Устройство для исследования функционального состояния человека-оператора

1491451 40 45 50 Вгорзя отметка, полвцжная, высвечивает ис Изобретение относится к медицинской технике, з имс нно к устройствам лля исслелования функционального состояния человека-оператора, и может быть испол)зовано лля оперативного опрслелс ция характеристик работы человека в системах человек- машина. Цель изобретения повышение лостоверности результатов исследования путем ввеления неформального стимулирующего возлействия на деятельность человека-оператора с учетом различных законов управления объектами.На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства лля исследования функционального состояния человека-оператора; цз фиг. 2 - функциональная схема блока выдслецпя параметров работы человека-оператора; цз фиг. 3 - функциональная схема олока х прзнления; цз фиг. 4 -- функциональная схема мшгофункционального преобразователя.Устройство ( фиг. 1) содержит генератор 1 возмущающих воздействий, блок 2 вычитания, блок 3 отображения информации, исполнительный элемент 4, блок 5 вылеления параметров работы человека-оператора, блок 6 регистрации параметров работы человека-оператора, лепшфратор 7, блок 8 ццликзцци результатов исследований, блок 9 управления, мнопфункциональный преобразователь 10.селовек-оператор 11 имеет зрительную связь с блоком 3 отображения информации и осуществляет управляющее воздействие при помощи исполнительно)о элемента 4.блок 6 регистрации параметров работы чезовека-опсратора (фиг. 2) содержит К- грипер 12, элементы 13 9 совпалеция,элементы 20 -22 масштабирования, счетчик 23 времени работы, счетчик 24 времени нахожления в нулевой зоне, счетчик 25 числа ошибок и счетчик 26 времени реакции.Блок 9 управления (фиг. 3) содержит залаю)ций генератор 27, элементы 28 и 29 совпзлеция, делитель 30 частоты, счетчик 31 числа отработанных сигналов и лифференцизльную цепь 32.Многофункциональный преобразователь 1 О (фиг. 4) содержит коммутирую(ций элемент 33, усилитель 34, интегратор 35, лвойной инте) рзтор 36 и зпс риолическое звено 37,Устройство используют слелующим образом.11 спытуемый человек-оператор цзблюлаег ш экране блс)ка 3 отображения ицформз:шц две световые отметки. Первая отметка, ш шлвцжцзя, показывает испытуемому тре с мое положение управляемого объекта. гццное положение у правляемого обьекта. Расстояние межлх полвижной и неполвижцой отметками несет информацию о величинс 10 5 20 25 30 35 рассогласования между истинным и требуемым положснием объекта. Положение объекта испытуемый может изменять с помощью исполнительного элемента 4, реализуя операцию слежения.Объект подвергается апериолическим скачкообразным возмущающим воздействиям случайной амплитуды и фазы по сигналам, вырабатываемым в генераторе 1 возмущающих воздействий.Устройство работает слелунмцим образом.Перел пуском устройства на пульпе управления устанавливают выбранный режим работы. При запуске происходит обнуление счетчиков и регистров в блоках устройства, и из блока 9 упрзвления на вход генератора 1 возмущающих воздействий поступает сигнал формирования возмущающего воздействия.Работа испытуемого состоит из двух этапов.На первом этапе (эта. грубой настройки) после полачц возмущающего возлействия испытуемый стремится как можно быстрее и точнее уменьшить рассогласование между истинным и требуемым положением управляемого обьекта ло размеров нулевой зоны.Величина нулевой зоны опрелеляется напряжениями с выхолов источников положительного и отрипа) ельного напряжения смещения в блоке 5 выделения параметров рабо г и чес и) века-оператора.На втором этапе ( этап точной настройки) испытуемый непрерывно удерживает величину рассо лзсования между истинным и требуемым положением управляемого объекта в пределах нулсвой зоны.В блоке 2 вычитания сигнал с генератора 1 возмущаюцих воздействий суммируется с сигналом ог исполнительного элемента 4,прошелшим через многофункциональный преобрззовзтель 1 О. Сигнал с выхода блока 2 вьп)итзция поступает на вхол блока 3 отображения информации и характеризует управлянццие действия испытуемого.(,корость и точность работы зависит от скорости протекания психических процессов, согласованности лвижения глаз и рук, способности к тонким различиям в размерах, амплитуды, мышечного треморз, з также от наличия стимулов качественной работы исиытуемог. Перечисленные психофизиологические характеристики определяют в совонупшэсти олпу интегральную харзктеристинх работы испытуемого на устройстве лля исслеловацця функционального состояния человека-оператора. Эта характеристикасрелцее время Т выполнения испытуемым операции слежения в серии предъявлений возмущзк)(цих воздействий. В этот параметр в качестве составляющих вхолят: время реакции время от ш)лачи в)зму)цаюгцего воз 14945действия ло начала движения исполнительного элемента в направлении уменьеня рассогласования между истинным и требуемым положением управляечого объекта, причем чем меньше время реакции, тем выше скорость протекания психических про 1 ессов;время нахождения управляемого объекта В пределах нулевой зоны, которое также как ,и величина нулевой зоны задаются испытуемому в зависимости от специфики поставленной 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 ошибочных 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 возмущаюц 1 его воздеиствия. Чем меньше штрафное время, тем лучше согласован.ность движений глаз и рук. За каждое ошибочное действие оператора количество реализуемых операций слежения в серии увеличивается на единицу.25Блок 5 выделения параметров работы человека-оператора осуществляет анализ сиг.палов с выходов блока 2 вьчитаи исполнительного элемента 4, а также выделение временны. и то остньх параметров работы оператора. Уравляк)ие сигналы с Выхода блока 5 выделения параметров работы ЧРЛОВЕК 3 - 0 ЕР 3 ТОРЗ (Н ГХГ 3 ОТ НЗ ВХО;1 Ы СЧ(.Т" чиков блока 6 регис грации параметров работы человека-оператора.Резуль гат исслелования фх нкциональносостояния исытхс мого редстзв;яется в блоке 8 индикации рсзхльттов иссле 1 Овзний в виде цифровоп изображения среднеи) времени Т выполнения испытуемым н- ставленной залачи сдзко в случае рсвышения в процессе работы допустимых значс ний параметров (вречеи реакции, Времени нахождения управляечого объекта за прелелачи нулевой зоны, штрафного времени) испытуем ый считается неспособным к выполнению операторских функций в системах 45 (ловек машина, и В блоке 8 индикации резул 1 атон исследований запрается соответстнующий транспарант.Критерехка естна Выполняечых работ являстся лостиженис минимально возможно.го значения арам( гра Т.50Текупия Онерзця слежения завершается по сигналу с Выхода блока 6 регистрации параметров рабоы че.нвека.оператора на Вход блока .) урзгея, в котором формирутся сигнал ззпх скз следующего возчуцин)щего возлсйс твин11 одсчет вьшолненных Опс.раций сле кения в цикле работы устройства, состоящего из заданного количества Операций слежения,информация о результатах работы испытуемого поступает в блок 8 инликации результатов исследований.Для установления неформальной стимулируюцей 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 параметров работы человека-оператора поступает сигнзл нз первый вход блока 9 управления и фиксирует момент окончания выполнения испытуемыч текущей операции сле - жения. Следующий сигнал в серии возмупиющих воздействий вырабатывается в генераторе 1 возмущающи воздействий по соответствуюцему сигналу из блока 9 управления.х величение количества реализуемых операций слежения в серии предъявлений возхх щающих воздействий при ошибочных действиях испытуемого обеспечивается Ввелением второй дополнительной связи блока 6 регистрации параметров работы человЕка Оерзтора с блокоч ,) управления. Сигнал о наличии ошибки с Выхода элемента 14 совзлс ния блока 6 регистрации параметров работьчеловека.оператора поступает на вход счечика,31 прельявленных сигналов блока 9 х правления, тсч самым уменьшая содержимое счетчика нз единицу. Такич образом, число возчущак)щих вс)здействий в одном икле работы испытхемого хнеличивается на такое число, сколько ошибочных действий было допущено оператором.Введение указанных лонлнительных связсй Ооеспечивзет стичулировзн; испытуемого к улучшению качества работы.11 сс.сдование фу кционзльного (.Остояния человека-оператора с учетом различны.х законов управления реальными объектами ПОЗВОЛяЕт ОСуцс СтвптЬ ЧНОГОфуНКцИОНаЛЬ ный преобразователь 10.В предлагаемом устройстве прелусчотре- Н 3 В О 3 М 0 Ж Н С) С Т Ь Р О В С,1(. Н Я (.С Л (. ДО В 1 Н И й функционального сос"(яния человека-(шератора с изменением вила леятельности испытуемого. В этом сгх зе снерзтору преллагзк)т осуществлять не ком пенсзторное слежение, а слежешц с рссгсловаех. Лгя этого на блок 3 отображения информации нслают одновременно два сигнала: с генсратрзвозч уп 13 кп 1 их Возлс йстви й и с исолнительного элечентз 4. Светс)нзя Отметка нз экрзне хстройствз 8 отображения информации, обозначзкщзя В случае кочщ сзторОО слежения трсбуечое положение урзвлясчого Объекта и являкнцаяся не.подвижной, стдновится подвижной, теч самыч обеспечивая принцип слежения с преследованием. Задача испытуемого при этом остается прежнеи: совмещать положение управляечого объекта с требуемым. 5В устройстве также предусмотрена возможность работы испытуемого с исполнительныч элементом различных типов.Таким образом, устройство для исследования функционального состояния человека- оператора позволяет повысить достоверность результатов исследования путем введения неформального стимулирующего воздсиствия нд деятельность человека-оператора с 5 учетом различных законов управления объектачи.Исследование функционального состояния человека-оператора с его помощью осуествляется на основе измерения одного 20 комплексного параметра работы испытуемого,:ььвььсящего ст функционального состояния оператора и характсризуюьцего его в виде физической величины, удобной для вос. приятия, анализа и статистической обработки. Введенис неформального стим ули рук)- щего воздействия на деятельность человекаоператорд позволяет проводить исследование функционального состояния, ориентируясь на более реальные условия фхнкционир) еьс и и я. формула изобретенияУстройство для исследования функционального состояьия человека-оператора, содержаьцее блок упрдвления, 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, вход которого соединен с выходом блока вычитания, и исполнительный элемеьт, выод которого соединен с вторым вкодохь блока выделения параметров работы человека, выходы блока управления сединены с в.одами б.ьокд регистрации параметров работы человека-оператора, а выход последнего соединен с вторым входом генератора возчхщак)щих воздействий, отлиаюиееея теч, что, с цельк повышения до. стоверности р зультдтов исследования путем введения неформального стимулируюгцего всгьдействия на деятельность человека-оператора с Хчетом ) ьзльььиькх законов управления н)ъектдчи, оно дополнительно имеет ч ногофу нкци опальный преобразователь, вход кото)о с)сдьнен с вььходохь исполнительОго э,ечсчьтд, д вьход -- Г вторььм входом блкд и,ьчььтдььия, при этом выходы блока регистрьььь ьарачетров работы человека-опердтор;ь соедь,щ ны с ьходдчьь б.нка хьранления.Реда ктор Заказ 377ИИПИ Гос роизводст Л. Козориз5/5дарственного ко3035, Москевно.издательски.оставитель В КотТех ред И, ВерееТираж 643 итета ло изобретеа, Ж - 35, Рау гн комбинат аген 1 енаКоррс ктор, БескидИодписноеткрытиям нри ГК 1 Т (.(3:Ржгород.л Га гарина.Н