый выход - с его вторым входом, второй выход олока 7 управления соединен с вторьм входом генератора 2 возмущающих воздействий.

Блок 6 вьщеления параметров работы человека-оператора содержит первый 11,. второй 12, третий 13 и чет- вертый 14 элементы сравнения, источник 15 пололо тельного смещения, выход которого подключен к первым входам первого элемента 1 1. сравнения и четвертого элемента 14 сравнения,

вторые входы которых являются СООТ

ветственно первым и вторым входами блока 6 выделения параметров работы человека-оператора.

Блок 6 также содержит источник 16 отрицательного смещения, выход которого подключен к первым входам второго элемента 12 сравнения и третьего элемента 13 сравнения, вторые входы которьк подключены соответственно к вторым входам первого элемента 11 сравнения и четвертого элемента 14 сравнения, первьш элемент НЕ 17, второй элемент НЕ 18, входы которых подключень соответственно к выходам первого элемента 11 сравнения и второго элемента 12 сравнения, элемент. 2И-НЕ 19э первый вход которого подключен к зых.оду первого элемента НЕ 17,, второй вход - к выходу второго, элемента 12 сравнения, а выход является первым выходом блока 6 вы- параметров работы человека- оператора.

В блок 6 также входят первый элемент 2И-2ИЛИ--НЕ 20, второй элемент

3

10

15

20

25

2И-2ИЛИ-НЕ 21, причем их первые, входы подключены к выходу иторого элемента НЕ 18, вторые, третьи и четвертые входы - соответственно к выходам четвертого 14, первого 11 и третьего 13 элементов сравнения, а их выходы являются соответственно вторым и третьим выходами блока 6 выделения параметрбв работы человека-оператора.

Устройство работает следующим . образом.

Испытуемый человек-оператор наблюдает на блоке 4 отображения заданий две световые отметки. Первая отметка неподвижна и высвечивает испытуемому требуемое положение управляемого объекта. Вторая отметка подвижная и высвечивает истинное положение управляемого объекта. Расстояние между неподвижной и подвижной отметками несет информацию о величине рассогласования 4 между истиным и требуемым положениями объекта. Положение объекта может изменяться испытуемым при помощи исполнительного элемента 5. Объект по командам дт блока 7 управления подвергается периодическим (с периодом Т,), скачкообразным возмущающим воздействиям (от генератора 2 возмущающих воздействий) случайной амплитуды и знака, определяющим соответственно величину и направление ассогласования А.Значение А вычисляется в блоке 3 вычитания как разность сигналов с выходов генератора 1 и исполнительного элемента 5. Количество N возмущающих воздействий за один цикл работы устройства задается блоком 7 управления. В течение всего циклаработы испытуемомуставится задача как можно быстрее сводить U к нулю после подачи врзмущающего воздействия и поддерживать нулевое значение д при помощи исполнительного элемента 4. Работа испытуемого сое- 45 тоит из двух этапов. На первом этапе (этап грубой настройки) испытуемый стремится как можно быстрее и точнее уменьшить U до размеров нуЯевой зоны. Величина нулевой зоны опреде- 50 яется напряжениями с выходов источников 15 и 16 положительного и отрицательного . На втором этапе (этап точной настройки) испытуемый стремится непрерывно удерживать А в пределах нулевой зоны. Скорость и очность работы зависят от скорости ротекания психических процессов.

35

40

55

6974

согласованности быстрых движений глаз и рук, способности к тонким различиям в размерах, амплитуды мышечного треммора. Перечисленные психофизиологические характеристики определяют следующие характеристики работы испытуемого на устройстве для диагноза функционального состояния человека-оператора:

время реакци и Г - время от подачи возмущающего воздействия до начала движения исполнительного элемента в направлении уменьшения и (чем меньше

6, тем выше скорость протекания психических процессов).,

количество ошибочных действий tt - крличество движений исполнительного элемента в направлении, приводящем к увеличению д в первый момент после подачи возмущающего воздействия (чем меньще п, тем лучше согласованность движений),

отношение времени t нахождения управляемого объекта за пределами нулевой зоны к продолжительности T,j второго этапа работы, как характеристика точности управления

о ГТ1

(чем меньше Б, тем меньше амплитуда треммора, тем вьте способность к тонким различиям в размерах).

После прекращения каждого возмущающего воздействия испытуемый возвращает исполнительный элемент 5 в нейтральное положение, где последний удерживается при Помощи возвратных пружин.

; в блоке 6 выделения параметров работы человека-оператора происходит вьО еление перечисленных параметров работы испытуемого, а в блоке 1 фиксации параметров работы человека- оператора - регистрация, приведение к реальному масштабу и вычисление средних значений t и по формулам:

N

-L У

N Г

1

- 1

Определение времени реакции Ly и количества ошибочных действий осуществляется следующим образом.

С выхода блока 7 управления поступает сигнагЕ начала возмущающего воздействия на генератор 2 возмущающих : воздействий и сигнал разрешения прохождения счетных импульсов на счетчик в блоке 1 фиксации параметров работы человека-оператора.

Если испытуемый начал движение ис- аолнительного элемента 5 в сторону увеличения возмущающего воздействия, то на элементах 11, 12, 13, 14, 18 и 21 блока 6 выделения параметров работы человека-оператора (фиг. 20

формируется сигнал,поступающий на вход 10 сов, поступивших на вход счетчика счетчика количества ошибочных деист- t. в кажр(ой отработке испытательного ВИЙ, расположенного в блоке 1 фикса- сигнала, пропорционально времени нации параметров работы человека-опе- хождения управляемого объекта за пре- ратора, , делами нулевой зоны на отрезке

Если испытуемый начал движение ис- 15 времени Т.

полнительного элемента 5 в сторону На основе полученных данных произ- уменьшения возмущающего воздействия или исправил направление движения после ошибки, то в момент уменьшения д на величину смещения, задаваемого источниками 15 и 16 положительного и отрицательного смещения, на элементах 11, 12, 13, 14, 18 и 20 блока 6 вьщеления параметров работы человека- оператора формируется сигнал запрета 25 необходимо для принятия решения о прохождения счетных импульсов ( на функциональном состоянии испытуемо- счетчик в блоке 1 фиксации парамет- ро или его пригодности к определенному виду деятельности. Прогноз успешности профессиональной деятельводится вычисление интегральной оценки 3 качества работы испытуемого в виде линейной комбинации частных оце- 20 нок

3 а,

+ а.

+ .

Вычисление интегральной оценки на основе измеренных параметров работы

ров работы человека-оператора.

Таким образом, количество счетных

импульсов, поступивших на вход счет- ЗО ности ос:утцествляется при условии нечика Г в блоке 1 фиксации параметров работы человека-оператора, пропо - цивнально ; .

Выделение tд; (времени нахождения объекта за пределами нулевой зоны , 35 необходимого для вычисления S ) осуществляется следуюш 1м образом.

В течение времени Т; с выхода блока 7 управления поступают счетные

импульсы на вход счетчика t, распо- 40 туемьш считается неспособным к выложенного в блоке 1 фиксации парамет- полнению операторских функций в сис- ров работы человека-оператора. Разтемах человек-машина.

-,

12436976

решение прохождения счетных импульсов формируется на элементах 11, 12, 17 и 19 в блоке вьщеления параметров работы человека-оператора в моменты 5 времени, когда величина д больше смещения, задаваемо1 о источникам 15 и 16 положительного и отрицате-пьного смещения.

Таким образом, количество импульНа основе полученных данных произ- необходимо для принятия решения о функциональном состоянии испытуемо- ро или его пригодности к определенному виду деятельности. Прогноз успешности профессиональной деятельводится вычисление интегральной оценки 3 качества работы испытуемого в виде линейной комбинации частных оце- нок

На основе полученных да бходимо для принятия ре кциональном состоянии или его пригодности к о у виду деятельности. Пр ности профессиональной

3 а,

+ а.

+ .

На основе полученных данных произ- необходимо для принятия решения о функциональном состоянии испытуемо- ро или его пригодности к определенному виду деятельности. Прогноз успешности профессиональной деятельВычисление интегральной оценки на основе измеренных параметров работы

превышения частными оценками допустимых значений. Проведенные исследования позволили определить следующие допустимые значения частных оценок:

доп 0,75 с, доп 0,5, п 2 шт. при N 20 шт.

При превьш1ении допустимых значений любым из измеряемых параметров испытуемьш считается неспо полнению операторских

темах человек-машина.

. г IJlJ CZ

Т «Редактор М.Келемеш

Составитель Б.Фигурин

Техред Л.Олейник Корректор .М.Демчик

3732/3

Тираж 660 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

фиг.2