Устройство для оценки эффективности операторской деятельности в условиях монотонии Советский патент 1987 года по МПК A61B5/16 

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к автоматизации психологических медикобиологических исследований, и может найти применение в психологии и физиологии труда при комплексной оценке деятельности человека в монотонных условиях с целью разработки мероприятий по профотбору, обучению операторов, по оптимизации систем человек-машина- производственная среда.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет комплексной оценки деятельности человека в монотонных условиях путем обеспечения автоматизированного расчета динамики статистических показателей деятельности, фикса- ции динамики различного типа ошибок в реакци-ях и динамики оценок субъективного состояния испытуемого.

На фиг. 1 и 2 представлены соответственно структурная схема устройства для оценки эффективности операторской дея- тельности в условиях монотонии и блок- схема алгоритма работы специализированного вычислителя.

Устройство для оценки эффективности операторской деятельности в условиях моно- тонии содержит генератор 1 временных меток, первый элемент И 2, элемент НЕ 3, генератор 4 случайных импульсов, второй элемент И 5, счетчик 6 индикации, регистр 7 индикации, блок 8 индикации испытуемого, блок 9 сравнения, схему 10 выделения пра- вильной реакции, схему 11 выделения ошибки, блок 12 счетчиков информации, блок 13 регистров информации, коммутатор 14, блок 15 индикации экспериментатора, клавиатуру 16 субъективного состояния испытуемого, первый элемент ИЛИ 17, пульт 18 экспери- ментатора, блок 19 реактивной клавиатуры, второй элемент ИЛИ 20, элемент 21 зашиты от дребезга, шифратор 22, одновибратор 23 переднего фронта, третий и четвертый элементы ИЛИ 24 и 25, триггер 26 пуска, пятый элемент ИЛИ 27, триггер 28 счета, третий элемент И 29, специализированный вычислитель 30, генератор 31 тактовых импульсов, триггер 32 тайма, четвертый элемент И 33, усилитель 34, пятый элемент И 35, счетчик времени 36, громкоговоритель 37, ключи К1-КЗ.

Устройство работает по следующей методике. Испытуемому в разных местах блока индикации по случайному равномерному закону предъявляют с заданным темпом последовательность сенсорных стимулов. На блоке индикации испытуемого каждому индикатору соответствует реактивная кнопка, и в момент предъявления на индикаторе сенсорного стимула испытуемый должен по возможности быстро нажать на соответствующую реактивную кнопку. Последователь- ность предъявления сенсорных стимулов через задаваемые экспериментатором отрезки времени автоматически прерывается, и

подается чистый тон, сигнализирующий о том, что испытуемый должен нажать на клавишу, соответствующую его субъективному состоянию в данный момент. Для временного лимитирования процесса оценки субъектом своего состояния используются краткие шкалы (обычно 8-балльные), расположенные па специальном табло таким образом, что каждой градации субъективного состояния (например, степени усталости) соответствует отдельная кнопка. После нажатия испытуемым кнопки, соответствующей его субъективному состоянию по щкале, звуковой сигнал прекращается и возобновляется предъявление последовательности сенсорных стимулов. Через заданный отрезок времени последовательность сенсорных стимулов вновь прерывается, испытуемый оценивает сво.е субъективное состояние и так далее. Устройство автоматически фиксирует число предъявлений испытуемому за заданный отрезок времени сенсорных стимулов, число правильных реакций и число ошибок различного рода (нажатие на несоответствующую реактивную кнопку, пропуск стимула, опоздание в реакциях на стимул), автоматически вычисляет среднее время реакций и его разброс на заданный отрезок времени. Анализ динамики показателей психологической структуры деятельности и субъективного состояния испытуемого позволяет комплексно оценивать деятельность в монотонн ых условиях.

Генератор 1 временных меток - перестраиваемый с длительностью и.мпульсов от 100 до 1000 мс и паузой между ними от 0,5 до 5 с. Счетчик 36 времени имеет переменный коэффициент пересчета и обеспечивает выдержки времени от 0,5 до Ш мин. Блок 19 реактивной клавиатуры представляет собой набор кнопок, каждая из которых расположена под соответствующим световым индикатором блока 8 индикации испытуемого. Табло и клавиатура 16 субъективного состояния представляют собой набор клавиш, каждая из которых соответствует градации субъективного состояния по специальной шкале. Пульт 18 экспериментатора также представляет собой набор кнопок, каждая из которых обеспечивает вывод на блок 15 индикации экспериментатора соответствующего показателя деятельности субъекта.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом эксперимента экспериментатор задает для генератора 1 временных меток длительность импульсов и их скважность, а для счетчика времени - время этапа эксперимента. При нажатии кнопки К2 элементы устройства устанавливаются в исходное состояние. При нажатии на кнопку К1 через третий элемент ИЛИ 24 триггер 26 пуска устанавливается в состояние «1, открывая первый элемент И 2. Когда импульс с генератора 1 временных меток отсутствует.

через элемент НЕ 3 открывается второй элемент И 5, и счетчик 6 информации заполняется от генератора 4 случайных импульсов. В момент появления импульса на выходе генератора 1 временных меток второй элемент И 5 через элемент НЕ 3 закрывается, фиксация случайного состояния счетчика 6 индикации осуществляется при закрытом состоянии второго элемента И 5. Одновременно с этим одновибратор 23 переднего сигналом В переписывает содержимое счетчика 6 индикации в регистр 7 индикации и в блоке 8 индикации испытуемого включается соответствующая световая индикации по содержимому регистра 7 индикации и разрещающему сигналу У. Кроме того, сигнал В сообщает специализированному вычислителю 30 о начале порции информации и устанавливает в единичное состояние триггер 28 счета, открывая третий элемент И 29, через который от генератора 31 тактовых импульсов в специализированный вычислитель 30 идут импульсы, кодирующие время реакции испытуемого. Поскольку триггер 32 тайма в это время находится в состоянии «О, пятый элемент И 35 открыт, и в счетчик 36 времени поступает тактовая частота от генератора 31 тактовых импульсов, обеспечивая счет времени этапа эксперимента. В момент реакции испытуемого на блоке 19 реактивной клавиатуры через второй элемент ИЛИ 20 и элемент 21 защиты от дребезга вырабатывается сигнал R, который через пятый элемент ИЛИ 27 устанавливает триггер 28 счета в состояние «О, закрывая третий элемент И 29, что обеспечивает прекращение подачи импульсов в специализированный вычислитель 30. Одновременно с этим сигналом R специализированному вычислителю 30 сообщается о конце порции информации. Кроме того, в момент реакции происходит сравнение кодов информации с шифратора 22 и регистра 7 индикации и, если коды равны, блок 9 сравнения вырабатывает сигнал Z. Если этот сигнал появляется в тот момент, когда индикация включена (сигнал У равен единице), то схема 10 выделения правильной реакции вырабатывает сигнал правильной реакции в соответствии с функцией

X Z-R-Y.

Таким образом, схема 10 выделения правильной реакции может быть реализована как комбинационная с заданной булевой функцией.

Если реакция правильного нажатия (по месту предъявления информации) происходит после того, как сенсорный стимул исчезает (отсутствует сигнал У), то сигнал X не вырабатывается, а схема 11 выделения ощибки по выходу С1 вырабатывает сигнал в соответствии с булевой функцией

C Z-Y-R.

Если реакция испытуемого происходит не в соответствии с местом включаемой индикации, то схема 11 выделения ощибки вырабатывает сигнал по выходу С2

C2 Z-Y-R-V-Z-Y-R Z-R.

Если испытуемый не соверщает двигательной реакции на стимул в промежутке времени до его смены новым стимулом, то схема 11 выделения ОЕпибки вырабатывает сигнал по выходу СЗ:

,

где R - сигнал отсутствия реакции на такте предъявления стимула, формируе5мый схемой 11 выделения ошибки.

Таким образом, схема 11 выделения ощибки может быть реализована по комбинационному типу с памятью по известным булевым функциям.

Сигналы Л , У, С1, С2 и СЗ поступают

0 в блок 12 счетчиков информации, где подсчитываются каждый своим счетчиком, которые образуют блок 12.

Такты предъявления стимулов и подсчет показателей деятельности испытуемого про5 должаются в течение времени, определяемого счетчиком 36 времени, который по окончании этапа эксперимента вырабатывает сигнал W, устанавливающий триггер 26 пуска в нулевое состояние через четвертую схему ИЛИ 25. Первый элемент И 2 закрывает0 ся, что обеспечивает прекращение подачи информации испытуемому. Одновременно с этим триггер 32 тайма устанавливается в состояние «1, закрывая пятый элемент И 35 и останавливая счетчик 36 времени, возвратив его в исходное состояние. В это

5 же время открывается четвертый элемент И 33, через который на усилитель 34, а затем на громкоговоритель 37 подается сигнал звуковой частоты. Звуковой сигнал воспринимается испытуемым и стимулирует его

ответ о своем состоянии с помощью клавиа- туры 16 субъективного состояния. Сигналом W обеспечивается также перезапись теку- щей информации о деятельности испытуемого на одном этапе эксперимента из блока 12 счетчиков информации в блок 13 регистров

5 информации, откуда экспериментатор со стороны пульта 18 экспериментатора через коммутатор 14 может вызвать интересующую его информацию, либо на цифровое табло, либо на печатающее устройство блока 15 индикации экспериментатора. Причем вывод

0 информации может быть осуществлен и в момент проведения рабочего этапа эксперимента, поскольку индицируется состояние не счетчиков блока 12 счетчиков индикации, которые в это время работают, а регистров блока 13 регистров информации, находящихся в режиме ожидания. Повторный запуск этапа эксперимента осуществляется либо при ответе на клавиатуре 16 субъективного состояния через первый элемент

ИЛИ 17 (ключ КЗ в положении 1), либо по команде экспериментатора со стороны пульта 18 экспериментатора (ключ КЗ в положении 2).

По окончании каждого этапа эксперимен- та результаты статистической обработки через коммутатор 14 могут быть также выведены на блок 13 регистров информации экспериментатора. Специализированный вычислитель 30 рассчитывает: а) среднее зна- чение времени реакции испытуемого за один этап в соответствии с рекурентной формулой

+(А i -М i-1 ),

где i - номер такта предъявления инфор-

мации; - код времени латентного периода

на г-м такте;

б) среднее отклонение времени реакции от его среднего значения по рекурентной формуле

Л1 / .

Формула изобретения

Устройство для оценки эффективности операторской деятельности в условиях мо- нотонии, содержащ-ее генератор временных меток, блок сравнения, блоки индикации и счетчики времени, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем автоматизированного анализа динамики показателей деятельности человека в монотонных условиях, в него введены последовательно соединенные третий элемент ИЛИ, триггер пуска, первый элемент И, элемент НЕ, второй элемент И, счетчик индикации, регистр индикации, последовательно соединенные схема выделения правильной реакции, блок счетчиков информации, блок регистров информации, коммутатор и блок индикации экспериментатора, а также последовательно соединенные четвертый элемент ИЛИ, пятый элемент ИЛИ, триггер счета, третий элемент И, специализированный вычислитель, блок регистров информации, а также последйва- тельно соединенные триггер тайма, четвертый элемент И, усилитель и громкоговоритель, последовательно соединенные блок реактивной клавиатуры, второй элемент ИЛИ, элемент защиты от дребезга и схему выделения ошибки, а также шифратор, гене5

0

5

о г

ратор случайных импульсов, одновибратор переднего фронта, блок индикации испытуемого, клавиатуру субъективного состояния, первый элемент ИЛИ, пульт экспериментатора, пятый элемент И и счетчик времени, причем выход генератора временных меток соединен через схему И с входом одно- вибратора переднего фронта, выход которого соединен с первыми входами регистра информации, схемы выделения ошибки, триггера счета и специализированного вычислителя, третий вход которого соединен с вторым входом пятой схемы ИЛИ, выходом элемента защиты от дребезга, вторым входом схемы выделения правильной реакции,- третий вход которой соединен с выходом первой схемы И, входом одновибратора переднего фронта, входом элемента НЕ, первым входом блока индикации испытуемого и пятым входом блока счетчиков информации, второй, третий и четвертый входы которого соединены с соответствующими выходами схемы выделения ошибки, второй вход которой соединен с входом схемы выделения правильной реакции и выходом блока сравнения, первая группа входов которого соединена с выходами регистра индикации и входами блока индикации испытуемого, а вторая группа входов соединена с выходами шифратора, входы которого соединены с выходами блока реактивной клавиатуры и входами второго элемента ИЛИ, а выход генератора тактовых импульсов соединен с первыми входами третьего, четвертого и пятого элементов И, выход последнего из которых через счетчик времени соединен с первым входом блока регистров информации, первым входом четвертой схемы ИЛИ и первым установочным входом триггера тайма, прямой выход соединен с вторым входом четвертого элемента И, а инверсный выход соединен с вторым входом пятого элемента И, а второй установочный вход - с выходом третьего элемента ИЛИ, один вход которого через первый ключ К подключен к общей шине, а второй вход через ключ КЗ - к выходу первого элемента ИЛИ, группа входов которого соединена с выходами клавиатуры субъективного состояния и четвертой группой входов блока регистров информации, второй контакт третьего ключа соединен с одним выходом пульта экспериментатора, вторая группа выходов которого соединена с второй группой входов коммутатора, а второй вход четвертого элемента ИЛИ через второй ключ соединен с общей шиной.

фиг. 2

Изобретение относится к области медицинской техники и может быть использовано при автоматизации психологических и меди- кобиологических исследований. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет комплексной оценки деятельности человека в монотонных условиях. Цель достигается тем, что в устройство введены последовательно соединенные третий элемент ИЛИ 24, триггер 26 пуска, первый элемент И, элемент НЕ, второй элемент И 2, счетчик 6 индикации и регистр 7 индикации, последовательно соединенные схема 10 выделения правильной реакции, блок 12 счетчиков информации, блок 13 регистров информации, коммутатор 14, блок 15 индикации экспериментатора, последовательно соединенные четвертый элемент ИЛИ 25, пятый элемент ИЛИ 27, триггер 28 счета, третий элемент И 29, специализированный вычислитель 30 и последовательно соединенные триггер 32 тайма, четвертый элемент И 33, усилитель 34 и громкоговоритель 37, последовательно соединенные блок 19 реактивной клавиатуры, второй элемент ИЛИ 20, элемент 21 защиты от дрейфа и схему 11 выделения ошибки, а также шифратор 22, генератор 4 случайных импульсов, одновибра- тор 23 переднего фронта, блок 8 индикации испытуемого, клавиатуру 16 субъективного состояния, первый элемент ИЛИ 17, пульт 18 экспериментатора, пятый элемент И 35, и счетчик 36 времени. 2 ил. (Л со О5 to i о Фиг.1