Устройство для психофизиологических исследований оператора Советский патент 1992 года по МПК G08B9/00 A61B5/16 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам для профессионального отбора и тренировки внимания операторов различных систем управления

Известно устройство для исследования функций внимания, содержащее блок предъявления информации программный блок, коммутатор, блок ввода информации, программатор, два счетчика, таймер и блок индикации. Это устройство позволяет определить объем внимания

Известен тренажер оператора систем управления, содержащий пульт оператора, блок управления, коммутатор, блок предъявления информации, блок задания времени экспонирования формирователь кодов, два блока сравнения блок совпадения,бпо шумовых помех и блок регистрации Этот тренажер позволяет выявить устойчивость внимания при его распределенности

Однако известные устройства не обеспечивают возможность оценки уровня переключаемости внимания.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее блок задания эталонов, блок предъявления учебной информации, блок коммутации, блок регистрации, блок управления, пу/ ьт обучаемого, блок сравнения, переключатель режимов работы, формирователь кодов, счетчик времени и

XI

ся

Х| SQ

-N

первый и второй блоки индикации, информационные входы которых подключены к выходам соответственно блока задания эталонов и блока предъявления учебной информации, выходы первой группы которого соединены с информационными входами первой группы блока сравнения, информационные входы второй группы которого со- единены с выходами блока задания эталонов, выходы первой и второй групп которого подключены к информационным входам переключателя режимов работы, первый управляющий вход которого соединен с установочным входом блока управления и выходом блока регистрации, второй управляющий вход подключен к первому выходу формирователя кодов. Первый выход переключателя режимов работы подключен к управляющему входу первого блока индикации, первому входу запуска формирователя кодов и первому управляющему входу блока коммутации, а второй выход соединен с первым инфбрмационным входом счетчика времени, второй информационный вход которого соединен с пятым выходом пульта обучаемого, . а третий информационный вход соединен с управляющим входом второго блока индикации, вторым входом запуска формирователя кодов и первым выходом блока управления, информационные входы которого соединены с выходами второй группы блока предъявления учебной информации, а синхронизирующий вход подключен к считывающему входу блока сравнения и второ- му выходу формирователя кодов, третий и четвертый выходы которого соединены смн- формационными входами блока коммутации, первый выход которого соединен с управляющим входом формирователя ко- дов, а второй управляющий вход и вход начальной установки блока задания эталонов подключены к первому выходу пульта обучаемого, первый, второй, третий и четвертый выходы которого подключены соответст- венно к первому, второму и третьему информационным входам и управляющему входу блока регистрации. Информационные входы и входы записи блоков задания эталонов и предъявления учебной информации под- ключены соответственно к второму, третьему, четвертому и пятому выходом блока коммутации, выходы блока сравнения соединены с информационными входами группы блока регистрации,

Однако данное устройство не позволяет оценивать и тренировать уровень переклю- чаемости внимания, что сужает его дидактические возможности

Цель изобретения - расширение дидактических возможностей устройства путем оценки и тренировки уровня переключаемо- сти внимания за счет определения разного набора символов (букв) в четных и нечетных строках предъявляемой информации,

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для психофизиологических исследований оператора, содержащее формирователь кодов, информационный вход которого соединен с первьйм выходом первого распределителя импульсов, а выходы - с соответствующими информационными входами первого коммутатора, переключатель количества символов, блок ввода ответных действий оператора, первый и второй информационные и первый синхронизирующий выходы которого подключены к первому информационному, первому управляющему и установочному входам соответственно блока регистрации, первый блок индикации, информационные входы которого соединены с соответствующими выходами первого блока задания эталонов, распределитель кодов, информационные выходы первой группы которого подключены к соответствующим информационным входам первой группы второго блока индикации, а информационные выходы второй группы - к соответствующим информационным входам второй группы второго блока индикации и к соответствующим информационным входам первой группы блока сравнения, выход которого соединен с вторым информационным входом блока регистрации, информационный и управляющий входы распределителя кодов подключены соответственно к первому и второму выходам первого коммутатора, третий и четвертый выходы которого соединены с информационным и управляющим входами соответственно первого блока задания эталонов, введены первый и второй блоки элементов И-ИЛИ, вторые распределитель импульсов, коммутатор и блок задания эталонов и третий блок индикации, информаци- онные входы которого подключены к соответствующим выходам второго блока задания эталонов, управляющий и информационный входы которого соединены соответственно с четвертым и пятым выходами первого коммутатора, выходы первого и второго блоков задания эталонов подключены к информационным входам первой группы соответственно первого и второго блоков элементов И-ИЛИ, входы второй группы которых соединены с соответствующими выходами второго распределителя импульсов, а выходы - с соответствующими информационными входами первой и второй групп второго коммутатора, информационные входы второй группы блока сравнения подключены к соответствующим выходам второго коммутатора, а уп- равляющий вход - к информационному входу второго распределителя импульсов и к второму синхронизирующему выходу блока ввода ответных действий оператора, информационные входы которого соединены с соответству- ющими информационными выходами переключателя количества символов, первый синхронизирующий выход - с первым управляющим входом первого коммутатора и первым информационным входом переключателя количества символов, синхронизирующий вход- с вторым выходом первого распределителя импульсов, а управляющий вход- с третьим выходом первого распределителя импульсов и управляющим входом второго блока индикации, четвертый выход первого распределителя импульсов подключен к управляющему входу переключателя количества символов и второму управляющему входу первого коммутатора, пятый выход - к управ- ляющему входу второго коммутатора и второму управляющему входу блока регистрации, шестой выход - к тактовому входу блока регистрации, седьмой выход - к управляющим входам первого и третьего блоков индикации, восьмой выход - к второму информационному входу переключателя количества символов, первый - третий информационные входы - к второму, четвертому и шестому выходам соответственно первого коммутатора, пер- вый управляющий вход - к синхронизирующему выходу переключателя количества символов, а второй управляющий вход - к второму информационному выходу блока ввода ответных действий оператора.

Эти новые признаки позволяют выявить уровень переключаемости внимания при разном числе контрольных символов (меток) в наборе путем определения количества ошибочно обработанных строк.

На фиг. 1 представлена структура устройства; на фиг, 2 - функциональная схема первого распределителя импульсов; на фиг. 3 - то же, формирователя кодов; на фиг. 4 - то же, первого коммутатора; на фиг. 5 - то же, блока регистрации; на фиг. 6 - то же, переключателя количества символов; на фиг. 7 - то же, второго коммутатора; на фиг. 8 - то же, пульта обучаемого; на фиг. 9 - то же, блока элементов И-ИЛИ; на фиг. 10 - временные диаграммы, поясняющие работу.

Устройство для психофизиологических исследований (фиг. 1) содержит блоки 1-3 индикации, блоки 4 и 5 задания эталонов (символов меток), распределитель б блоков

кодов (предъявляемой учебной информации), распределитель 7 импульсов (управления), формирователь 8 кодов, первый коммутатор 9, блок 10 сравнения, блок 11 регистрации, переключатель 12 количества символов (набора меток), второй коммутатор 13, пульт 14 обучаемого, первый и второй блоки 15 и 16 элементов И-ИЛИ. узел 17 элементов И и распределитель 18 импульсов со схемными соединениями (описаны выше). Пульт 14 и узел 17 являются блоком ввода ответных действий оператора (на фиг 1 отсутствует).

Распределитель 7 (фиг. 2) содержит счетчики 19 и 20, одновибратор 21. формирователи 22 и 23 короткого импульса, формирователь 24 временного импульса (длительность 3 с), триггеры 25 и 26, элементы VI 27-29, элементы ИЛИ 30 и 31. элемент 32 запрета и элемент 33 задержки

Формирователь 8 (фиг. 3) включает в себя генератор 34 псевдослучайной последовательности импульсов с двумя сдвинутыми выходами, генератор 35 тактовых импульсов и элемент 36 запрета

Коммутатор 9 (фиг. 4) включает в себя триггер 37 и элементы И .

Блок 11 (фиг. 5) содержит счетчики 39- 42, элементы 43 и 44 запрета, элементы И 45-49, триггер 50, элементы ИЛИ 51-53, де- шифратор 54, индикатор 55, транспарант 56 Смена и элемент 57 задержки.

Переключатель 12 (фиг. 6) содержит распределители 56 и 57, группу элементов И 58i-58s. элемент ИЛИ 59.

Коммутатор 13 (фиг. 7) содержит управляемые переключатели .

Пульт 14 содержит клавиатуру 60 с клавишами от 0 до 5 и СМ (Смена), генераторы 61 i-61s (от одного до пяти импульсов), группу элементов ИЛИ 62i-62s. элементы ИЛИ 63 и 64, элемент 65 запрета, элемент И 66, формирователь 67 одиночного импульса.

Блок 15 (16) (фиг. 9) содержит группу элементов И 681-6825 и группу элементов И 69i-695.

Устройтво работает следующим образом.

Предварительно переключателем (не показан) счетчик 42 устанавливаютв положен- ние, соответствующее предъявлению определенного числа строк в процессе каждого этапа, например десятое. Включают питание. Регистры и счетчики устанавливаются в исходное положение, распределитель 56 - в первое положение (на первом выходе единичный потенциал), триггеры 26, 37 - в единичное положение (на выходе 1 - фиг. 10а,

б), триггер 25 - в нулевое положение (фиг, Юв).

Запускается генератор 35, тактовые импульсы с выхода которого поступают на информационный вход элемента 36, Так как на управляющий вход элемента 36 подан нулевой потенциал с выхода элемента ИЛИ 31, то тактовые импульсы с его выхода (фиг, 10r) поступают на вход генератора 34, обеспечив появление на его первом и втором выходах псевдослучайной последовательности импульсов, которые через элементы 38з и 38s подаются на информационные входы регистра блоков 4 и 5 соответственно. Тактовые импульсы с выхода элемента 36 через элемент И 384 подаются на тактовые входы регистра блоков 4 и 5, записывая в них двоичные комбинации с первого и второго выходов генератора 34 соответстенно, и через элемент ИЛИ 30 - ня счетный вход счетчика 19, фиксиру.-ощего число поступающих тактовых импульсов.

Поступление пятого тактового импульса вызывает появление на выходе счетчика 19 единичного потенциала (фиг. 10д), который подается на вход элемента 33, задержка которого равна длительности тактового импульса. Импульс с выхода элемента 33 поступает на вход одноеибратора 21, вызвав появление на его выходе импульса (фиг, 10е) длительностью в два периода тактовых импульсов, который через элемент ИЛИ 31 подается на управляющий вход эле- мента 36, предотвратив прохождение следующего тактового импульса, на вход генератора 34, приостановив перемегцение двоичной последовательности в регистрах блоков А и 5, на первые входы элементов И 28 и 29, на вход формирователя 23 и на вход распределителя 57, переведя его в первое положение.

Единичный потенциал с выхода распределителя 57 через элемент И 58i, на второй вход которого подан единичный потенциал с выхода распределителя 56, и элемент ИЛИ 59 поступает на второй вход элемента И 28, обеспечив прохождение импульса с выхода одновибратора 21 на вход формирователя 24 временного импульса, вызвав появление на его выходе импульса длительностью 3 с (фиг, 10ж),

Кодовые комбинации с выходов регистров блоков 4 и 5 через соответствующие преобразователи i код-код (не показаны) подаются на входы соответствующих индикаторов в блоках 1 и 2 (нечет., чет,).

Короткий импульс с выхода формирова- теля 23 (фиг. Юз), сформированный задним фронтом импульса с выхода одновибратора

21, поступает на обнуляющий вход счетчика 19, возвратив его в исходное положение.

Импульс с выхода формирователя 24 заблокирует выход элемента 36 и высветит

буквы на блоках 1 и 2 (нечет., чет.), которые обучаемый должен заполнить, а затем выявить соответственно в нечетных и четных строках предъявляемой последующей информации.

0 По окончании временного импульса (3 с) на выходе формирователя 22 появляется импульс (фиг, 1Ои),, который поступает на вход сброса распределителя 57, переведя его в исходное положение, на вход коммута5 тора 9, переведя триггер 37 во второе положение (фиг. 106) и обеспечив подключение выходов формирователя 8 к информационному и сдвиговому входам регистра блока 6. Одновременно тактовые импульсы с вы0 хода коммутатора 9 подаются на счетный вход счетчика 20 и через элемент ИЛИ 30 - на счетньг, вход счетчика 19.

Нулевой потенциал, поданный на управляющий вход элемента 36 с выхода эле5 мента ИЛИ 31, обеспечивает прохождение тактовых импульсов (фиг. 10е), т.е. формирование псевдослучайной последовательности и запись ее в регистр блока 6 аналогично описанному,

0 Импульс, появившийся на выходеодно- выбратора21 (фиг.Юе), , через элемент И 28, на второй вход которого подается единичный потенциал с первого выхода группы распределителя 56, проходит на его первый

5 выход и через элемент ИЛИ 62i поступает на вход генератора 611 Одиночный импульс с выхода генератора 611 через элемент ИЛИ 63 и элемент 65, на управляющий вход которого подается нулевой потенциал с выхода

0 триггера 25, поступает на вход распределителя 18, переведя его в первое положение, и на вход опроса (считывания) блока 10, произведя считывание информации с выходов первой группы регистра блока 4, которая

5 подается через блок 15 и коммутатор 13, на управляющий вход которого подан единичный потенциал с первого выхода триггера 26 (фиг. 10а) и с выходов первой группы регистра блока 6, приложенных к соответст0 вующим входам блока 10.

Если кодовые комбинации, приложенные к входам блока 10, идентичны, то на его выходе появляется импульс, который поступает через элемент И 45, на второй вход

5 которого подан единичный потенциал с первого выхода триггера 26, на вход прямого счета счетчика 39, зафиксировав наличие символа (буквы), аналогичного контрольному, в предъявленной строке (первая строка, нечет.).

По окончании импульса с выхода одно- вибратора 21 блокировка с выхода элемента 36 снимается (фиг. Юг), короткий импульс с выхода формирователя 23 возвращает счетчик 19 в исходное положение. На выходе первой группы регистра блока б формируется следующая двоичная комбинация, аналогичная описанной, и сравнивается с контрольной (нечет.) Отсутствие контрольной буквы в строке не фиксируется.

Поступление семьдесят пятого тактового импульса вызывает появление единичного потенциала на выходе счетчика 20 (фиг. 10к), который подается на управляющий вход элемента И 27 Короткий импульс с выхода формирователя 23 производит обнуление счетчкка 19 и через элемент И 27 (фиг. Юл) поступает на информационный вход элемента 32, на управляющий вход которого подан нулевой потенциал с выхода элемента ИЛИ 59, на обнуляющий вход счетчика 20 и на счетный вход счетчика 42, зафиксировав предъявление строки

Импульс с выхода элемента 32 подается на вход триггера 25, перебросив последний (фиг. 10в) и подав единичный потенциал через элемент ИЛИ 31 на управляющий вход элемента 36, прекратив подачу тактовых импульсов с его выхода на управляющий вход блока 3, засветив информацию (строку из букв) (фиг. 10м), и на управляющий вход пульта 14, подготовив цепь ответа

На высветившемся ряде (строке) букв испытуемый выявляет контрольную букву (метку), подсчитав их число в строке, а затем на пульте 14 нажимает клавишу клавиатуры 60, соответствующую числу контрольных букв в строке, обеспечив появление импульса.

Если испытуемый (обучаемый) верно определил число контрольных букв (меток) в строке, то при нажатии клавиш включается генератор 61, число импульсов на выходе которого соответствует цифре на клавише

Импульс (импульсы) с выхода генератора 61 через элемент ИЛИ 63 и элемент И 66, на управляющий вход которого подан единичный потенциал с выхода триггера 25, -поступают через элемент И 46, на второй вход которого подан единичный потенциал с выхода триггера 26, на вход обратного счета реверсивного счетчика 39 На выходе элемента ИЛИ 51 - нулевой потенциал. При поступлении короткого импульса с выхода формирователя 67, сформированного задним фронтом импульса с выхода клавиатуры 60, на входе элемента ИЛИ 53 импульс отсутствует, т.е. правильный ответ на вход счетчика 41 не подается

Если испытуемый неверно определил число Контрольных букв в строке то на вы ходе элемента И 51 - единичный потенциал который прикладывается к одному входу 5 элемента И 47, обеспечив прхождение оди- нбчного импульса С выхода формирователя 67, который через элемент ИЛИ 53 поступает на счетный вход счетчика 41 фиксирующего неправильные ответы

0 Импульс с выхода формирователя 67 также поступает на вход триггера 25 возвратив последний в исходное (нулевое) положение, те, сняв блокировку с выхода элемента 36 и подготовив цепь в блоке 11

5 для поступления импульсов с выхода блока 10, и на вход триггера 26, перебросив его во второе положение, по дэв нулевой потенциал на управляющие входы блока 11 и коммутатора 13 и обеспечив формирование

0 второй строки (четной)

Формирование строки, предъявление информации и реакция (ответы) обучаемого в следующих циклах аналогичны описанно му

5 При предьявлении десятой строки на выходе счетчика 42 появляется единичный потенциал (фиг Юн) который поступает на первый вход элемента И 49 подготовив цепь для заканчиванмя первого этапа

0При ответе в десятом цикле импульс с

выхода формирователя 67 через элемент И 49 (фиг Юо) поступает на вход триггера 50 переведя егб в единичное положение Единичный потенциал с выхода триггера 50 по5 ступает на управляющий вход индикатора 55 высветив показания счетчика 41 - число ошибочно обработанных строк и на вход транспаранта 56 Смена (фиг 10п) предупредив руководителя (испытуемого) о снятии

0 результата и переходе к следующему (более сложному) этапу

После снятия результата обучаемый нажимает кномку СМ клавиатуры 60, импульс с выхода которой возвращает триггер

5 50 и счетчики 41 и 42 в исходное положение, перебрасывает триггер 37 в первое положение и поступает на вход распределителя 56, переведя его во второе положение

В циклах следующего этапа обучаемому

0 (испытуемому) предъявляется в наборе меток две контрольных буквы

Сравнение двоичных комбинаций, подаваемых и считываемых в блоке 10 производится последовательно при поступлении

5 импульсов с выхода генератора 61 частота следования которых в десять раз выше частоты следования тактовых импульсов, на вход управления распределителя 18 поочередно подключающего группы выходов с блоков 4 и 5, соединенных с входами блоков

15 и 18 соответственно, через коммутатор 13 С йходзмм второй группы, а с выходов блока 6-с входами блока 10. Максимальное число символов (контрольных букв) в наборе ряоно пяти {пять в нечетной и пять в четной строках).

Использование изобретения в устройствах для психофизиологических исследований позволяет выявить способность испытуемого к переключению внимания, при этом показатель переключаемое™ определяется из соответствующего соотношения.

В зависимости от величины набора меток (количества предъявляемых контрольных букв) определяют степень концентрации внимания. Поэтапное наращивание сложности (увеличение числа контрольных символов) дает возможность судить о тренируемое™ обучаемого в приобретении навыка переключаемо- сти внимания как в условиях пониженной, так и повышенной концентраций внимания, прогнозировать улучшение (стабильность) применения операторов в соответствующих системах человек-машина

Формула изобретения

Устройство для психофизиологических исследований оператора, содержащее формирователь кодов, информационный вход которого соединен с первым выходом первого распределителя импульсов, а выходы - с соответствующими информационными входами первого коммутатора, переключа-1 тель, блок ввода ответных действий оператора, первый и второй информационные и первый синхронизирующий выходы которого подключены к первому информационному, первому управляющему и установочному входам соответственно блока регистрации первый блок индикации, информационные входы которого соединены с соответствующими выходами первого блока задания эталонов, рас- пределитель кодов, информационные выходы первой группы которого подключены к соответствующим информационным входам первой группы второго блока индикации, а информационные выходы второй группы - к соответствующем информационным входам второй группы второго блока индикации и к соответствующим информационным входам первой группы блока сравнения, выход которого соединен с вторым информационным входом блока регистрации, информационный и управляющий входы распределителя кодов подключены соответственно к первому и второму выходам первого коммутатора, третий и четвертый выходы которого соединены с информационным и управляющим входами соответственно первого блока задания эталонов, отличающееся тем, что, с целью расширения дидактических возможностей устройства, в него введены первый и второй блоки элементов И-ИЛИ,

вторые распределитель импульсов, коммутатор и блок задания эталонов и третий блок индикации, информационные входы которого подключены к соответствующим выходам второго блока задания эталонов, управляющий и информационный входы которого соединены соответственно с четвертым и пятым выходами первого коммутатора, выходы первого и второго блоков задания эталонов подключены к информационным

входам первой группы соответственно первого и второго блоков элементов И-ИЛИ, входы второй группы которых соединены с соответствующими выходами второго распределителя импульсов, а выходы - с соответствующими информационными входами первой и второй групп второго коммутатора, информационные входы второй группы блока сравнения подключены к соответствующим выходам второго коммутатора, а

управляющий вход - к информационному входу второго распределителя импульсов и к второму синхронизирующему выходу блока ввода ответных действий оператора, информационные входы которого соединены с

соответствующими информационными выходами переключателя, первый синхронизирующий выход - с первым управляющим входом первого коммутатора и первым информационным входом переключателя количества символов, синхронизирующий вход - с вторым выходом первого распределителя импульсов, а управляющий вход - с третьим выходом первого распределителя импульсов и управляющим входом второго

блока индикации, четвертый выход первого распределителя импульсов подключен к управляющему входу переключателя и второму управляющему входу первого коммутатора, пятый выход - к управляющему входу второго коммутатора и второму управляющему входу блока регистрации, шестой выход - к тактовому входу блока регистрации, седьмой выход - к управляющим входам первого и третьего блоков индикации, восьмой выход - к второму информационному входу переключателя, первый - третий информационные входы - к второму, четвертому и шестому выходам соответственно первого коммутатора, первый управляющий вход - к синхронизирующему выходу переключателя количества символов1 а второй управляющий вход - к второму информационному выходу блока ввода ответных действий оператора.

Фиг.1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам для профессионального отбора и тренировки внимания операторов различных систем управления. Цель изобретения - расширение дидактических возможностей устройства путем оценки и тренировки переключэемости внимания Устройство содержит блоки индикации, блоки задания эталонов, распределитель кодов предьявле ния учебной информации, распределитель импульсов (управления), формирователь кодов, коммутатор, блок сравнения, блок реги- страции, переключатель количества символов (набора меток), коммутатор пульт обучаемого, блоки элементов И-ИЛИ блок элементов И и распределитель импульсов Изобретение позволяет предъявлять различные наборы символов (контрольных букв) для их выявления в четных и нечетных строках учебной информации и определять в зависимости от этого количество ошибочно отработанных строк, характеризующих показатель переключаемости внимания Увеличение числа букв в последующих этапах испытаний дает возможность судить о зависимости уровня переключаемости внимания от степени его концентрации 10 ил (Л С

Т П

Г

а

У

.. (Oue.J

Н4- 45f 5t 4

, Лч... .,«.

5t 4| Jt 2t 7|

jbjrdr db dbi

J7

3J

ЈJ

JT

I К «клев

г// I w

и

(Оуг.«

ж

1751794

2У 1И

У 2Н

iL.

J JLJ Y

..У...., I

Фиг.5

и

13

5

t

1

J

.J

Фиг. 7

Фи&.$