Устройство для оценки сенсомоторных навыков оператора

 

Сущность изобретения: устройство содержит блок ввода ответных действий оператора, блок сравнения, блок индикации действий оператора, коммутатор, блок регистрации действий оператора, блок формирования случайных импульсов, блок задания последовательности действий оператора, триггер и два узла контроля ответов. 2 з.п.ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к автоматике, в частности к устройствам для психофизиологических исследований, и может быть использовано при оценке навыков (задатков) и тренировке подвижности пальцев для овладения клавишными аппаратами.

Известно устройство для оценки сенсомоторной деятельности оператора, содержащее блок ввода ответных действий, блок задания программы контроля, блок индикации, генератор временных меток, коммутатор, триггер формирователь импульсов и два счетчика (см.авт.свид.СССР N 1171831, кл. G 09 B 9/00, 1984). Это устройство по заранее спланированной последовательности ответов позволяет определить время реагирования и ошибки регулирования времени реакции, но не позволяет судить о подвижности пальцев рук.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому изобретению является устройство для профессионального отбора (телеграфистов), содержащее блок ввода ответных действий, первым выходом связанный с первым входом схемы сравнения, вторыми входами соединенной с первыми входами коммутатора, блок регистрации, блок звуковой информации, блок программ, узлы выделения пауз, схемы ИЛИ, блоки управления, блок формирования случайных импульсов и индикатор, связанный с первым выходом блока программ, вторые выходы которого соединены с соответствующими входами первой схемы ИЛИ и через соответствующие узлы выделения пауз с входами второй схемы ИЛИ, выходом подключенной к входу блока формирования случайных импульсов, к первому входу блока регистрации и к второму входу коммутатора, выходы которого соединены с первыми входами соответствующих блоков управления, первыми выходами связанных с соответствующими входами третьей схемы ИЛИ, выход которой соединен с входом блока ввода ответных действий, вторым выходом связанного с третьим входом коммутатора и первым входом блока программ, вторыми входами соединенного с вторыми выходами соответствующих блоков управления, причем третий выход блока ввода ответных действий соединен с третьим входом схемы сравнения, вторые входы которой соединены дополнительно с выходами блока формирования случайных импульсов, а выходы - с вторыми входами блока регистрации, при этом выход первой схемы ИЛИ соединен с входом блока звуковой информации (см.авт.свид. СССР N 1189260, кл. G 09 B 7/02, 1984).

Однако данное устройство не позволяет выявить временные различия в действиях левой и правой рук при определении подвижности (моторики) пальцев, т. е. оценить задатки, необходимые для овладения клавишными аппаратами, что сужает дидактические возможности.

Целью изобретения является расширение дидактических возможностей устройства путем оценки задатков, необходимых для овладения клавишными аппаратами за счет выявления временных различий в действиях левой и правой рук при определении подвижности (моторики) пальцев.

Цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее блок ввода ответных действий, схему сравнения (блок совпадений), входы (первый-четвертый) которого соединены с соответствующими выходами блока ввода ответных действий, коммутатор, блок регистрации, входы (пятый-шестой) которого подключены к выходам (первому и второму) блока совпадений соответственно, и блок формирования случайных импульсов, выходы (первый и второй) которого соединены с входами (девятым и десятым) блока совпадений, введены блок индикации, входы первой и второй групп которого соединены с соответствующими выходами групп блока формирования случайных импульсов, и блок задания последовательности действий, первый-пятый входы которого соединены с пятым-девятым выходами блока ввода ответных действий соответственно, первый и второй выходы - с соответствующими входами блока регистрации, третий и четвертый выходы - с первым и вторым входами блока индикации соответственно, пятый-восьмой выходы - с соответствующими входами блока совпадений, девятый-двенадцатый выходы - с первым-четвертым входами коммутатора соответственно, первым и вторым выходами подключенного к третьему и четвертому входам блока регистрации соответственно, а седьмой вход - с третьим выходом блока формирования случайных импульсов, четвертый выход которого подключен к пятому входу коммутатора и шестому входу блока задания последовательности действий, а первый вход - к десятому выходу блока ответных действий, одиннадцатый выход которого соединен с седьмым входом блока регистрации и с вторым входом блока формирования случайных импульсов.

Другое отличие состоит в том, что блок задания последовательности действий содержит Т-триггер, вход которого является седьмым входом блока и первый и второй узлы контроля ответов, входы управления которых соединены с соответствующими выходами триггера и являются третьим и четвертым выходами блока, другие входы - первым-шестым входами блока, а выходы - первым, вторым и пятым-двенадцатым выходами блока, при этом каждый из узлов содержит последовательно включенные элемент И, входы которого являются третьим и четвертым входами, а выход-четвертым выходом узла, элемент дифференцирования, выход которого является пятым выходом узла, первый элемент ИЛИ, другой вход которого является пятым входом узла, RS-триггеры, S-входы которых являются первым и вторым входами, а выходы - первым и вторым выходами узла соответственно, и второй элемент ИЛИ, выход которого является третьим выходом узла.

Кроме того, блок формирования случайных импульсов содержит первый элемент ИЛИ, входы которого являются первым и вторым входами блока, элемент запрета, выход которого является четвертым выходом блока, и последовательно включенные генератор импульсов, элемент И, другой вход которого соединен с управляющим входом элемента запрета и выходом первого элемента ИЛИ, а выход является третьим выходом блока, кольцевой счетчик, выходы которого являются первым и вторым выходами группы блока, многовходовые элементы ИЛИ (второй и третий), выходы которых являются первым и вторым выходами блока соответственно, и двухвходовый (четвертый) элемент ИЛИ, выход которого соединен с информационным входом элемента запрета.

Эти новые признаки обеспечивают случайное задание действий (начало с левой или правой руки) пальцев рук с последующей их заменой, при этом отдельно фиксируется время реакции и правильность восприятия и воспроизведения для левой и правой рук.

На фиг.1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - функциональная схема блока ответных действий; на фиг.3 - то же, блока совпадений; на фиг.4 - то же, блока индикации; на фиг.5 - то же, коммутатора; на фиг.6 - то же, блока регистрации; на фиг.7 - то же, блока формирования случайных импульсов; на фиг.8 - то же, узла контроля ответов; на фиг.9 - временные диаграммы, поясняющие работу предлагаемого устройства.

Устройство для оценки сенсомоторных навыков содержит блок 1 ввода ответных действий, блок 2 совпадений, блок 3 индикации, коммутатор 4, блок 5 регистрации, блок 6 формирования случайных импульсов, блок 7 задания последовательности действий.

Первый-четвертый выходы блока 1 соединены с соответствующими входами блока 2, пятый-девятый выходы - с первым-пятым входами блока 7 соответственно, десятый выход - с первым входом блока 6, а одиннадцатый выход - с вторым входом блока 6 и седьмым входом блока 5. Пятый-восьмой входы блока 2 соединены с соответствующими выходами блока 7, девятый, десятый входы - с первым, вторым выходами блока 6 соответственно, а первый, второй выходы - с пятым, шестым входами блока 5 соответственно. Первый и второй входы блока 3 соединены с третьим и четвертым выходами блока 7 соответственно, а первый и второй входы групп - с соответствующими выходами групп блока 6. Первый-четвертый входы коммутатора 4 соединены с девятым-двенадцатым выходами блока 7 соответственно, а первый и второй выходы - с третьим и четвертым входами блока 5 соответственно, первый и второй входы которого подключены к соответствующим выходам блока 7. Третий выход блока 6 соединен с седьмым входом блока 7, а четвертый выход - с пятым входом коммутатора 4 и с шестым входом блока 7.

Блок 1 ввода ответных действий содержит левую 11 и правую 12 двухрядную клавиатуры, левые 13 и правые 14 двойные кнопки-клавиши, кнопку Пуск 15, первый-пятый элементы ИЛИ 16-20 и элемент 21 задержки.

Блок 2 совпадений включает первый-четвертый элементы И 22-25 и первый и второй элементы ИЛИ 26 и 27.

Блок 3 индикации имеет индикаторы (лампочки) верхнего 281-285 и нижнего 29₁-29₅ рядов левого и правого табло соответственно и левый и правый транспаранты 30 и 31.

Коммутатор 4 содержит первый-шестой элементы 32-37 запрета, первый и второй элементы И 38 и 39, и первый и второй элементы ИЛИ 40 и 41.

Блок 5 регистрации имеет счетчики 42 и 43 числа ответов, счетчики 44 и 45 верных ответов и таймеры 46 и 47 времени реакции (для пальцев левой и правой рук соответственно).

Блок 6 формирования случайных импульсов содержит генератор 48 импульсов (высокой частоты), кольцевой счетчик 49, элемент И 50, элемент 51 запрета и первый-четвертый элементы ИЛИ 52-55.

Блок 7 задания последовательности действий включает Т-триггер 8 и первый и второй узлы 9 и 10 контроля ответов.

Узел 9 (10) содержит первый и второй RS-триггеры 56 и 57, элемент 58 дифференцирования, элемент И 59 и первый и второй элементы ИЛИ 60 и 61.

Устройство работает следующим образом.

Загорание левого (правого) транспаранта обязывает испытуемого пальцем левой (правой) руки с помощью левых (правых) кнопок определить ряд, в котором засветились индикаторы на табло индикации, а затем пальцем правой (левой) руки на правом (левом) табло нажатием соответствующего клавиша клавиатуры погасить светящиеся индикаторы.

Включают питание. Счетчики устанавливаются в исходное положение, триггеры узлов 9 и 10 - в нулевое положение, запускается генератор 48 блока 6, импульсы с выхода которого поступают на информационный вход элемента И 50. При нажатии кнопки Пуск 15 блока 1 импульс с выхода последней поступает на вход начальной установки таймеров 46 и 47 блока 5, переведя их в исходное положение, через элемент ИЛИ 52 блока 6 (фиг.9а) подается на управляющий вход элемента 51 запрета, блокируя информационный (пятый) вход коммутатора 4, и на управляющий вход элемента И 50, обеспечив прохождение импульсов с выхода генератора 48 на счетный вход кольцевого счетчика 49 и на вход Т-триггера 8 блока 7. По окончании пускового импульса счетчик 49 и триггер 8 устанавливаются в случайное положение (фиг.9б и в1).

Пусть, например счетчик 49 устанавливается в шестое положение, а триггер 8 - в нулевое положение (на выходе единичный потенциал). На табло блока 3 засветились индикаторы 29₁ первые во вторых рядах, горит транспарант 30 (левый), обязывающий испытуемого определить ряд высветившегося индикатора на левой части блока 1 нажатием соответствующей кнопки 13 пальцем левой руки, а затем, на правой клавиатуре 12 нажатием соответствующего клавиша погасить светящиеся индикаторы 29₁ пальцем правой руки.

С прекращением импульса с выхода элемента ИЛИ 52 блока 6 блокировка с информационного (пятого) входа коммутатора 4 снимается, единичный потенциал с выхода элемента 51 запрета через элемент И 59 узла 9, прикладывается к элементу 58 дифференцирования и к информационному входу элемента 32 запрета коммутатора 4, на управляющий вход которого подан нулевой потенциал с выхода элемента ИЛИ 61 узла 9 через элемент 35 запрета, на управляющий вход которого подан нулевой потенциал с выхода элемента И 59 узла 10, элемента И 38, на второй вход которого подан единичный потенциал с выхода элемента 32, и элемент ИЛИ 41, поступает на вход запуска таймера 46 блока 5, который начинает отсчет времени (фиг.9г).

Короткий импульс с выхода элемента 58 узла 9 подается на вход счетчика 42 блока 5, зафиксировав действие с левой руки, и через элемент ИЛИ 60, на R-входы триггеров 56 и 57, подтвердив их нулевое положение.

При верных действиях испытуемый пальцем левой руки нажимает кнопку 13₂ (левой части блока 1), импульс с выхода которой переводит RS-триггер 57 узла 9 в единичное положение. Единичный потенциал с выхода RS-триггера 57 поступает на вход элемента И 25 блока 2, подготовив цепь для верного ответа, и через элемент ИЛИ 61 - на управляющий вход элемента 32 коммутатора 4, прекратив подсчет времени таймера 46 блока 5 (фиг.9г). Нулевой потенциал с выхода элемента 32 прикладывается к управляющему входу элемента 36, обеспечив подачу информационного сигнала через элемент ИЛИ 40 на вход запуска таймера 47 (фиг.9д), который начинает отсчет времени.

После отпускания пальца левой руки испытуемый пальцем правой руки на клавиатуре 12 блока 1 нажимает светящийся клавиш, соответствующий индикатору 29₁ блока 3. Импульс с выхода клавиша через элемент ИЛИ 19 поступает на соответствующий вход элемента И 25 блока 2 и на вход элемента ИЛИ 20.

Импульс с выхода элемента И 25, на другие входы которого поданы единичные потенциалы с выхода счетчика 49, через элемент ИЛИ 54, и триггера 57 узла 9, поступает через элемент ИЛИ 27 на вход счетчика 44, зафиксировав верный ответ (фиг.9е).

Импульс с выхода элемента ИЛИ 20 подается на вход элемента 21 и через элементы ИЛИ 60 узлов 9 и 10 блока 7 на R-входы RS-триггеров 56 и 57, переведя RS-триггер 57 узла 9 в нулевое положение, т.е. прекратив подсчет времени таймером 47 (фиг.9д).

Задержанный импульс с выхода элемента 21 блока 1 через элемент ИЛИ 52 блока 6 (фиг.9а) подается на управляющий вход элемента 51, блокируя информационный вход коммутатора 4 (выходы элементов 34 и 35), и на вход элемента И 50, обеспечив подачу импульсов с выхода генератора 48 на вход счетчика 49 и вход триггера 8, т.е. подготовив следующее случайное высвечивание одного из транспарантов 30 или 31 блока 3 (начало действий) и индикаторов 28 или 29 (последующие действия) (фиг.9б и в2).

При загорании транспаранта 31 (правый) испытуемый должен начать действия с правой руки нажатием на соответствующую кнопку 14 (в зависимости от светящегося индикатора 28 или 29). В этом случае единичный потенциал с выхода элемента 51 через элемент И 59 узла 10 прикладывается к элементу 58 и к информационному входу элемента 33 коммутатора 4, на управляющий вход которого подан нулевой потенциал с выхода элемента ИЛИ 61 узла 10, через элемент 34 на управляющий вход которого подан нулевой потенциал с выхода элемента И 59 узла 9, элемент И 39, на второй вход которого подан единичный потенциал с выхода элемента 34, и элемент ИЛИ 40 поступает на вход запуска таймера 47 блока 5, продолжив отсчет времени (фиг.9д).

Импульс с выхода элемента 58 узла 10 подается на вход счетчика 43, зафиксировав действия с правой руки, и через элемент ИЛИ 60 на R-входы RS-триггеров 56 и 57, подтвердив их нулевое положение.

При верных действиях испытуемый нажимает соответствующую кнопку 14, переведя, например, RS-триггер 56 узла 10 в единичное положение. Единичный потенциал с выхода RS-триггера 56 поступает на вход элемента И 22 блока 2, подготовив цепь для верного ответа, и через элемент ИЛИ 61 - на управляющий вход элемента 33 коммутатора 4, прекратив подсчет времени таймером 47 (фиг. 9д). Нулевой потенциал с выхода элемента 33 прикладывается к управляющему входу элемента 37, обеспечив подачу информационного сигнала через элемент ИЛИ 41 на вход запуска таймера 46, который продолжит отсчет времени (фиг. 9г).

После отпускания пальца правой руки испытуемый пальцем левой руки на клавиатуре 11 нажимает светящийся клавиш, импульс с выхода которого обеспечит прекращение счета времени таймером 46 (фиг.9г) и запись верного ответа счетчиком 45 (фиг.9е), а задержанный импульс с выхода элемента 21 подготовит следующее случайное высвечивание транспаранта и индикатора (фиг.9б и в2).

Неверные действия испытуемого не фиксируются.

Использование заявляемого изобретения в устройствах для психологических исследований и профессиональном отборе для обучения на клавишных аппаратах, в сравнении с прототипом, дает возможность выявить задатки (навыки), характеризующие подвижность пальцев, отдельно левой и правой рук, на основе сенсомоторного синтеза (логических преобразований), вызываемого случайными раздражителями, создающими перцептивный образ пространства-совместное действие механизма построения движения с механизмом его перцептивной регуляции. Это позволяет оценить степень дальнейшего развития навыков моторики пальцев, а также применять предлагаемое устройство для их тренировки.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦЕНКИ СЕНСОМОТОРНЫХ НАВЫКОВ ОПЕРАТОРА, содержащее блок ввода ответных действий оператора, соединенный управляющим выходом с первым входом блока формирования случайных импульсов, блок сравнения, соединенный выходами с первым и вторым входами блока регистрации действий оператора, коммутатор и блок индикации действий оператора, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности тренажа, оно снабжено блоком задания последовательности действий оператора, соединенным информационными выходами с первыми четырьмя входами блока сравнения и коммутатора, связанного выходами с третьим и четвертым входами блока регистрации действий оператора, информационные выходы блока ввода ответных действий оператора соединены с информационными входами блока задания последовательности действий оператора, который первыми управляющими выходами связан с пятым и шестым входами блока регистрации действий оператора, вторые информационные выходы блока ввода ответных действий оператора связаны с пятым, шестым, седьмым и восьмым входами блока сравнения, девятый и десятый входы которого подключены к первому и второму выходам блока формирования случайных импульсов, соединенного третьим выходом с первым управляющим входом блока задания последовательности действий оператора, подключенного вторыми управляющими выходами к первым входам блока индикации действий оператора, третий информационный выход блока ввода ответных действий оператора связан с вторым входом блока формирования случайных импульсов, который информационными выходами связан с вторыми входами блока индикации действий оператора, а четвертым выходом соединен с вторым управляющим входом блока задания последовательности действий оператора и управляющим входом коммутатора, причем управляющий выход блока ввода ответных действий оператора дополнительно связан с седьмым входом блока регистрации действий оператора.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок задания последовательности действий оператора содержит узлы контроля ответов и триггер, выходы которого связаны с первыми управляющими входами узлов контроля ответов, выходы которых являются выходами блока задания последовательности действий оператора, информационными входами которого являются информационные входы узлов контроля ответов, управляющие выходы которых являются первыми управляющими выходами блока задания последовательности действий оператора, вторыми управляющими выходами которого являются выходы триггера, вход которого является первым управляющим входом блока задания последовательности действий оператора, вторыми управляющими входами которого являются вторые управляющие входы узлов контроля ответов.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок формирования случайных импульсов содержит последовательно включенные генератор импульсов, элемент И и кольцевой счетчик, выходы которого являются информационными выходами блока формирования случайных импульсов, последовательно соединенные первый элемент ИЛИ и элемент запрета, выход которого является четвертым выходом блока формирования случайных импульсов, второй и третий, четвертый элементы ИЛИ, выходы которых подключены к входам первого элемента ИЛИ, выход второго элемента И соединен с вторыми входами элементов запрета и "И", который является третьим выходом блока формирования случайных импульсов, выходы кольцевого счетчика связаны со входами, соответственно, третьего и четвертого элементов ИЛИ, выходы которых являются первым и вторым выходами блока формирования случайных импульсов, при этом входы второго элемента ИЛИ являются первым и вторым входами блока формирования случайных импульсов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9