Устройство для исследования функционального состояния человека-оператора

 

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройству для исследования функционального состояния человека-оператора, и может быть использовано для оперативного определения характеристик работы человека в системах человек-машина. Цель изобретения - повышение достоверности результатов исследования путем введения неформального стимулирующего воздействия на деятельность человека-оператора с учетом различных законов управления объектами. Устройство содержит генератор 1 возмущающих воздействий, блок 2 вычитания, блок 3 отображения информации, исполнительный элемент 4, блок 5 выделения параметров работы человека-оператора, блок 6 регистрации параметров работы человека-оператора, дешифратор 7, блок 8 индикации результатов исследований, блок 9 управления, многофункциональный преобразователь 10. Человек-оператор 11 имеет зрительную связь с блоком 3 отображения информации и осуществляет управляющее воздействие при помощи исполнительного элемента 4. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК!

5!! 4 А 61 В 5/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4081887/28-14 (22) 05.05.86 (46) 07.07.89. Бюл. № 25 (72) А. М. Волков, А. С. Жаров, Н. Г. Рыльский, Н. С. Романов и А. М. Карасев (53) 615.475 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1243697, кл. А 61 В 5/16, 1984. (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ

ЧЕЛОВЕКА-ОПЕРАТОРА (57) Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройству для исследования функционального состояния человека-оператора, и может быть использовано для оперативного определения характеристик работы человека в системах человек—

ÄÄSUÄÄ 1491451 А 1

2 машина. Цель изобретения — повышение достоверности результатов исследования путем введения неформального стимулирующего воздействия на деятельность человека-оператора с учетом различных законов управления объектами. Устройство содержит генератор 1 возмущающих воздействий, блок 2 вычитания, блок 3 отображения информации исполнительный элемент 4, блок 5 выделения параметров работы человека-оператора, блок 6 регистрации параметров работы человека-оператора, дешифратор 7, блок 8 индикации результатов исследований, блок 9 управления, многофункциональный преобразователь 10. Человек-оператор 1! имеет зрительную связь с блоком 3 отображения информации и осуществляет управляющее воздействие при помощи исполнительного элемента 4. 4 ил.

1491451

50! г(Раи (т (сTKB llo:св)(жнаи BhlcBP IHBBPT H(. 55

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для исследования функционального состояния человека-оператора, и может быть использовано для оперативного определения характеристик работы челов(ка в системах человекмашина.

11ель изобретения повышение достоверности результатов исследования путем введения неформальногo стимулирующего воздействия на деятельность человека-оператора с учетом различных законов управления объектам и.

На фиг. 1 представлена функциональная

pхема устройства для исследования функционального состояния человека-оператора; па фи(. 2 — функциональная схема блока вы.гсленпя параметров работы человека-оператора; на фиг. 3 — функциональная схема блока х правления; на фиг. 4 — — функциональная схема мш>п>функционального преобразователя.

Устройство (/HI. 1) содержит генератор

1 возмущающих воздействий, блок 2 вычитания, блок 3 отображения информации, исполнительный элемент 4, блок 5 выделения параметров работы человека-оператора, блок 6 регистрации параметров работы человека-оператора, депшфратор 7, блок 8 индикации результатов исследований, блок 9 управления, многофункциональный преобразователь 10.

Человек-оператор 11 имеет зрительную связь с блоком 3 отображения информации и осуществляет управляющее воздействие при помощи псполните1bHolo элемента 4.

Блок 6 регистрации параметров работы человека-оператора (фиг. 2) содержит R.)грип p 12, элементы 13 !9 совпадения, элементы 20 -22 масштабирования, счетчик

23 времени работы, счетчик 24 времени нахождения в нулевой зоне, счетчик 25 числа ошибок и счетчик 26 времени реакции.

Блок 9 управления (фиг. 3) содержит задак)1ций генератор 27, элементы 28 и 29 совпадения, делитель 30 частоты, счетчик 31 числа отработанных сил(а loB и дифференциальную цепь 32.

Многофункциональный преобразователь

10 (фиг. 4) содержит коммутирую(ций элемент 33, усилитель 34, интегратор 35, двойной инте(ратор 36 и апериодическое звено 37.

Усгройство используют следующим образохl.

11pIII>11 уемый человек-оператор паблюдаег >ш экране блока 3 отображения информации (не световые отметки. Первая отметка.

1н1и>двпжная, показывает испытуемому тре<> (мое (положение уll(>BBëÿpìoãо объекта.

I ппное положение у правляемого обьекта.

Расстояние междх подвижной и неподвижной отметками несет информацию î Вр.IH÷Híñ

10 !

35 рас olëàñîâàíèH между истинным и требуемым положс нием объекта. Положение объекта испытуемый может изменять с помощью исполнительного элемента 4, реализуя операцию слежения.

Объект подвергается апериодическим скачкообразным возмущающим воздействиям случайной амплитуды и фазы по сигналам, вырабатываемым в генераторе 1 возмущающих воздействий.

Устройство работает следующим образом.

Перед пуском устройства на пульпе управления устанавливают выбранный режим работы. При запуске происходит обнуление счетчиков и регистров в блоках устройства, и из блока 9 управления на вход генератора

1 возму>цающих воздействий поступает сигнал формирования возмущающего воздействия.

Работа испытуемого состоит из двух этапов.

На первом этапе (эта(1 грубой настройки) после подачи возмущающего воздействия испытуемый стремится как можно быстрее и точнее уменьшить рассогласование между истинным и требуемым положением управляемого об.ьекта до размеров нулевой зоны.

Величина нулевой зоны определяется напряжениями с выходов источников положительного и отрипа>ельного напряжения смещения в блоке 5 выделения параметров раб(> г и человека-оператора.

На втором тане (этап точной настройки) испытуемый непрерывно удерживает величину рассо ласования между истинным и требуемым положением управляемого объекта

В ПР(.ДЕ. III (II>>. IPBOH

В блоке 2 вычитания сигнал с генератора 1 возмущаю>ци:(воздействий суммируется с сигналом 01 исполнительного элемента 4, 1 рошедшим через многофункциональный преобразователь 10. Сигнал с выхода блока 2 вычитания поступает на вход блока 3 отображения информации и характеризует управIHI()lLIH(действия испытуемогo. (. корость и точность работы зависит от скорости протекания психических процессов, согласованности движения I.ë àç и рук, способности к тонким различиям в размерах, амп,>птуды, мышечного тремора, а также от наличия стимулов качественной работы испытуемого. Перечисленные психофизиологические характеристики определяют в совокупности одну интегральную характеристику работы испытуемого на устройстве для

HpLледованпя функциональногo состояния человека-оператора. Эта характеристика среднее время Т выполнения испытуемым операции слежения в серии предъявлений возмущаюгцих воздействий. В этот параметр в качестве составляющих входят; время реакции время от IloiauH возму(цающе(о воз149 1 451 действия до начала движения исполнительного элемента в направлении ученьц(ения рассогласования между истинным и требуемым положением управляечого объекта, причем чем меньше время реакции. тем выше скорость протекания психических процессов; время нахождения управляемого объекта в пределах «нулевой» зоны, которое также как ,и величина «нулевой» зоны задаются испытуемому в зависимости от специфики постав-10 ленной задачи; время нахождения управляемого, объекта за пределами нулевой зоны, причем чем меньше амплитуда мышечного тремора, тем выше способность оператора к тонким различиям в размерах; штрафное время - — время, учитывающее число ошибоч-15 ных действий оператора, т.е. количество движений исполнительного элемента в направлении, приводящем к увеличению рассогласования между истинным и требуемым положениями объекта в первый момент после подачи возмущаю(цего воздеиствия. Чем меньше штрафное время. тем лучше согласованность движений глаз и рук. За каждое ошибочное действие оператора количество реализуемых операций слежения в серии увеличивается на единицу.

Блок 5 выделения параметров работы человека-оператора осуществляет анализ сигналов с выходов блока 2 BhlvHTBIII

ЧР.1OBE K3-ОПЕPÇTOP3 ПО(ГЪ Па КЛ H3 B!(O.1Ы СЧ(. Тчиков блока 6 pelHclpaLLHH параметров pàáîTf I человека-оператора.

Резълы 3) и(.сле;1Ования ф) нкционально- 35

ГО СОСТОЯНИЯ ИСПЫТХ (МОГО IIPEДСТ3 ВЛ ЯЕТСЯ в блоке 8 индикации результатов иссле lований в виде цифрово(о изображения среднего времени Т выполнения испытуемым ИОставленной задачи (.)днако в случае II!)EBûщения в процессе работы допустимых значе40 ний параметров (вречени реакции, времени нахо кдения управляечого объекта за прелелачи нулевой зоны, штрафного времени) испытуем ый считается неспособным к выполнению операторских функций в системах 45 г(ловек машина, и в блоке 8 индикации резуль) атон иссле LHBaf If(é загорает(я соотBE .тстнующий TpdHclldpdнт.

Критериеч ка IB(TB3 выполняечых работ является достиженис минимально возможноIo значения парам(гра T.

Текуп)ая <)IIEp311(lv слежения завершается по сигHdëó с выхода блока 6 регистрации параметров рабо)ы че.шнека-оператора на вхо.1 блока 9 управления, в котором формиру(тся сигнал BHtfl) cK3 следующего возчу1Цd)lllего Во.t:1(. иствия.

11одсчет B»llloлненных olfep3ILий сле кеHHH в цикле работы уcòðîéñ.ãâà, состоящего из заданного количества операций c.lcd(E IIHÿ, информация о результатах p36oTai испытуемого поступает в блок 8 индикации результатов исследований.

Для установления неформальной стимулирую(цей зависичости результатов тестирования, которая в значительной мер» определяет и улучшает качественные показатели работы человека-оператора, введена дополнительная связь между блоком 9 управления и блоком 6 регистрации параметров работы человека-оператора. Как только время нахождения управляемого объекта в пределах нулевой зоны станет равныч требуемому, с элемента 17 совпадения блока 6 регистрации

I13paveTpoB работы человека-оператора поступает сигнал на первый вход блока 9 управления и фиксирует момент окончания выполнения испытуемыч текущей операции сле— жения. Следующий сигнал в серии возмущающих воздействий вырабатывается в генераторе 1 возмущающих воздействий по (Оответствую(цему сигналу из блока 9 упРИВЛЕНИЯ.

Увеличение количества реализуемых операций слежения в серии предъявлений возму щающих воздействий при ошибочных действиях испытуемого обеспечивается ввелением второй дополнительной связи блока 6 регистрации параметров работы человека

orlep3Top3 с блокоч 9 управления. (.игнал о наличии ошибки с выхола элемента 14 сoBпал(ния блока 6 регистрации параметров работы человека-оператора поступа(T на вход сче(гика 31 прельявленных сигналов блока

9 l правления, тс ч самым уменьшая содержимое счетчика на е 1HIIHIL). Такич образом, число возчуц(ак)ц(их воздействий в одном (цикле работы испыт емого неличивается на

TilKo(число, сколько ошибочных действий было допущено оператором.

Введение указанн Ix;Lolloлнительных связсй обеcпечHB3 T cTH÷óлирован.; H(. пытуемого к улучшению качества работы. т1сследование функциона lbHol E> с(>стояния человека-оператора с учетом различных законов управления реальными Объектами позволяет осу(ц(ствить многофункциональный преобразователь J(f.

B предлагаемом устройстве предусчотреНа ВОЗ МОЖ НOCТ Ь II POR(. . 1(. НH Я H CCË(. ДОВ3 Н Ий функционального (Ост(>яния человека-(шератора с изменением вила деятельности Нспытуемого. В этом сл чае (н>ератору преллагак>т осуществ I)ITI»IE KOI(I LIE LICBTOpffo( слежение, а слежешц с преследованием. Для этого на блок 3 отображения информации п(>лают одновремеflflo два сигнала: с генсратора возчущак>щих воздействий и с исполнительного элечеHTd 4. (.B(. THBdH отм(тка на экране стройства 3 от(>бражения информации, обозначак>щая в случае комп(нсаторного слежения требуечое положение уllpilflляечого объеhT3 и являкицаяся не!

49!45! подвижной, становится подвижной, тсч самым обеспечивая принцип слежения с преследованием. Задача испытуемого при этом

oc1ается прсжнеи: совмещать положение управляечого объекта с требуемым. 5

В устройстве также предусмотрена возможность работы испытуемого с исполнительныч элементом различных типов.

Таким образом. устройство для исследова- )p ния функционального состояния человекаоператора позволяет повысить достоверность результатов исследования путем введения неформального стимулирующего воздействия на деятельность человека-оператора с !5 учс точ различных законов управления объектачи.

Исследование функционального состояния человека-оператора с его помощью осуществляется на основе измерения одного 20 комплексного (параметра работы испытуемого.:3<)висящего от функционального состояния Оператора и характсризую(цего его в ви;(с физической величины, удобной для восприятия. анализа и статистической обработки. Ввсденис неформального стимулирук)щего воздействия на деятельность человекаопсратора ((О 3воляст проводить исслс ц)ванне функционального состояния, ориентируясь на более реальные условия функционирования.

Форму)и изобретелия

Устройство для исследования функциональногo состояния человека-оператора, содержа<цее блок управления, генератор возмущающих воздействий, блок вычитания, блок выделения параметров работы человека оператора, блок регистрации параметров работы человека-оператора, дешифратор, блок индикации результатов исследований, соединенные последовательно, а также блок отображения информации, вхоj которого соединен с выходом блока вычитания, и исполнительный lpME HT, вы од которого соединен с вторым входом блока выделения параметров работы человека, Bhlxo;Iû блока управления соединены с входами б.loKB регистрации параметров работы человека-оператора, а выход последнего соединен с вторым входом генератора возах щак)щих Bo3действий, отли«аюи(ееея тсч, что, с цельк) повышения достоверности р< зультатов исследования путем введения неформа.тьногo стимулирующего в<к(действия на деятельность человека-оператора с хчстом разли IHhlx законов управления <н)ъектачи, оНо дополнительно имеет ч ногофу нкци <) пал ьный преобразователь, BXO;(KO1 OPOI O С()СДИНСH С ВЫХОДОМ ИСГ)ОЛНИтс,1ь)lоf э. iсчс нта, а BI>!xone — — Г BTo!)hlM Bx0.(Ом бл<>ка вычитания, при этом Bhlxo.(ы блока регистрации (<арачетров работы человека-Оператор;3 сосд<,щ ны с входачи б.н)ка х иран IBH»H.

l . >l45l

@uz 5 (.оста витель В. Котенена

Ре да кт ор Л. Коз о риз Texpeд И. Верее Корр(ктор,! Бес лид

За каз 3775/5 Тираж 64 3 H o((ïè((þ(BHHHHH Государственного комитета но изобретениям и открытиям нри ГКПТ (.(.<.Р ! I 3035, Москва, )К вЂ” 35, Рауьнская наб., д. 4 5

Производственно-издательский комбинат сПагент», г. Ужгород. хл Гагарина. B)l