Тренажер оператора автоматизированных систем управления Советский патент 1981 года по МПК G09B9/00 A61B5/16 

Изобретение от Мосится к области автоматики и вычислительной технике и может быть использовано при эксплу атации АСУ, в инженерной, спортивной и общей психологии, в частности для тренировки операторов АСУ, предрабочего контроля работоспособности операторов, контроля психофизического состояния спортсменов и г.рофессионал ного отбора. Известны устройства 1 и 2} пре назначенные для подобных целей и содержание программный блок,блок подач раздражителя, кнопки реагирования и измерительные устройства. Эти устройства формируют определенные раздражители и фиксируют результат реакции. Однако они не могут автоматически определить момент снижения работоспособности оператора, определяемой по успешности реагирова ния, и измерять психофизические параметры оператора. Таким образом, исследователь не может по результатам обследования определить причину сни жения работоспособности оператора, определить звенья в организме, на ко торые необходимо воздействовать с целью оптимизации его работоспособности, и определит, какой ценой дается оператору данная работоспособность. Из известных устройств наиболее близким к изобретению является устройство Сз, содержащее датчик испытуемого, формирователь сигналов реакции, измеритель времени реакции, генератор развертки, лучевую трубку, генератор инфранизких частот, фазс вращающие каскады, коммутатор, синхронизатор, блок автоматики, формирователь импульса сброса и два каскада автоматической индикации опережения и запаздывания реакции, входы которых соединены с соответствующими выходами блока автоматики. Генератор инфранизких частот соединен с фазовращающими каскадами, коммутатором и входом формирователя импульса сброса, а другой вход которого соединен с одним из входов блока автоматики, второй вход которого соединен с выходом формирователя сигналов реакции. Это устройство не позволяет автоматически определить момент ухудшения результатов испытания, что заметно снижает эффективность исследования и вынуждает экспериментатора маться непродуктивным механическим трудом, не позволяет определитьухудшение результатов испытания и не дает информации о том, ценой какого напряжения достигается результат испытания.

Целью изооретения является расширение дидактических возможностей тренажера, а также повышение точности определения момента ухудшения работоспособности оператора и расширения функциональных возможностей, за счет получения сведений о состоянии оператора в определенный момент.

Поставленная цель достигается тем, что в тренажер, содержащий имитатор реальных процессов, соединенный первым входом с первым выходом блока ввода ответных действий оператора, первым выходом - с первым входом анализатора правильности реакций, а вторым выходом - со вторым входом анализатора правильности реакций и с первым входом формирователя сигналов оценки, выход которого подключен ко входу блока регистрации введены блок контроля вегетативных функций, блок регистрации тонуса высшей нервной деятельности и первый формирователь импульсов, соединенный первым входом с выходом анализатора правильности реакций, вторым входомс первым выходом блока контроля вегетативных функций, третьим входом с первым выходом блока регистрации бонуса высшей нервной деятельности, а выходами - с первыми входами блока контроля вегетативных функций, вторыми входами формирователя сигналов оценки и вторым входом имитатора реальных процессов. Вторые и третьи входы блока контроля вегетативных функций и блока регистрации тонуса высшей нервной деятельности подключены соответственно ко второму, третьему/ четвертому и пятому выходам блока ввода ответных действий оператора. Вторые выходы блока контроля вегетативных функций и блока регистрации тонуса высшей нервной деятельности соединень соответственно с третьим и четвертым входами формирователя сигналов оценки. Первый формирователь импульсов содержит последовательно включенные элемент ИЛИ, первый счетчик и дешифратор, выходы которого соединены с соответствукядими выходами формирователя. Анализатор правильности реакций содержит последовательно включенные второй и третий счетчики и последоватет1йно включенные узел ввода эталонных кодов и узел сравнения, дторой вход которого соединен с выходом третьего счетчика. Блок контроля вегетативных функций содержит регистратор параметров пульса, регистратор электрического сопротивления кожи и второй формирователь импульсов, выходы которых соединены с соответствующими входами первого коммутатора

Блок регистрации тонуса высшей нервной деятельности содержит регистратор времени реакций, регистратор критической частоты предъявления информации и .третий формирователь импулье СОВ, соединенные с выходами с соответствующими входами второго коммутатора.

Структурная схема предлагаемого устройства представлена на чертеже.

Q Оно содержит имитатор реальных процессов, -в качестве которого может быть использован, например, блок Реакция на движущийся объект (РДО), анализатор 2 правильности реакций, состоящий из узла 3 ввода эталонных

5 кодов, узла 4 сравнения, счетчиков 5 и 6, а также формирователь 7 импульсов, состоящий из счетчика 8, дешифратора 9 и элемента ИЛИ 10.

Формирователь 7 связан с блоком

0 11 контроля вегетативных функций оператора, состоящим из регистратора 12 параметров пульса, регистратора 13 электрического сопротивления кожи (оператора), формирователя 14 импульсов, коммутатора 15, блоком 16 регистрации тонуса высшей нервной дея- . тельности, состоящим из регистратора 17 времени реакций, регистратора 18 критической частоты предъявления информации, третьего формирователя 19 импульсов и коммутатора 20.

Тренажер содержит также формирователь 21 сигналов оценки, связанный с блоком 22 регистрации. Связь тренажера с испытуемым оператором осуществляется через блок 23 ввода ответных действий оператора.

Порядок работы с тренажером следующий. Испытуемому оператору предлагают работу на имитаторе 1 реальных процессов, в частном случае это может быть блок РДО, представляющий собой модель сложной операторской деятельности.

j Блок РДО формирует светящуюся точку движущегося с определенной скоростью на определенной траектории объекта. Обследуемый нажатием кнопки должен остановить ее в нужном

п месте. Результат ошибки регистрируется.

Сеанс состоит из одного или нескольких циклов по 10 испытаний. Если результат работы окажется не хуже эталона, заданного экспериментатором, оператор может быть допущен к работе, если же результат хуже эталона, тренажер автоматически определит этот факт и проведет обследование состояния важнейших подсистем

0 организма оператора с целью выяснения причины неудовлетворительной работоспособности оператора, потенциальных возможностей его в данный момент и путей возможной оптимизации

5 его состояния.

Алгоритм работы тренажера задает формирователь 7 путем выдачи соответ;ствукхцих напряжений на блоки тренажера.

В исходном состоянии счетчик 8 находится в нулевом состоянии, и напряжение дешифратора 9 поступает на имитатор 1, обеспечивая его работу. При поступлении сигнала с анализатора 2 о неудовлетворительной работоспособности счетчик 8 переходит в состояние 1, и управляющее напряжение подается на блок 11, При этом начинает работать блок 11, и отключается имитатор 1. После подачи сигнала с формирователя 14 об окончании работы блока 11 счетчик 8 переходит в состояние 2, и напряжение на выходе дешифратора 9 обеспечивает включение блока 16 и отключение блока 11.

По сигналу в вновь начинает работу имитатор 1.

Управляющие сигналы с дешифратора 9 поступают на управляющие входы формирователя 21 и обеспечивают прохождение на блок 22 сигналов с того блока, который в данное время работает.

Блок 11 работает следующим образом.

Формирователь 14 управляет регистраторами 12 и 13 и коммутатором 15, подачей на них соответствукнцих напряжений. Он может быть выполнен аналогично формирователю 7.Первый сигнал, поданный на вход формирователя 14 с формирователя 7,в переводит его в состояние, при котором управляющее напряжение подается регистратору 12.Это обеспечивает его работу. При подаче напряжения на управляющие входы коммутатора 15 подключается к входу формирователя 21 регистратор 12.Вторым сигналог на вход формирователя 14 является сигнал о выдаче результата регистратором 12.Счетчик 8 переходит в . следуклцее состояние,при котором отключится регистратор 12 и подключится регистратор 13.По сигналу с формирователя 14 коммутатор 15 подключает регистратор 13 ко входу формирователя 21. Сигнал о выдаче результата регистратором 13 переводит формирователь 14 в исходное состояние и переводит формирователь 14 в следующее состояние (блок 11 отключается, и включается блок 16).

Формирователь 19 блока 16 работает аналогично и обеспечивает выполнение программы узлами блока 16.

Коммутаторы 15 и 20 могут быть интегральными микросхемами мультип-. лексора, причем сигналы с узлов управления поступают на управляющие входы, с коммутируемых узлов на сигнальные.

Формирователь 21 представляет собой такой же мультиплексор, но моасет.

иметь дополнительные устройства, формирующие сигналы для блока 22.

Блок 23 представляет собой пульт, на котором расположены кнопки реагирования и датчики: от имитатора 1 и с блоков 11 и 16.

Анализатор 2 предназначен для сравнения результата испытания с допустимым, который задается исследователем с помощью узла 3, который

д может быть выполнен, например, в виде набора переключателей.

Результаты испытаний суммируются на счетчике 5. Счетчик 6 считает количество испытаний, счетчик 5 сбрасывается через каждые 10 испытаний.

5 Узел 4 сравнивает результат, полученный на счетчике 5, с эталоном и выдает сигнал на формирователь 7, если результат превьвл ет эталон.

В качестве регистраторов 12,13,17

0 и 18 ьюгут быть использованы устройства, применяемые в инженерной и ; общей психологии. Например, регистратор 12 может быть пульсотахометром, регистратор 13 - килоометром,

5 регистратор 17 - рефлексоометром, регистратор 18 - измерителем критической частоты слияния световых мельканий.

Предлагаемое устройство позволяQ ет повысить эффективность научнр-исследовательской, а также практической работы. Например, при диагностике работоспособности оператора за счет автоматического принятия решения о факте снижения работоспособности оператора по результатам испытания, позволяет определить причи гу снижения работоспособности оператора непосредственно в момент снижения путем обследования состояния ряда

важнейших подсистем организма оператора, что также позволяет определить пути оптимизации состояния оператора.

Скорость исследования повышена за счет того, что экспериментатор

может заранее выставить пределы допустимого результата.

Формула изобретения

50

1. Тренажер оператора автоматизированных систем управления, содержащий имитатор реальных процессов, соединённый первым входом с первым выходом блока ввода ответных действий

55 оператора, первым выходом - с первым входом анализатора правильности реакций, а вторым выходом - с вторым входом анализатора правильности реакций и с первым входом формирователя сигналов оценки, выход которого подключен к входу блока регистрации, отличающийся тем, что, с целью расширения дидактических воз можностей тренажера, он содержит

65 блок конт1золя вегетативных функций.

блок регистрации тонуса высшей нервной деятельности и первый формирователь импульсов, соединенный первым входом с выходом анализатора правильности реакций, вторым входом-с первым выходом блока контроля вегетативных функций, третьим выходом-с первым выходом блока регистрации тонуса высшей нервной деятельности, а выходами - с первыми входами блока контроля негативных функций, вторыми входами формирователя сигналов оценки и вторым входом имитатора реальных процессов, при этом вторые и третьи входы блока контроля вегетативных функций и блока регистрации тонуса высшей нервой деятельности подключены соответственно ко второму, третьему, четвертому и пятому выходам блока ввода ответных действий оператора, вторые выходы блока контроля вегетативных функций и блока регистрации тонуса высшей нервной деятельности соединены соответственно с третьим и четвертым входами формирователя сигналов оценки.

2.Тренажер поп. 1,отли чающийся тем, что первый формирователь импульсов содержит последовательно включенные элемент ИЛИ, первый счетчик и дешифратор, выходы которого соединены с соответствующими выходами формирователя.

3.Тренажер по п. 1,отли чающийся тем, что анализатор правильности реакций содержит последовательно включенные второй и третий счетчики и последовательно включенные узел вывода эталонных кодов и узел сравнения, второй вход . которого соединен с выходом третьего счетчика.

4. Тренажер non.l, отли чающийся тем, что блок контроля вегетативных функций содержит

регистратор параметров пульса, регистратор электрического сопротивления кожи, второй формирователь импуль сов, выходы которых соединены с соответствующими входами первого коммутатора.

5 5. Тренажер по п. 1, отли чающийся тем, что блок регистрации тонуса высшей нервной деятельности содержит регистратор времени реакций, регистратор критической частоты предъявления информации и третий формирователь импульсов, соединенные выходами с соответствующими входами второго коммутатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 522847, кл. А 61 В 5/16, 1976. 2. Авторское свидетельство СССР 254,005, кл. А 61 В 5/16, 1963.

3. Авторское свидетельство СССР 540627, кл. А 61 В 5/16, 1976 (прототип).