Устройство для психофизических исследований

 

Изобретение относится к тренажерам и может быть использовано для исследования реакции спортсменов-акробатов. Цель изобретения - расширение области применения устройства путем определения готовности испытуемого к выполнению упражнений за счет выявления степени сохранения внимания при его распределенное™. Устройство содержит блок 1 ввода ответных действий, состоящий из сенсорных переключателей 2 и 3, блок 4 формирования сигналов (раздражителей), блок 5 коммутации, блок 6 определения числа нарушений, блок 7 управления, генератор 8 временных меток , блок 9 случайного распределения сигналов (раздражителей), таймер 10, блок 11 индикации, блок 12 регистрации и переключатель 1.3 режима. Введение в устройство блока 9 случайного распределения сигналов и переключателя 13 режима, выполнение блока 7 управления, а также внесение изменений в блок 5 коммутации и в блок 4 формирования сигналов, обеспечило возможность случайного предъявления сигналов , на каждый из которых испытуемый реагирует по-разному, что требует глубокой концентрации внимания, отклонение которого позволяет определить степень функциональной готовности спортсмена-акробата. 2 з.п.ф-лы, 9 ил. (Л. С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s1)s А 61 В 5/16

ОО

СО

С>

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР к лвтогском / свидьткльств (21) 4788460/14 (22) 02.02.90 (46) 15.03.92. Бюл. К. 10 (71) Ставропольский государственный педагогический институт (72) В.А. Скакун, Н.И. Кудряшов и С.В. Пет-, рова (53) 615.475 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1644907, кл. А 61 В 5/16, G 09 В 9/00, 1989. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПСИХОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ (57) Изобретение относится к тренажерам и может быть использовано для исследования реакции спортсменов-акробатов. Цель изобретения — расширение области применения устройства путем определения готовности испытуемого к выполнению упражнений за счет выявления степени сохракения внимания при его распределенности, Ы„> 1718810 А1

Устройство содержит блок 1 ввода ответных действий, состоящий из сенсорных переключателей 2 и 3, блок 4 формирования сигналов (раздражителей), блок 5 коммутации, блок 6 определения числа нарушений, блок

7 управления, генератор 8 временных меток,.блок 9 случайного распределения сигналов (раздражителей), таймер t0, блок 11 индикации, блок 12 регистрации и переключатель 13 режима. Введение в устройство блока 9 случайного распределения сигналов и переключателя 13 режима, выполнение блока 7 управления, а также внесение изменений в блок 5 коммутации и в блок 4 формирования сигналов, обеспечило возможность случайного предъявления сиг- ф налов, на каждый из которых испытуемый реагирует по-разному, что требует глубокой концентрации внимания, отклонение которого позволяет определить степень функциональной готовности спортсмена-акробата. Я

2 з.п.ф-лы, 9 ил.

1718810

Изобретение относится к тренажерам и может быть использовано для исследования реакции спортсменов-акробатов.

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

Известное устройство выявляет объем внимания, но не позволяет оценить степень сохранения его концентрации при распределенностити.

Известен тренажер оператора систем управления, содержащий пульт оператора, блок управления, коммутатор, блок задания времени экспонирования, формирователь двоичных помех и блок регистрации.

Это устройство позволяет определить устойчивость внимания при его распределенности, без учета степени сохранения его концентрации.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для психофизиологических исследований, содержащее блок формирования .сигналов, блок предъявления сигналов, блок управления, блок коммутации, блок определения. числа нарушений, блок регистрации, таймер, генератор временных меток и блок ввода ответных действий, первый и второй выходы которого соединены собтветственно с первыми и вторыми входами блока коммутации и блока управления, а третий и четвертый выходы соединены с первым и вторым входами блока формирования сигналов, третий вход которого соединен с выходом генератора временных меток и с третьим входом блока коммутации, четвертый вход которого соединен с первым входом блока предъявления сигналов, и с выходом блока формирования сигналов, четвертый вход которого соединен с первым выходом блока управления, второй выход которого соединен с вторым входом блока предъявления-сигналов, а третий вы ход — с входом таймера, первый и второй выходы блока коммутации соединены с пеовым и вторым входами блока определения числа нарушений, первый — третий выходи которого соединены с соответствующими. входами блока регистрации, четвертый и пятый входы которого соединены соответственно с третьим и четвертым выходами блока коммутации, третий вход блока определения числа нарушений соединен с первым выходом блока управления.

Однако известное устройство разливает асимметрию в реакции правой и левой руки, т.е. определяет готовность спортсме10

55 на-акробата к выполнению сложных упражнений, содержащих элементы одновременных действий, но не дает возможности выявить степень сохранения концентрации внимания при его распределенности, что сужает функциональные возможности.

Целью изобретения является расширение области применения устройства путем определения готовности испытуемого к выполнению упражнений за счет выявления степени сохранения внимания при его распределенности.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 — функциональная схема блока формирования сигналов; на фиг.3 — то же, блока коммутации; на фиг.4— то же, блока управления; на фиг.5 — то же, блока случайного распределения сигналов; на фиг.6 — то же, блока индикации; на фиг.7 — то же, блока регистрации; на фиг.8- то же, переключателя режима; на >иг,9 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство для психофизиологических исследований содержит блок 1 ввода ответных действий, состоящий из сенсорных переключателей 2 и 3, блок 4 формирования сигналов (раздражителей), блок 5 коммутации, блок 6 определения числа нарушений, блок 7 управления, генератор 8 временных меток, блок 9 случайного распределения сигналов (раздражителей) таймер 10, блок

11 индикации, блок 12 регистрации и переключатель 13 режима.

Первый и второй выходы блока 1 соединены с соответствующими входами блоков

5, 7 и 9, а третий и четвертый выходы — с первым и вторым входами блока 4 соответственно, Первый выход блока 4 соединен с четвертыми входами блоков 5 и 9, а второй выход-с первым входом переключателя 13.

Первый и второй выходы блока 5 подключены к соответствующим входам блока 6, а третий и четвертый — к четвертому и пятому входам блока 12 соответственно. Первый— третий выходы блока 6 соединены с соответствующими входами блока 12. Первый выход блока 7 соединен с третьим входом блока 6 и с четвертым входом блока 4, второй выход — с вторым входом таймера 10 и с третьим входом переключателя 13, третьим входом таймера 10 и четвертым входом переключателя 13, Первый выход блока 9 соединен с первыми входами таймера 10 и блока 1, с третьим входом блока 7 и с четвертым входом переключателя 13, второй и третий выходы — с соответствующими входами блока 11 и с шестым и с седьмым входами блока 12 соответственно, а четвертый и пятый выходы — с восьмым и девятым

1718810

30

40

50 входами блока 12 соответственно. Выход генератора 8 подключен к третьим входам блоков 4, 5 и 9. Первый вь|ход переключателя 13 соединен с пятым входом блока 9 и с четвертым входом блока 11, второй выходс шестым входом блока 9, а третий выход и второй вход — с пятым входом и выходом блока 11 соответственно.

Блок 4 формирования сигналов содержит элемент И 14, элемент 15 запрета, счетчик 16 и дешифратор 17.

Блок 5 коммутации включает ключи 18 и

19, элементы 20 и 21 запрета и элементы И

22-24.

Блок 7 управления содержит элемент И

25, элементы ИЛИ 26 и 27,.элемент 28 запрета, одновибратор 29, счетчик 30 и элемент 31 задержки.

Блок 9 случайного.распределения сигналов включает кольцевой счетчик 32, группу элементов И 331-33з. ключи 341, 342, элементы 351 и 35z запрета и элемент ИЛИ

36.

Блок 11 индикации содержит индикаторы 371-37з сигналов(синий, красный и зеленый), сигнализаторы 38>, 382 (I и II этап), одновибратор 39 (потенциальный) и тумблер 40 включения питания.

Блок 12 регистрации содержит счетчики 411-41ь, 421-425 числа симметричных реакций, числа несимметричных реакций и времени реакции правой и левой руки соответственно.

Переключатель 13 режимов включает

RS-триггер 43, элемент 44 запрета и элемент И 45.

Устройство работает следующим образом.

Предварительно инструктируют испытуемого (Спортсмена) о порядке ответов: на ! этапе засвечивается синий индикатор, предупреждающий испытуемого об одновременном снятии обоих пальцев рук с сенсорных переключателей.2 и 3, на втором этапе в случайном порядке. высвечивается синий, красный или зеленый индикаторы.

При засвечивании синего индикатора действия аналогичны I этапу, при засвечивании красного индикатора снимается палец пра-. вой руки с сенсорного переключателя 2, при высвечивании зеленого индикатора снимается палец левой руки с сенсорного переключателя 3.

Включают питание. Триггер 43 переключателя 13 устанавливается в единичное 5 положение (на первом выходе единичный потенциал). Единичный потенциал с первого выхода подается на управляющий вход элемента 44, заблокировав его выход(предотвратив поступление временных меток на вход счетчика.32 блока 9), на вход сигнализатора 38 блока 11, засветив транспорант

"I этап"), и через элемент ИЛИ 36 блока 9, на второй вход элемента И 331, подготовив

,аль включения сигнала (раздражителя) для проверки симметрии ответной реакции.

Испытуемый пальцами правой и левой рук касается сенсорных датчиков (не показано) переключателей 2 и 3.

Импульс с вторых выходов сенсорных переключателей 2 и 3 (фиг.9а) поступает на первый и второй входы элемента И 14 блока

4, на третий вход которого подаются импульсы с выхода генератора 8. Импульсы с выхода элемента И 14 (фиг.9б), через первый вход элемента 15 запрета, на второй вход которого подан нулевой потенциал с выхода дешифратора 17, поступают на счетный вход счетчика 16. При отсчете определенного числа импульсов на выходе дешифратора

17 появится единичный потенциал (фиг.9в), который через элемент И 331 блока 9, к второму входу которого приложен единичный потенциал с выхода элемента ИЛИ 36, поступит на вход индикатора 371 блока 11, засветив последний (фиг.9r), на вход запуска таймера 10, включив отсчет времени, на управляющий вход элемента 15 блока 4, прекратив подачу импульсов с его выхода на вход счетчика 16, и на второй вход элемента

И 24 блока 5, обеспечив прохождение временных меток с выхода генератора 8 на информационные входы ключей 18 и 19.

Импульс с выхода дешифратора 17 блока 4, поданный на управляющие входы ключей 18 и 19, обеспечит подачу-временных меток через элементы 20 и 21 на первый и второй входы блока 6 соответственно.

Испытуемый, восприняв засвечивание синего индикатора 37, в соответствии с инструкцией снимает пальцы с сенсорных датчиков переключателей 2 и 3.

Если пальцы сняты одновременно, то импульсы с выходов сенсорных переключателей 2 и 3 (фиг.9д) поступят на входы элемента И 25 блока 7 и на вторые входы элементов 20 и 21 блока 5 также одновременно. обеспечив прекращение подачи импульсов временных меток на первый и второй входы блока 6.

Импульс с выхода элемента И 25 блока

7 через элемент 28 запрета. на. управляющий вход которого подан нулевой потенциал с выхода элемента И 331 блока 9, и элемент ИЛ И 27, запустит одновибратор 29. короткий импульс с выхода которого (фиг.9ж) поступит на вход установки счетчика 16, возвратив его в исходное состояние и погасив индикатор 37> (синий), и на управляющий вход блока 6, произведя считыва1718810 ние информации с первого выхода (гак как числа временных меток,.поданное на первый и второй входы одинаково) на вход счетчика 41> блока 12, зафиксировав симметричную реакцию обеих рук на раздра>китель.

Если пальцы с сенсорных датчиков переключателей 2 и 3 сняты не одновременно, например, палец праной руки снят раньше, чем палец левой руки, то при поступлении управляющего импульса с выхода одновибратора 29 блока 7 на управляющий вход блока 6, на третьем выходе последнего появится импульс, которь1й зафиксирует на предьявпенный раздражитель в счетчике

41з блока 12 несимметричный ответ (реакция и ра вой руки бол ьш е левой).

Одновременно единичный потенциал с первого выхода сенсорного переключателя

2 поступает на второй вход элемента И 23 блока 5, пропустив через первый его вход временные метки, подаваемые с выхода элемента 21 запрета на вход счетчика 41„. блока 12, фиксирул увеличение времени реакции левой руки.

Если палец левой руки снят с сенсорного датчика раньше, чем правой руки, то сначала единичный потенциал с первого выхода перекпючателл 3, поступал на второй вход элемента 21 блока 5, прекращает подачу временных меток с выхода генератора 9 на второй вход блока 6, а затем единичный. потенциал с первого выхода переключателя 2, поступал на второй вход элемента 20 блока 5, прекращает гюдачу временных меток с выхода генератора 8 на первь|й вход блока 6. При поступлении управляющего импульса на третий вход блока

6 на его втором выходе появится импульс, который зафиксирует в счетчике 412 несимметричный ответ (реакцил левой руки больше правой).

Одновременно единичный потенциал с первого выхода сенсорного переключателя

3 поступает на второй вход элемента И 22 блока 5, пропустив через его первый вход временные метки, подаваемые с выхода элемента 20 на вход счетчика 414, фиксирующего увеличение времени реакции праной (>уки.

Длл предьявпения следующего сигнала (раздражитепл) испытуемый прикосновением к катодам сенсорных датчиков возвращает сенсорные переключатели 2 и 3 в исходное состояние. Затем пальцами правой и левой рук снова касается сенсорных датчиков переключателей 2 и 3, т.е. производит действия, аналогичные описанному выше, 5

После тридцатого ответа на выходе счетчика 30 блока 7 появится импульс, который поступит íà R-вход триггера 43 переключателя 13, обеспечив появление на втором его выходе единичного потенциала, который поступает на вход элемента 31 задержки, на вход си гнал иэатора 382 блока 11, засветив транспарант "!! этап" и на вход таймера 10, отключив последний.

Нулевой потенциал с первого выхода триггера 43 поступает на управляющий вход элемента 44, снимая блокировку с счетчика

32 блока 9 и погасив транспарант "! этап" в блоке 11.

По засвечиванию транспаранта "И этап" руководитель "испытуемый" снимает показания с таймера 10 и счетчиков 41 блока 12, записывая (запоминал) их результаты.

Задер>канный импульс с выхода элемента 31 возвращает счетчик 30 в исходное состояние, поступая на вход начальной установки таймера 10 и на входы сброса счетчиков 41 (не показано), устанавливает их в исходное положение.

Испытуемый на втором этапе исследований также касается сенсорных датчиков переключателей 2 и 3, но отнимает пальцы в зависимости от высветившегося сигнала.

При этом импульсы с выхода элемента 15 блока 4 поступают через элемент 44 переключателя 13, на счетный вход кольцевого счетчика 32 блока 9. Появление импульса на выходе дешифратора 17 прекратит подачу импульсов на вход счетчика 32, обеспечив появление на одном из его выходов единичного потенциала, который прикладывается к первому входу соответствующего элемента И 33.

Пусть единичный потенциал появился на втором выходе счетчика 32 (фиг.9г-2).

Этот потенциал прикладывается к первому входу элемента И 332, на второй вход которого подан единичный потенциал с выхода элемента 17 блока 4. Единичный потенцйал (импупьс) с выхода элемента И 33 поступает на управляющий вход ключа 34>, на вход индикатора 37 блока 11 (красный) и на вход счетчика 42з, зафиксировав предьявления красного (дпя правой руки) сигнала.

Временные метки с выхода генератора

8, поданные на информационный вход ключа 341, через элемент 35 запрета, на второй (управляющий) вход которого подан нулевой потенциал с первого выхода сенсорного переключателя 2, пройдут на счетный вхОд счетчика 421 блока 12, фиксирующего время реакции правой руки.

Если испытуемый правильно воспринял и воспроизвел сигнал с сенсорного датчика переключателя 2, единичный потенциал с

20

35

45

его первого выхода поступит на управляющий вход элемента 351 блока 9, прекратив подачу временных меток на вход счетчика

421 блока 12.

Одновременно единичный импульс с первого выхода сенсорного переключателя

2, через элемент ИЛИ 26, элемент 28 запрета блока 7, на второй вход которого подан нулевой потенциал с выхода элемента И 33> блока 9, и элемент ИЛИ 27 поступает на вход одновибратора 29; Короткий импульс с выхода одновибратора 29 (фиг.9ж), поданный на обнуляющий вход счетчика 16 блока

4, возвратит последний в исходное положение. Индикатор 372 гаснет.

Для предъявления следующего раздражителя испытуемый прикосновением к катоду датчика сенсорного переключателя 2 возвращает последний.в исходное состояние (фиг.9а-1). Затем прикладывает палец правой руки к.сенсорному датчику переключателя 2, возвратив элементы предъявления сигнала в исходное положение.

При загорании (фиг.9г — 3) индикатора

37з (зеленый) испытуемый должен отнимать палец левой руки с сенсорного переключателя 3. Работа элементов устройства аналогична описанному выше.

После предъявления тридцати симметричных (синий) раздражителей на выходе счетчика 30 блока 7 появится импульс, который поступит на вход элемента И 45 переключателя 13, к другому входу которого приложен единичный потенциал с второго выхода триггера 43 и обеспечит засвечивание транспаранта "Конец", предупреждающего руководителя (испытуемого) об окончании проверки и снятии показаний со счетчиков 41, 42 и таймера 10, по результатам которых судят о готовности испытуемого к выполнению упражнений.

Использование изобретения в устройствах для психофизиологических исследований дает возможность выявить готовность испытуемого (спортсмена-акробата) к выполнению упражнений. По результатам показаний счетчиков и таймера на первом и втором этапах проверки определяется степень сохранения концентрации внимания — постоянства временных опера-ций при его распределенности. Величина различия данных по первому и второму этапам на основании методики позволяет определять степень готовности испытуемого к выполнению упражнений, т.е. его возможности к восприятию и удержанию элементов сложных комбинаций в процессе тренировки. Учет реальной готовности спортсмена дает возможность при отработке упражнений добиваться соответствующего результата при меньших затратах времени и сил.

Исходя иэ психофизического статуса в конкретный промежуток времени, т,е. конц--нтрации внимания, выделены три уровня помехоустойчивости по входу в сложно-координационные действия: максимальный — . отработка навыка движений будущего спортивного разряда. освоение которого

10 .только начинается оптимальный — отработка навыка движений спортивного разряда, работа над которым ведется в настоящее время; минимальный. — повторение навыка движений предыдущего спортивного разряда.

Ф:ормула изобретения

1. Устройство для психофизических исследований, содержащее блок формирования сигналов, блок индикации, блок управления, блок коммутации, блок определения числа нарушений, блок регистрации, . таймер, генератор временных меток и блок ввода ответных действий, первый и второй выходы которого соединены соответствен25 но с первыми.и вторыми входами блока коммутации и блока управления, а третий и четвертый выходы — соответственно с первым и вторым входами блока формирования сигналов, третий вход которого подключен к выходу генератора временных меток и к третьему входу блока коммутации, четвертый вход которого соединен с первым выходом блока формирования сигналов, четвертый вход которого связан с третьим входом блока определения числа нарушений и подключен к первому выходу блока управления,.третий выход которого соединен с третьим входом таймера, первый и второй выходы блока коммутации соедине-. ны с соответствующими входами блока оп-. ределения числа нарушений, первый = третий выходы которого подключены к соответствующим входам блока регистрации, четвертый и пятый входы которого соединены соответственно с третьим и четвертым выходами блока коммутации, о т л и ч а ю ще е с я тем, что, с целью расширения области применения устройства путем определения готовности испытуемого к выполнению упражнений за счет выявления степени сохранения внимания при его распределенности, в него введены переключатель режима и блок случайного распределения сигналов (раздражителей), первый выход которого соединен с первыми входами блока индикации и таймера, с третьим входом блока управления и с пятым входом блока коммутации, второй и третий выходы — с соответствующими входами блока индикации и с шестым и седьмым входами блока

1718810

1 25 регистрации соответственно, четвертый и пятый выходы — с восьмым и девятым входами блока регистрации соответственно,. первый и второй входы — с соответствующими выходами блока ввода ответных действий, третий вход — с выходом генератора временных меток, четвертый вход — с первым выходом блока формирования сигналов, а пятый вход связан с четвертым входом блока индикации и подключен к первому выходу переключателя режима; второй выход которого соединен с шестым входом блока случайного распределения сигналов, третий выход и второй вход — соответственна с пятым входом и выходом блока индикации, первый вход- с вторым выходом блока формирования сигналов, третий вход связан с вторым входом таймера и подключен к второму выходу блока управления, а четвертый вход- к третьему выходу блока управления.

2. Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что блок случайного распределения сигналов содержит последовательно включенные элемент ИЛИ, один вход которого является пятым входом блока, первый элемент И и последовательно включенные реверсивный счетчик, вход которого является шестым входом блока, а первый выход соединен с другим входом элемента ИЛИ, второй и третий элементы И, первый и второй ключи, вторые входы которых являются третьим входом блока, и первый и второй

5 элементы запрета, управляющие входы которых являются соответственно первым и вторым входами, а выходы — четвертым и пятым выходами блока, при этом вторые входы первого — третьего элементов И явля10 ются четвертым, а выходы — первым — третьим выходами блока, 3. Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что блок управления содержит элемент задержки, последовательно включен15 ные элемент И и счетчик, выход которого является вторым выходом блока и соединен с входом элемента задержки, выход которого подключен к обнуляющему входу счетчика и является третьим выходом блока, и

20 последовательно включенные первый элемент ИЛИ, элемент запрета, управляющий вход которого является третьим входом блока, второй элемент ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом элемента И, и

25 одновибратор, выход которого является первым выходом, первые входы элементов

И и ИЛИ вЂ” первым входом, а вторые входы — вторым входом блока.

1718810 бЬг.б

Составитель А.Махотин

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор M.Äåì÷èê

Редактор Н.Гунько

Производственно-издательский. комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 711 Тираж Подписное. . ВНИИПИ Государственного комитета ао изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5