Способ оздоровления и сопряженного взаимозависимого развития физических и интеллектуальных способностей человека и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к области оздоровления, воспитания и обучения, а именно физического и интеллектуального воспитания и развития, а также оздоровления человека средствами движения и реабилитации ослабленной двигательной функции. Технический результат заключается в обеспечении сопряженного взаимозависимого развития физических и интеллектуальных способностей на мотивационной основе, создании искусственной компенсации ослабленных естественных силовых возможностей при реабилитации. Способ заключается в том, что занимающему предъявляют компьютерную игру-соревнование, перед игрой-соревнованием проводят обследование занимающегося, измеряют оптимальные значения его физиологических параметров, характеризующих физическое и психическое состояние, и регистрируют их, а в процессе игры у занимающегося измеряют значения физиологических параметров, характеризующих физическое и психическое состояние, которые отображают на экране дисплея компьютера в режиме реального времени относительно их оптимальных значений, и формируют мотивационный и/или стимулирующий интерес занимающегося для выполнения действий в режиме оптимальных значений измеряемых физиологических параметров, при этом в качестве действий занимающийся выполняет физические упражнения для задания пространственных движений опорно-двигательному аппарату при дозированной нагрузке, а также выполняет интеллектуальные задания, причем во время игры-соревнования значения измеряемых физиологических параметров сравнивают с их оптимальными значениями и в случае выхода из режима оптимальных значений выдают ответствующие рекомендации уменьшить или увеличить нагрузку, и при невыполнении рекомендаций прекращают игру. Физические упражнения проводят при дозированной нагрузке мышц ног, мышц плечевого пояса и/или мышц, образующих мышечный корсет, причем выполнение физических упражнений и интеллектуальных заданий сопровождают и стимулируют художественными, звуковыми и музыкальными средствами. При выполнении физических упражнений постепенно увеличивают нагрузку, а при выполнении интеллектуальных заданий - степень их сложности. В качестве интеллектуальных заданий используют логические, математические и психологические задания, которые отображают на экране дисплея компьютера. Устройство содержит персональный компьютер, медико-биологический датчик для измерения физиологического параметра занимающегося, связанный с системным блоком компьютера, причем блок программ компьютера снабжен программой для обеспечения игры-соревнования и программой для обработки, анализа и регистрации информации от датчика, а также для формирования рекомендаций в процессе игры-соревнования, а также нагрузочное силовое средство для дозированного нагружения мышц ног, мышц плечевого пояса и/или мышц, образующих мышечный корсет позвоночника, по крайней мере, один дополнительный медико-биологический датчик для измерения дополнительного физиологического параметра занимающегося, подключенный к системному блоку компьютера, датчики положения и состояния нагрузочных силовых средств для мышц ног, плечевого пояса и мышц, образующих мышечный корсет позвоночника, связанные с системным блоком компьютера, и блок художественных, звуковых и музыкальных средств для воздействия на занимающегося, связанный с системным блоком компьютера, при этом блок программ компьютера дополнительно снабжен программами для задания интеллектуальных заданий и отображения их на дисплее компьютера, для обработки, анализа и отображения на дисплее информации о физиологических параметрах, а также для формирования рекомендаций на основе проведенного сравнения измеряемых параметров с их оптимальными значениями, а нагрузочное силовое средство мышц ног, мышц плечевого пояса и/или мышц, образующих мышечный корсет позвоночника, выполнено в виде велотренажера, функции руля которого выполняет “мышь” компьютера, дополнительно снабженная рукоятками и грузовой массой, выполненной с возможностью изменения своего веса, причем рабочий стол для размещения “мыши” механически жестко связан с велотренажером, его вертикальные стойки снабжены опорой для ног. 2 с. и 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области обучения и воспитания, а именно физического и интеллектуального воспитания и развития, а также оздоровления человека средствами движения и реабилитации ослабленной двигательной функции.

Известно, что на основе использования биотехнических средств “искусственной среды” можно не только обеспечить необходимые вариации, но и решить задачи предотвращения или максимально возможного ограничения вероятности технических ошибок, а также создать и реализовать все необходимые предпосылки для компенсации недостающих естественных силовых возможностей занимающихся за счет привнесения в процесс выполнения естественных движений внешних искусственно организованных “силовых добавок” [1].

Достоинство такого подхода - возможность достижения рекордных спортивных результатов.

Однако недостатками метода “искусственной среды” являются следующие:

во первых, предполагается совершенствование только физических способностей занимающегося;

во вторых, не учитывается его физическое состояние при занятиях в “искусственной среде” - рекорд любой ценой;

в третьих, не затрагиваются интеллектуальные способности занимающегося и их развитие, т.е. происходит одностороннее развитие человека;

в четвертых, не происходит оздоровления занимающихся.

Известна [2] концепция "искусственной управляющей среды", согласно которой применительно к спортивным дисциплинам было замечено, что “...основным фактором ограничения роста результативности является стабильность условий внешней среды и, прежде всего, постоянство силы гравитации.

...Выход из данного парадоксального противоречия заключается не в увеличении вариации условий выполнения двигательных заданий, а в возможности коренного преобразования исходных условий воздействия внешнего окружения”, а именно: искусственное ограничение влияния силы гравитации.

Замена исходных естественных условий выполнения упражнений на какие-то специально созданные искусственные условия подсказывает возможность того, что естественный силовой потенциал человека может быть переориентирован на другой способ выполнения движения.

Здесь же выдвигается важнейший тезис об использовании “искусственной управляющей среды” применительно к спорту и функциональной реабилитации: “Если в случаях использования средств “искусственной среды” для повышения результативности мы получаем возможности для своеобразного “временного проникновения в состояние двигательного будущего” занимающихся, то искусственная компенсация утерянных или же ослабленных естественных силовых возможностей открывает принципиально новые пути к “временному возвращению к состояниям здорового двигательного прошлого”, что является важнейшим преимуществом новых технологий проведения процедур двигательной терапии.

Через управление созданием состояний “двигательного будущего” и “здорового двигательного прошлого” получают возможности для формирования таких требуемых перестроек особенностей “двигательного мышления”, когда занимающиеся получают реальные предпосылки для четкого осознания рациональных условий достижения желательных результатов по всем направлениям применения методологии концепции “искусственная управляющая среда” [2, с.134].

Возможность создания состояний “двигательного будущего” и “здорового двигательного прошлого”, формирование требуемых перестроек особенностей “двигательного мышления” очень важно для достижения высоких спортивных результатов и реабилитации утерянных или ослабленных естественных двигательных способностей человека. Это - достоинство концепции “искусственная управляющая среда”.

Но проявляются и недостатки этого способа, а именно:

- во-первых, он опять же предполагает совершенствование только физических способностей человека, реабилитацию и компенсацию утерянных или ослабленных его естественных двигательных способностей;

- во-вторых, хотя и предполагается инструментальный контроль, но четко не указывается на контролирование физического состояния занимающихся в “искусственной управляющей среде”, а делается упор на достижение рекордных результатов в медалеемких спортивных дисциплинах;

- в-третьих, хотя и говорится о перестройке “двигательного мышления”, но предполагается, что “занимающиеся получают реальные предпосылки для четкого осознания рациональных условий достижения желательных результатов по всем направлениям”, касающимся, опять же, спортивных дисциплин. О развитии и совершенствовании интеллектуальных способностей занимающихся не упоминается.

Известно устройство, в котором обеспечивается адаптивный режим, т.е. в зависимости от физического состояния спортсмена автоматически, непосредственно в ходе тренировки изменяются величины нагрузки. Наличие медико-биологических датчиков и управляемой тормозной системы обеспечивает работу в этом режиме.

Программный пульт управления (ЭВМ) и информационное табло (дисплей) обеспечивают формирование сигналов для управляемой тормозной системы и отображение на информационном экране срочной информации о скорости, профиле трасы, времени движения, энергозатратах спортсмена и других показателей [3].

Достоинством примененного в устройстве способа и его реализации является непрерывный контроль за физическим состоянием велосипедиста и формирование таких нагрузок, к которым организм спортсмена подготовлен.

Однако цель применения данного устройства - повышение эффективности тренировки путем приближения условий работы мышц к реальным, т.е. опять же совершенствование только физических способностей человека.

Известна замена [4] “традиционных методов выполнения силовых упражнений, основанных на преодолении сопротивления перемещаемых снарядов, амортизаторов и пружин, нетрадиционной формой, которая основывается на возможностях их выполнения в режимах компьютерных игр, чем обеспечивается не только резкое повышение эмоционального фона занятий, но и облегчается программирование двигательных заданий одновременно с существенным расширением объемов выполненной тренировочной работы.

В основе такого подхода лежит возможность замены традиционных органов управления процессом выполнения компьютерных игр - так называемых “джойстиков”, с помощью которых играющие осуществляют управление перемещением фигурок на экране телевизионного монитора, подключаемого к компьютеру или игровой приставке, специальным нагрузочным силовым устройством, полностью выполняющим функции “джойстика” при приложении к нему усилий, дозируемых по величинам и направлениям. В модификациях подобного нагрузочного устройства, получившего название “силовой джойстик”, имеются практически все элементы электрической схемы обычного “джойстика”, но сама конструкция рассчитана на приложение значительных усилий к прочному “игровому стержню”, выполненному с расчетом на возможности изменения величены оказываемого сопротивления.

При испытании возможностей программирования силовых упражнений и их выполнения с “силовым джойстиком” использовались и персональные компьютеры типа XT и AT IBM. Применение последних было связано с началом исследования возможностей использования программ, ориентированных на сопряжение двигательной и интеллектуально-логической деятельности, когда через посредство приложения к “силовому джойстику” усилий, дозируемых по величинам и направлениям, на экране компьютерного монитора могут набираться определенные тексты. Этим открываются перспективы развития нового направления в прикладном применении вычислительной техники.

Указанный принцип преобразования усилий занимающихся в управляющие сигналы для участия в компьютерных играх имеет многообещающие перспективы. И интересны они не только тем, что общее число программ для компьютерных игр постоянно возрастает, но и тем, что их содержание имеет устойчивую тенденцию к усложнению, что может явиться дополнительным стимулом для занимающихся в подобных условиях”.

Достоинство данного способа и устройства для его осуществления состоит в том, что в нем используются компьютерные программы, ориентируемые на сопряжение двигательной и интеллектуально-логической деятельности, а не только на физическое развитие или простое перемещение фигурок на экране дисплея.

Однако ему присущи недостатки:

- во-первых, заботясь о физическом нагружении занимающихся, не контролируется их физическое состояние в процессе игр, что может пагубно сказаться на здоровье занимающихся;

- во-вторых, не определен объем тренируемых групп мышц, достаточный для физического развития занимающихся;

- в-третьих, интеллектуально-логическая деятельность ориентирована в основном на компьютерные игры, которые хотя постоянно усложняются, но весьма примитивны, и польза от них для развития интеллекта занимающихся незначительна;

- в-четвертых, ничего не говорится о взаимосвязи двигательной и интеллектуально-логической деятельности и пользе для занимающихся от этого сопряжения.

Проблема сопряжения двигательной и интеллектуально-логической деятельности и компьютерные формы ее реализации [5] “...предполагают применение средств вычислительной техники для оценки процесса отражения в показателях функциональных систем реакций на изменение ситуаций, которые будут возникать при предъявлении занимающимся различных видеосюжетов и комбинаций запахов. При подборе этих видеосюжетов в их состав можно включать самые современные достижения видеоэкологии, демонстрируя самые красивые уголки земли, дополняя эти видовые картины комбинациями запахов, вариациями приемов звуковых и температурных воздействий, аэронизацией и действиями магнитных полей, изменением газового состава окружающего пространства.

...Поскольку предполагается, что все упомянутые вариации внешних воздействий будут использоваться во время выполнения занимающимися адекватных двигательных заданий на тренажерных стендах, сам процесс выполнения может быть совмещен с одновременным решением специально подобранных интеллектуально-логических задач”.

Достоинством предлагаемого подхода к проблеме сопряжения двигательной и интеллектуально-логической деятельности и компьютерных форм ее реализации является применение вычислительной техники для оценки ответных реакций у занимающихся на различные воздействия, в том числе зрительные, звуковые, температурные и т.п., применение этих воздействий, а также их влияние во время выполнения двигательных заданий на тренажерных стендах, совмещенных с решением интеллектуально-логических задач.

Однако этот подход имеет серьезные недостатки:

- во-первых, все эти воздействия носят скорее декларативный характер, чем предложение практического применения;

- во-вторых, не упоминается о контроле за физическим и психологическим состоянием занимающихся во время воздействий, выполнения двигательных заданий и решения интеллектуально-логических задач, а это может пагубно сказаться на их физическом и психическом состоянии;

- в-третьих, цель всех этих воздействий и применения средств вычислительной техники - оценка процесса отражения в показателях функциональных систем реакций на изменение ситуаций, а не целенаправленное действие на оздоровление и развитие физических и интеллектуальных способностей;

- в-четвертых, не указана мотивация этих действии для занимающихся, в чем их интерес.

Наиболее близким решением, выбранным в качестве прототипа, является психобиоэнергетический способ профилактики болезней и оздоровления организма человека [6], который обеспечивает высокий эффект в силу того, что в нем путем специальных физических упражнений задают пространственные движения позвоночнику и другим частям опорно-двигательного аппарата (ОДА) для образования резонансно-волнового воздействия на органы и отдельные части ОДА. При этом добиваются определенного ритма всех воздействий посредством музыкального сопровождения и синхронизации их с параметрами направленного биоэнергетического поля. Другими словами, осуществляют процесс обучения пространственным движениям ОДА, который повторяют до автоматизма их выполнения пациентом на уровне подсознания, с мысленным представлением воздействий на заданный орган или сегмент тела, с одновременной медитацией в определенных позах в процессе выполнения упражнений, с последующими водными процедурами и медитацией. Физические упражнения выполняют путем заданий волновых движений отдельным звеньям ОДА одновременно вокруг нескольких осей с акцентированием максимальной амплитуды движений на заданном сегменте или органе пациента для обеспечения максимального биоэнергетического волнового импульса на них. Межорганные и внутриорганные полости и межтканевые капиллярные щели дают возможность формировать вибрационную волну очень сложной пространственной конфигурации, способную проникать в любой заданный участок тела или органа. Достигнув цели, волна вызывает на этом участке как бы локальный “микровзрыв”, разрушающий спайки, разволокнение и расслоение ткани и одновременно солевые “пробки”, “блоки” и т.д. Этим обеспечивается преемственное от процедуры к процедуре структурирование, восстановление пораженной ткани и пополнение биоэнергии. Наряду с устранением патологических изменений в тканях происходит параллельное восстановление их функциональных свойств.

Достоинствами этого способа является оздоровление организма человека через воздействие на определенные части его тела: на позвоночник и другие части опорно-двигательного аппарата, а также воздействие на его подсознание и использование определенных процедур.

Недостатками этого способа являются:

- отсутствие непрерывного контроля за физическим состоянием пациента через измерение наиболее информативных жизненно важных показателей (частоты сердечных сокращений, частоты дыхания и т.п.);

- отсутствие интеллектуального воздействия на пациента в процессе выполнения им пространственных движений ОДА;

- отсутствие сопряжения и взаимозависимости физических и интеллектуальных воздействий при проведении оздоровительных процедур;

- нечетко определен мотив действий пациента и его достижение.

Целью предлагаемого изобретения является:

- оздоровление человека посредством специально подобранных упражнений, воздействующих на определенные группы мышц и отделы головного мозга;

- обеспечение сопряженного и взаимозависимого развития физических и интеллектуальных способностей человека на мотивационной основе;

- искусственная компенсация ослабленных естественных силовых возможностей при реабилитации.

Поставленная цель достигается путем задания пространственных движений позвоночнику и другим частям опорно-двигательного аппарата посредством подобранных физических упражнений, которые согласно изобретению проводят под дозированной нагрузкой в режимах игр и соревнований в условиях искусственной управляющей предметной соревновательной среды, оснащенной персональным компьютером и связанными с ним медико-биологическими датчиками, с помощью которых непрерывно получают информацию о физическом и психическом состояниях человека (частота сердечных сокращений, частота дыхания, артериальное давление крови и т.п.), дополняют упомянутые физические упражнения логическими, математическими, психологическими и иными интеллектуальными заданиями, анализируют получаемую от указанных датчиков информацию во время выполнения этих упражнении и заданий, сравнивая ее с оптимальными для данного человека значениями измеряемых параметров, и на экране дисплея упомянутого компьютера выдают текущее их значение относительно минимальных, оптимальных, пороговых и критических значений, при этом с помощью упомянутой компьютеризованной искусственной управляющей предметной соревновательной среды формируют мотивационный и/или стимулирующий интерес работы человека в этой среде в режиме оптимальных значений измеренных параметров его жизнедеятельности, и в случае выхода из этого режима в результате выполнения указанных физических упражнений и поставленных логических, математических, психологических и иных интеллектуальных заданий и других причин выдают рекомендации для возврата в оптимальный режим работы, при невыполнении которых прекращают игровое соревнование, если таковое имело место, и выключают технические средства указанной среды.

Отличительными признаками заявляемого решения являются следующие:

- во-первых, физические упражнения выполняют под дозированной нагрузкой в режимах игр и соревнований в условиях искусственной управляющей предметной соревновательной среды;

- во-вторых, указанная среда оснащена персональным компьютером и связанными с ним медико-биологическими датчиками, с помощью которых непрерывно получают информацию о физическом и психическом состояниях человека (частота сердечных сокращений, частота дыхания, артериальное давление крови и т.п.);

- в-третьих, дополняют упомянутые физические упражнения логическими, математическими и иными интеллектуальными заданиями;

- в-четвертых, обработка полученной от датчиков информации во время выполнения этих упражнений и заданий - ее анализируют, сравнивая с оптимальными для данного человека значениями измеряемых параметров, и на экране дисплея компьютера выдают текущее их значение относительно минимальных, оптимальных, пороговых и критических значений;

- в-пятых, формирование мотивационных действий человека - с помощью упомянутой компьютеризованной искусственной управляющей соревновательной предметной среды формируют мотивационный и/или стимулирующий интерес работы человека в этой среде в режиме оптимальных значений измеренных параметров его жизнедеятельности;

- в-шестых, последствия при выходе из оптимального режима в результате выполнения указанных физических упражнений и поставленных интеллектуальных заданий - выдают рекомендации для возврата в оптимальный режим работы, при невыполнении которых прекращают игровое соревнование, если таковое имело место, и выключают технические средства указанной среды.

В заявляемом способе отличительные признаки проявляют в отдельности известные в других областях науки и техники свойства, а взятые в совокупности с признаками прототипа проявляют свойства, которые позволяют сопряженно и взаимозависимо развивать физические и интеллектуальные способности человека на мотивационной основе, способствовать его оздоровлению и компенсации ослабленных естественных силовых возможностей, открывая тем самым принципиально новые пути к “временному возвращению к состоянию здорового двигательного прошлого и приближению состояния здорового всесторонне развитого будущего”, что указывает на соответствие заявляемого решения критерию “существенные отличия”.

Предлагаемый способ поясняют чертежи.

На фиг.1 изображена мнемосхема воздействий на человека и ответных реакций его организма на эти воздействия.

На фиг.2 представлены в виде блоков группы мышц человека, на которые осуществляется физическое воздействие.

На фиг.3 представлена расширенная блок-схема устройства для осуществления способа, учитывающая воздействия, показанные на мнемосхеме, и группы мышц, подвергающихся физическому воздействию.

На фиг.4 представлена укрупненная блок-схема одной из возможных технических реализации устройства для осуществления заявляемого способа.

На фиг.5 приведен схематический чертеж одного из возможных устройств для осуществления способа.

На фиг.6 схематично изображена структурная схема одного из возможных занятий при осуществлении способа.

На мнемосхеме воздействий на человека и ответных реакций его организма (фиг.1) содержится субъект воздействия (человек) 1, физическое воздействие 2, мотивационное воздействие 3 и интеллектуальное воздействие 4, осуществляемые на субъект воздействия 1, а также контроль физического и психического состояния, обработка и отображение измеренной информации 5; условно показанные сердце 6, легкие 7 и иные органы 8 субъекта воздействия (человека) 1, выдающие ответную реакцию на указанные воздействия, которая воспринимается при контроле физического и психического состояния, обработке и отображении измеренной информации 5.

Для профилактики многих болезней и оздоровления организма человека необходимо и достаточно задавать пространственные движения позвоночнику и другим частям опорно-двигательного аппарата [6]. Следовательно, при физическом воздействии 2 (фиг.2) необходимо и достаточно нагружение мышц плечевого пояса 9, мышц туловища (позвоночника) 10 и мышц ног 11.

Мотивационное воздействие 3 и интеллектуальное воздействие 4 также могут иметь при реализации составляющие элементы, которые могут взаимно проникать друг в друга по реализующим общим техническим средствам.

Устройство для осуществления заявляемого способа оздоровления и сопряженного взаимозависимого развития физических и интеллектуальных способностей человека содержит (фиг.3): для обеспечения физического воздействия 2 (оконтурено на фиг.3 сплошной линией), нагружения мышц плечевого пояса 9 (оконтурено в прямоугольнике 2 пунктирной линией) - узел задания нагрузки 12 и средство создания нагрузки на мышцы плечевого пояса 13; нагружения мышц туловища (позвоночника) 10 (оконтурено пунктирной линией в прямоугольнике 2) - узел задания нагрузки 14 и средство создания нагрузки на мышцы туловища 15; нагружения мышц ног 11 (оконтурено пунктирной линией в прямоугольнике 2) - узел задания нагрузки 16 и средство создания нагрузки на мышцы ног 17; для обеспечения мотивационного воздействия 3 и интеллектуального воздействия 4 (оконтурено на фиг.3 пунктирной линией) (осуществляется с помощью одних и тех же технических средств) - персональный компьютер 18 (оконтурен пунктирной линией с двумя точками между пунктирами), состоящий из системного блока 19, дисплея 20, клавиатуры 21, блока художественных, звуковых, музыкальных и иных средств 22, и блок программ 23; для обеспечения контроля физического и психического состояния, обработки и отображения измеренной информации 5 (оконтурено штрих-пунктирной линией) - блок датчиков 24, измеряющих частоту сокращений сердца 6, частоту дыхания 7 и параметров жизнедеятельности иных органов 8 субъекта воздействия (человека) 1, а также формирующих информацию о состоянии и положении средства создания нагрузки на мышцы туловища (позвоночника) 15 и средства создания нагрузки на мышцы ног 17, персональный компьютер 18 с составными частями - системным блоком 19, дисплеем 20, клавиатурой 21 и блоком программ 23, имеющим в своем составе программы, обслуживающие сбор, обработку и отображение информации, полученной от блока датчиков 24.

Способ оздоровления и сопряженного взаимозависимого развития физических и интеллектуальных способностей человека на мотивационной основе реализуется следующим образом.

С помощью показанных на фиг.3 технических, программных, художественных, звуковых, музыкальных и иных средств создается воздействующая на субъект воздействия (человека) 1 компьютеризированная искусственная управляющая предметная соревновательная среда, которая не только воздействует на него физически и интеллектуально, создает мотивацию и интерес у человека добровольно подвергаться этим воздействиям, но и контролирует его физическое и психическое состояние посредством измерения и анализа основных параметров ответных реакций его организма на эти воздействия. При этом выполнение физических упражнений осуществляется субъектом воздействия 1 при дозированной нагрузке и интеллектуальном воздействии и, наоборот, интеллектуальное воздействие выполняется им путем приложения определенных дозированных физических усилий. Параллельно на экране дисплея 20 отображаются значения основных измеряемых параметров. Мотивацию и интерес у субъекта воздействия 1 создают с помощью соревнования и/или с помощью игрового режима при выполнении физических упражнений и интеллектуальных заданий.

Технически это реализуется следующим образом. При нагружении мышц ног 11 (фиг.3) узлом задания нагрузки 16 устанавливается дозированная для субъекта воздействия 1 величина нагрузки, которая обеспечивается средством создания нагрузки на мышцы ног 17. Состояние и положение этого средства определяется с помощью соответствующих датчиков блока датчиков 24, и полученная информация подается в системный блок 19 компьютера 18, обрабатывается им и отображается в виде картинки и цифр на экране дисплея 20. Одновременно с воздействием на мышцы ног субъекта воздействия 1 осуществляется интеллектуальное воздействие на него в виде определенного интеллектуального задания, которое высвечивается на мониторе 20 вместе с отображением параметров физического воздействия и может сопровождаться звуковыми, музыкальными и иными сигналами, создаваемыми блоком художественных, звуковых, музыкальных и иных средств 22. Этими же средствами создается промежуточная мотивация, стимулирующая выполнение указанных физических упражнений и интеллектуальных заданий.

Аналогично осуществляется нагружение мышц туловища (позвоночника) 10 (фиг.3) и интеллектуальное воздействие при этом. Только средство создания нагрузки на мышцы туловища 15 и соответственно узел создания нагрузки 14 могут отличаться от технических средств нагружения мышц ног 11. Отличаться могут также интеллектуальное задание и сопровождающие сигналы с блока художественных, звуковых, музыкальных и иных средств 22.

Наиболее сложные и насыщенные интеллектуальные задания выполняются во время нагружения мышц плечевого пояса 9 (фиг.3), т.к. с помощью рук можно выполнять сложные и координационые пространственные движения и соответственно нагружать мышцы плечевого пояса. Совместив с помощью технических средств эти упражнения с перемещением курсора на экране дисплея 20 компьютера 18, можно решать при поддержке соответствующих программных средств программного блока 23 различные математические, логические, психологические и иные интеллектуальные задания. Узлом задания нагрузки 12 устанавливается дозированная для субъекта воздействия 1 нагрузка, обеспечиваемая средством создания нагрузки на мышцы плечевого пояса 13, которое может быть связано с системным блоком 19 компьютера 18 непосредственно (сплошная линия со стрелкой на фиг.3) или через блок датчиков 24 (пунктирная линия со стрелкой). Решая интеллектуальное задание, составленное таким образом, что субъект воздействия 1 перемещает курсор на экране дисплея 20 практически по всему экрану, он тем самым одновременно совершает физическое воздействие на мышцы плечевого пояса и интеллектуальное воздействие на различные отделы головного мозга. Художественные, звуковые, музыкальные и иные средства блока 22 сопровождают физические движения при выполнении интеллектуального задания и могут создавать промежуточную мотивацию, стимулируя и поощряя выполнение физических упражнений и интеллектуального задания.

На укрупненной блок-схеме (фиг.4) одной из многих возможных технических реализаций устройства для осуществления способа оздоровления и сопряженного взаимозависимого развития физических и интеллектуальных способностей человека на мотивационной основе содержится персональный компьютер 18 (оконтурен пунктирной линией с двумя точками между пунктирами), состоящий из системного блока 19, дисплея 20 и клавиатуры 21, блок художественных, звуковых, музыкальных и иных средств 22, блок программ 23, блок датчиков 24, средство нагружения мышц плечевого пояса, например грузовая мышь 25 и средство для нагружения мышц ног, например велотренажер 26. Последние два блока осуществляют физическое воздействие 2 (показано в виде прямоугольника сплошной линией на фиг.3) на субъект воздействия (человека) 1. Грузовая мышь 25 может быть связана с системным блоком 19 персонального компьютера 18 или непосредственно (сплошная линия со стрелкой на фиг.4), или через блок датчиков (пунктирная линия со стрелкой). Велотренажер 26 связан с указанным системным блоком 19 через блок датчиков 24. Блок художественных, звуковых, музыкальных и иных средств 22 также связан с системным блоком 19, который, в свою очередь, связан с блоком программ 23.

Работает устройство следующим образом. Персональный компьютер 18, состоящий из системного блока 19, дисплея 20 и клавиатуры 21, блок художественных, звуковых, музыкальных и иных средств 22, блок программ 23, блок датчиков 24, грузовая мышь 25 и велотренажер 26 образуют и формируют упомянутую искусственную управляющую предметную соревновательную среду, воздействующую на субъект воздействия (человека) 1. Осуществляется это через мотивационный интерес.

Пусть в качестве мотива берется соревнование с использованием велотренажера 24 и грузовой мыши 25. Субъект воздействия (человек) 1 садится на велотренажер 26, установив ноги на его педали, обеими руками берется за рукоятки грузовой мыши 25, размещенной на столе, жестко механически связанном с велотренажером 26, и смотрит на установленный на уровне глаз экран дисплея 20 компьютера 18, системный блок 19 которого электрически связан с блоком датчиков 24, дисплеем 20, клавиатурой 21 и блоком художественных, звуковых, музыкальных и иных средств 22. Под воздействием программы, находящейся в блоке программ 23, на экране дисплея высвечивается задание для субъекта воздействия 1 (один из сценариев задания подробнее будет рассмотрен ниже). Например, дается соревновательное задание проехать как можно быстрее на велотренажере 26 n-ное количество километров. Субъект воздействия 1 начинает крутить педали велотренажера 26, стараясь развить наибольшую скорость. Датчик частоты сердечных сокращений (ЧСС) и датчик частоты дыхания (ЧД) блока датчиков 24 следят за пульсом и частотой дыхания и другими жизненно важными параметрами субъекта воздействия 1, их численные значения отображаются на экране дисплея 20. Причем в системном блоке 19 под управлением соответствующей программы блока программ 23 эти значения сравниваются с оптимальными, измеренными заранее при предварительном обследовании значениями для данного субъекта воздействия 1, и отображение производится относительно минимальных, оптимальных, пороговых и критических значений. Требования задания состоят не только в том, чтобы быстрее проехать расстояние, но и в том, чтобы значения ЧСС и ЧД и других параметров не выходили за пределы зоны их оптимального значения для данного субъекта воздействия. Если ЧСС, ЧД и другие параметры ниже зоны оптимальных значений, высвечиванием на экране дисплея или соответствующим звуковым сообщением блока художественных, звуковых, музыкальных и иных средств 22 дается рекомендация увеличить нагрузку, которая может сопровождаться соответствующей мелодией. Если ЧСС и ЧД и другие параметры находятся в пороговой зоне, аналогично дается рекомендация уменьшить нагрузку. Если ЧСС и ЧД вошли в критическую зону, на экране дисплея 20 высвечивается световой тревожный сигнал, сопровождаемый звуковым сигналом, которые предупреждают о недопустимости работы в этом режиме. Через некоторое заданное время, если нагрузка и соответственно ЧСС, ЧД и другие параметры не войдут в норму, технические средства искусственной управляющей предметной соревновательной среды выключаются и соревнование прекращается. Возможно постепенное уменьшение нагрузки.

При вращении педалей, т.е. при “движении”, на экране дисплея может высвечиваться и интеллектуальное задание, например на внимание и память (знаки дорожного движения или что-то иное). По окончании пути субъекту воздействия 1 предлагается назвать знаки дорожного движения или иные фрагменты интеллектуального задания, которые встретились ему на “пути". Оценивается выполнение задания по затраченному времени, неправильные ответы на вопросы интеллектуального задания оцениваются, например, штрафным временем, которое прибавляется к основному, как в биатлоне, прохождением дополнительных кругов.

С помощью грузовой мыши 25 выполняются относительно сложные интеллектуальные задания, высвечиваемые на экране дисплея 20. Задания составляются таким образом, чтобы при их выполнении курсор перемещался по всему экрану дисплея 20, а поскольку грузовая мышь имеет массу, которую можно наращивать и изменять, то соревнующемуся приходится прикладывать определенные физические усилия, получая дозированную нагрузку на мышцы плечевого пояса. Выполнение интеллектуальных заданий также может сопровождаться звуковыми, музыкальными и иными сигналами блока 22, стимулирующими их выполнение. Здесь также соблюдается соревновательный принцип - как можно быстрее выполнить интеллектуальное задание, оцениваемое по затраченному времени.

Неправильное выполнение его отдельных позиций также штрафуется дополнительным временем, добавляемым к основному. С помощью медико-биологических датчиков ЧСС, ЧД и иных датчиков блока датчиков 24 следят за физическим и психическим состоянием субъекта воздействия 1 и, как и в предыдущем случае, управляют соревнованием таким образом, чтобы показания датчиков находились в оптимальной зоне. Победит тот из соревнующихся, кто затратит наименьшее время на выполнение физических и интеллектуальных заданий и не выйдет из зоны оптимальных значений измеряемых параметров жизнедеятельности.

Из этого следует, что субъект воздействия 1 для победы в соревновании должен обладать не только физической силой, чтобы вращать педали велотренажера 26 и перемещать грузовую мышь 25, но и иметь развитый интеллект, чтобы быстро и без ошибок выполнять интеллектуальные задания. Соревновательный режим выполнения этих задании в данном случае создает мотивацию (интерес) их выполнения - стать победителем. Оздоровительный эффект достигается регулярным и постепенным воздействием на различные группы мышц тела и отделы головного мозга, постепенным награщиванием дозированных физических нагрузок и постепенным усложнением интеллектуальных заданий при непрерывном контроле за физическим и психическим состоянием субъекта воздействия 1.

Нагружение группы мышц туловища, образующих мышечный корсет позвоночника, можно осуществлять на данном устройстве с помощью грузовой мыши 25 при возвратно-поступательном перемещении ее по всему столу, на котором размещена эта грузовая мышь, с помощью выпрямленных рук (не сгибая их в локте). При этом курсор на экране дисплея 20 должен перемещаться в вертикальной плоскости от верхнего до нижнего края экрана. Это физическое упражнение может и должно дополняться выполнением подобранного интеллектуального задания и сопровождаться сигналами блока художественных, звуковых, музыкальных и иных средств 22. При выполнении указанных физического упражнения и интеллектуального задания упомянутая искусственная управляющая предметная соревновательная среда следит за физическим и психическим состоянием субъекта воздействия 1, чтобы измеряемые параметры его жизнедеятельности находились в зоне оптимальных значений.

Возможное конструктивное исполнение устройства по приведенной на фиг.4 укрупненной блок-схеме представлено на фиг.5. Субъект воздействия (человек) 1 сидит на велотренажере 26, держится обеими руками за рукоятки грузовой мыши 25, размещенной на столе 27, механически жестко связанном с велотренажером 26. В конструкции стола 27 предусмотрены элементы 28 для регулирования высоты столешницы 29 над полом. На уровне глаз субъекта воздействия (человека) 1 установлен перед столом 27 дисплей 20 на подставке 30, на нижней полке которой размещен системный блок 19 компьютера. Клавиатура 21 (см. фиг.4) не показана, так как она необходима только при отладке всего комплекса. Выполнение физических упражнений с грузовой мышью 25 требует надежной опоры для ног. Поэтому в конструкции стола 27 предусмотрены опоры для ног 31, закрепленные на вертикальных стойках 32 стола 27. Субъект воздействия (человек) 1 ставит ноги на опоры для ног 31 и выполняет физические упражнения на мышцы плечевого пояса или на мышцы туловища. Масса грузовой мыши 25 может изменяться (увеличиваться) за счет добавления к ее основной массе дополнительных дисков 33. Изменения нагрузки в велотренажере 26 на мышцы ног осуществляется с помощью узла 34, задающего сопротивления вращению колеса 35 велотренажера 26. Блок художественных, звуковых, музыкальных и иных средств 22 (см. фиг.4) не показан на данном устройстве (фиг.5), так как звуковые и музыкальные элементы сопровождения выполнения физических упражнений и интеллектуальных заданий легко организовать с помощью компьютера. Сложные физические упражнения и интеллектуальные задания могут потребовать конструктивного введения этого блока. Не показаны на фиг.5 также блок датчиков 24 и блок программ 23, так как первые распределены по всему устройству и на субъекте воздействия (человеке) 1, а вторые представляют собой дискету или компакт диск, вставляемые в системный блок 19 компьютера.

Работа с данным устройством при наличии соответствующего программного обеспечения в блоке программ 23, датчиков в блоке датчиков 24 и блока художественных, звуковых, музыкальных и иных средств 22 практически не отличается от работы устройства, описанного согласно блок-схеме фиг.4.

Принципы постепенности и регулярности должны неизменно соблюдаться при работе с описанным выше устройством для осуществления сопряженного взаимозависимого развития физических и интеллектуальных способностей человека на мотивационной основе. Постепенно, но регулярно надо наращивать нагружение мышц нот, мышц плечевого пояса и мышц туловища. Постепенно надо усложнять интеллектуальные задания - от простого к более сложному. Постепенно увеличивать длительность занятий, учитывая возрастные, физические и психические особенности субъекта воздействия (человека) 1 (далее – занимающегося). Обязательно регулярно проводить занятия. Возможная структурная схема занятий (сценарий) представлена на фиг.6. Перед началом физических и интеллектуальных воздействий следует измерить и зарегистрировать значения тех параметров, по которым будет проводиться слежение за физическим и психическим состоянием занимающегося (ЧСС, ЧД и т.п.), а также провести упрощенное тестирование по некоторым информативным показателям значения коэффициента интеллекта.

После этого можно приступать к первому физическому воздействию - нагружению, например, мышц ног с помощью велотренажера 26 (фиг.5), которое должно быть обставлено обязательно красочными и занимательными картинками и игровым сюжетом. Например, на экране дисплея 20 высвечивается “трасса”, по которой условно “проезжает” занимающийся. В качестве интеллектуального задания на обочине пути могут появляться знаки дорожного движения, животные, птицы и т.п., которые занимающемуся рекомендуется запомнить. На первых занятиях это можно не включать в задания. После того, как занимающийся “проехал” заданное количество километров (как можно за более короткое время), следя за тем, чтобы значения измеряемых параметров не выходили за значения оптимальных, ему предлагается выполнить с помощью грузовой мыши 25 интеллектуальное задание, высвечиваемое на экране дисплея 20, и одновременно произвести нагружения мышц плечевого пояса занимающегося - первое интеллектуальное воздействие (фиг.6). Но перед этим он должен ответить, если это предусмотрено заданием, что или кого он встретил на своем “пути”. Учитывается правильность ответов. Предлагаемое интеллектуальное задание также должно быть занимательным, красочным и составлено таким образом, что при его решении занимающийся должен перемещать курсор на экране дисплея 20 (см. фиг 5) с помощью грузовой мыши 25 по всей площади экрана. И выполнить задания он должен за как можно короткое время, стараясь не допускать ошибок, так как каждая ошибка штрафуется определенным временем, приплюсовываемым к основному времени, затраченному на выполнение интеллектуального задания. При этом занимающийся должен следить, чтобы показания датчиков, высвечиваемые на экране дисплея 20, не выходили из зоны оптимальных значений.

После выполнения этого задания занимающемуся предлагается на велотренажере 26 “проехать” новый участок пути, аналогичный первому, но уже с другим попутным интеллектуальным заданием - второе физическое воздействие (фиг.6), с тем же требованием “проехать" как можно быстрее, не выходя из зоны оптимальных значений измеряемых параметров и с таким же оцениванием результатов выполнения задания. Аналогично и со вторым интеллектуальным воздействием, но при этом целесообразно выполнять его, нагружая или мышцы плечевого пояса, или мышцы туловища (мышцы, образующие мышечный корсет позвоночника). И так до n-ного физического воздействия и n-ного интеллектуального воздействия, составляя физические упражнения и интеллектуальные задания таким образом, чтобы попеременно превалировали физические и умственные нагрузки, причем физические воздействия должны затрагивать весь опорно-двигательный аппарат.

В зависимости от возраста, физического и психического состояния занимающихся должно дифференцированно составляться количество физических и интеллектуальных воздействий, их трудность и сложность. По окончании выполнения физических упражнений и интеллектуальных заданий регистрируется время, затраченное на выполнение всех заданий, физических и интеллектуальных, и штрафное время, накопленное из-за допущенных ошибок при их выполнении, измеряются и регистрируются значения параметров, по которым следили за физическим и психическим состоянием занимающегося.

Если это было игровое соревнование среди группы занимающихся одного возраста, то побеждает тот, кто быстрее “прошел” всю дистанцию, допустил меньше ошибок при выполнении физических упражнений и интеллектуальных заданий и не нарушил режима их выполнения - не вышел из зоны оптимальных значений измеряемых параметров.

После каждого занятия можно проводить водные процедуры.

Для выявления влияния на занимающихся этих занятий целесообразно провести полное начальное обследование и определение их физических и интеллектуальных способностей, а затем повторить его по окончании курса занятий. Это позволит оценить полезность для занимающихся указанных воздействий. Упрощенное обследование физических и интеллектуальных способностей занимающихся следует провести на промежуточных этапах занятий. Это позволит оперативно выявить на ранней стадии возможные негативные проявления.

Таким образом, по сравнению с прототипом при регистрации заявляемого способа оздоровления и сопряженного взаимозависимого развития физических и интеллектуальных способностей человека на мотивационной основе и устройства для его осуществления появляется возможность не только способствовать оздоровлению занимающихся, но и развивать их физические и интеллектуальные способности, то есть способствовать “временному возвращению к состояниям здорового двигательного прошлого и добиваться приближения состояния “здорового всесторонне развитого будущего”.

Источники информации

1. Ратов И.П., Бальсевич В.К., Чепик В.Д., Парушев П.Р. Предмет, содержание и перспективы биомехатроники - синтезируемой научной дисциплины, разрабатывающей технологии конструирования и построения действий с данной результативностью //Теория и практика физической культуры, 1993, №8, с.45-48.

2. Ратов И.П. Концепция “искусственная управляющая среда”, ее основные положения и перспективы использования //Научные труды ВНИИФК за 1995 г. /Под ред. С.Д. Неверковичан др. - М., 1995, с.129-148.

3. А.с. СССР №1423129, МПК А 63 В 69/16. Черкесов Ю.Т. и др. Устройство для тренировки велосипедистов.

4. Черкесов Ю.Т., Ратов И.П. и др. Перспективы управления процессом силовых взаимодействий человека с объектами предметной среды в режимах компьютерных игр //Наука - Адыгее: Материалы научно-практической конференции ученых Адыгеи. - Майкоп, 1994, с.170-174.

5. Ратов И.П., Попов Г.И. и др. Проблема сопряжения двигательной и интеллектуально-логической деятельности и компьютерные формы ее реализации //Проблемы формирования здорового образа жизни населения средствами физической культуры в новых социально-экономических условиях: Тез. докл. междунар. научн.-практ. конф. (Минск, 15-17 октября 1997 г.). - Минск, 1975, с.8-10.

6. Гречихо А.А. Психобиоэнергетический способ профилактики болезней и оздоровления организма человека: Положительное решение по международной заявке на патент PCT/RU 98/0014, приоритет от 02.04.1998 г.

Формула изобретения

1. Способ сопряженного взаимозависимого развития физических и интеллектуальных способностей человека на мотивационной основе, заключающийся в том, что занимающему предъявляют компьютерную игру-соревнование, отличающийся тем, что перед игрой-соревнованием проводят обследование занимающегося, измеряют оптимальные значения его физиологических параметров, характеризующих физическое и психическое состояние, и регистрируют их, а в процессе игры у занимающегося измеряют значения физиологических параметров, характеризующих физическое и психическое состояние, которые отображают на экране дисплея компьютера в режиме реального времени относительно их оптимальных значений, и формируют мотивационный и/или стимулирующий интерес занимающегося для выполнения действий в режиме оптимальных значений измеряемых физиологических параметров, при этом в качестве действий занимающийся выполняет физические упражнения для задания пространственных движений опорно-двигательному аппарату при дозированной нагрузке, а также выполняет интеллектуальные задания, причем во время игры-соревнования значения измеряемых физиологических параметров сравнивают с их оптимальными значениями, и в случае выхода из режима оптимальных значений выдают ответствующие рекомендации уменьшить или увеличить нагрузку, и при невыполнении рекомендаций прекращают игру.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что физические упражнения проводят при дозированной нагрузке мышц ног, мышц плечевого пояса и/или мышц, образующих мышечный корсет, причем выполнение физических упражнений и интеллектуальных заданий сопровождают и стимулируют художественными, звуковыми и музыкальными средствами.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что при выполнении физических упражнений постепенно увеличивают нагрузку, а при выполнении интеллектуальных заданий - степень их сложности.

4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что в качестве интеллектуальных заданий используют логические, математические и психологические задания, которые отображают на экране дисплея компьютера.

5. Устройство сопряженного взаимозависимого развития физических и интеллектуальных способностей на мотивационной основе, содержащее персональный компьютер, медико-биологический датчик для измерения физиологического параметра занимающегося, связанный с системным блоком компьютера, причем блок программ компьютера снабжен программой для обеспечения игры-соревнования и программой для обработки, анализа и регистрации информации от датчика, а также для формирования рекомендаций в процессе игры-соревнования, отличающееся тем, что в него введены нагрузочное силовое средство для дозированного нагружения мышц ног, мышц плечевого пояса и/или мышц, образующих мышечный корсет позвоночника, по крайней мере, один дополнительный медико-биологический датчик для измерения дополнительного физиологического параметра занимающегося, подключенный к системному блоку компьютера, датчики положения и состояния нагрузочных силовых средств для мышц ног, плечевого пояса и мышц, образующих мышечный корсет позвоночника, связанные с системным блоком компьютера, и блок художественных, звуковых и музыкальных средств для воздействия на занимающегося, связанный с системным блоком компьютера, при этом блок программ компьютера дополнительно снабжен программами для задания интеллектуальных заданий и отображения их на дисплее компьютера, для обработки, анализа и отображения на дисплее информации о физиологических параметрах, а также для формирования рекомендаций на основе проведенного сравнения измеряемых параметров с их оптимальными значениями, а нагрузочное силовое средство мышц ног, мышц плечевого пояса и/или мышц, образующих мышечный корсет позвоночника, выполнено в виде велотренажера, функции руля которого выполняет “мышь” компьютера, дополнительно снабженная рукоятками и грузовой массой, выполненной с возможностью изменения своего веса, причем рабочий стол для размещения “мыши” механически жестко связан с велотренажером, его вертикальные стойки снабжены опорой для ног.

РИСУНКИРисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6