способ психологических исследований человека-оператора

Классы МПК:A61B5/16 устройства для проведения психологических опытов
Автор(ы):, , , , , , , , ,
Патентообладатель(и):Бытьев Алексей Вячеславович (RU),
Круглов Андрей Анатольевич (RU),
Макарова Юлия Олеговна (RU),
Малецкий Олег Михайлович (RU),
Медведев Владимир Романович (RU),
Ткаченко Владимир Иванович (RU),
Ткаченко Наталия Владимировна (RU),
Ткаченко Татьяна Николаевна (RU),
Туробова Ольга Николаевна (RU),
Чумак Татьяна Дмитриевна (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2013-05-20
публикация патента:

Изобретение относится к области медицины, а конкретно - к технике измерения психофизиологических характеристик. Испытуемому в отдохнувшем и утомленном состояниях предъявляют сигналы переменной частоты, сформированные в виде требующих решения тестов, частоту предъявления которых изменяют пропорционально частоте их решения, а количество задают одинаковым для отдохнувшего и утомленного состояний. Измеряют показатели реакции испытуемого на предъявленные сигналы, оценивают степени изменения показателей в утомленном состоянии в соответствии с выражениями Тср.к=Тсум.к/Кпр.к, Тср.о=Тсум.о/Кпр.о, где Тср.к - среднее время правильного решения одного теста в утомленном состоянии. Тср.о - среднее время правильного решения одного теста в отдохнувшем состоянии, Тсум.к - суммарное время решения заданного количества тестов в утомленном состоянии, Тсум.о - суммарное время решения заданного количества тестов в отдохнувшем состоянии, Кпр.к - количество правильно решенных тестов в утомленном состоянии, Кпр.о - количество правильно решенных тестов в отдохнувшем состоянии. Последовательность предъявления тестов в отдохнувшем и утомленном состояниях человека-оператора задают одинаковой, определение среднего времени правильного решения одного теста в отдохнувшем состоянии (Тср.о) производят по ограниченному количеству 3-5 серий по 10 тестов и в дальнейших исследованиях используют его в качестве эталонного. В состав требующих решения тестов включают тесты логического и динамического характера, выполняемые оператором совместно с машиной, причем время выполнения каждого из них определяют с учетом повторных решений, необходимых для исправления результата и выполнения требований конкретного теста по точности. В ходе проведения психологических исследований измеряют физиологические показатели человека-оператора. При выходе хотя бы одного из них за допустимые пределы нагрузку на человека-оператора снижают путем ограничения количества предъявляемых к решению тестов в утомленном состоянии. Оценку степени изменения утомленного состояния человека-оператора производят с учетом ограничения количества тестов по относительному изменению среднего времени правильного решения тестов, выполненных в утомленном состоянии, и соответствующих аналогичных тестов, выполненных в отдохнувшем состоянии. Способ позволяет повысить его достоверность за счет увеличения психологической, умственной и уменьшения зрительной составляющих его нагрузки, а также повысить безопасность человека-оператора в процессе исследований и сократить временные и материальные затраты при его реализации. 1 з.п. ф-лы.

Формула изобретения

1. Способ психологических исследований человека-оператора, заключающийся в предъявлении испытуемому человеку-оператору сигналов переменной частоты в отдохнувшем и утомленном состояниях, измерении показателей реакции человека-оператора на предъявленные сигналы и оценке степени изменения состояния по относительному отклонению значений измеренных показателей, при этом сигналы формируют в виде требующих решения тестов, частоту предъявления которых изменяют пропорционально частоте их решения, количество тестов для отдохнувшего и утомленного состояний задают одинаковым, определяют в каждом из состояний общее время решения заданного количества тестов и количество правильно решенных тестов, оценку степени изменения утомленного состояния производят по относительному изменению среднего времени правильного решения в соответствии с выражением (Тср.у-Тср.о)100%/Тср.у, где Тср.у=Тсум.у/Кпр.у, Тср.о=Тсум.о/Кпр.о Тср.у - среднее время правильного решения одного теста в утомленном состоянии, Тср.о - среднее время правильного решения одного теста в отдохнувшем состоянии, Тсум.у - суммарное время решения заданного количества тестов в утомленном состоянии, Тсум.о - суммарное время решения заданного количества тестов в отдохнувшем состоянии, Кпр.у - количество правильно решенных тестов в утомленном состоянии, Кпр.о - количество правильно решенных тестов в отдохнувшем состоянии, отличающийся тем, что последовательность предъявления тестов в отдохнувшем и утомленном состояниях человека-оператора задают одинаковой, определение среднего времени правильного решения одного теста в отдохнувшем состоянии (Тср.о) производят по ограниченному количеству 3-5 серий по 10 тестов и в дальнейших исследованиях используют его в качестве эталонного, в состав требующих решения тестов включают тесты логического и динамического характера, выполняемые оператором совместно с машиной, причем время выполнения каждого из них определяют с учетом повторных решений, необходимых для исправления результата и выполнения требований конкретного теста по точности, в ходе проведения психологических исследований измеряют физиологические показатели человека-оператора, и при выходе хотя бы одного из них за допустимые пределы нагрузку на человека-оператора снижают путем ограничения количества предъявляемых к решению тестов в утомленном состоянии, а оценку степени изменения утомленного состояния человека-оператора производят с учетом ограничения количества тестов по относительному изменению среднего времени правильного решения тестов, выполненных в утомленном состоянии, и соответствующих аналогичных тестов, выполненных в отдохнувшем состоянии.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что измерение физиологических показателей человека-оператора производят по частоте сердцебиений, верхнему и нижнему артериальному давлению.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине, в частности к технике измерения психофизиологических характеристик и касается способа психологических исследований. В практике функциональной деятельности работников различных специальностей значительную долю рабочего времени занимает напряженная операторская работа, сопряженная с психологической, исполнительской и умственной нагрузками. Это касается научных сотрудников, преподавателей, исследователей, операторов и др. Наступление психологической и умственной усталости наступает незаметно. Появляются ошибки, снижающие эффективность труда. Их появление особенно опасно в операторском труде, где следствием могут быть аварии, катастрофы и другие чрезвычайные происшествия, связанные с гибелью людей. Поэтому своевременное выявление наступления психологической и умственной усталости для принятия мер по предотвращению ошибок способствует повышению эффективности труда специалистов, а в ряде случаев позволяет предупредить наступление чрезвычайных ситуаций и уменьшить риск для жизни персонала.

Известен способ определения степени умственного (зрительного) утомления, предусматривающий предъявление испытуемому сигналов с плавно изменяемой частотой (см., например, Деревянко В.А. и др. «Интегральная оценка работоспособности при умственном и физическом труде», М., 1976, с.76). В этом способе испытуемому в качестве сигнала предъявляется поток мелькающего света.

Этот способ имеет низкую точность из-за зависимости оценки от состояния зрительного аппарата, в котором психологическая и умственная составляющие являются лишь частью, большой разброс данных и большое количество измерений для достоверной оценки. Кроме того, использование этого способа связано с затруднениями при сравнении данных, полученных различными исследователями и для различных испытуемых. Перечисленные недостатки связаны в значительной степени с тем, что в процессе испытаний используется лишь зрительный аппарат человека в ограниченных условиях при наличии световых помех, а также ввиду небольших величин сдвига абсолютных значений критической частоты слияния мельканий в зависимости от изменения состояния оператора. Вместе с тем известно (см., например, А.В. Луизов. «Глаз и свет». Л.: Энергоатомиздат, 1983, с.89-90), что критическая частота слияния мельканий зависит от многих факторов, в частности от частоты мельканий, яркости светового потока, углового размера поля зрения, глубины модуляции яркости при мельканиях (амплитуды модуляций) и др. Кроме того, световая чувствительность сетчатки глаза в зависимости от удаленности от центра глаза существенно различна (см. там же, с.37-53), а ее рабочая зона, как правило, ограничена, особенно у испытуемых, характер профессиональной деятельности которых связан с операторским трудом, например, у оператора военно-технических комплексов, авиаторов и др. Поэтому достоверность оценки по абсолютным значениям в одноразовом испытании не является высокой.

Известен способ исследования состояния человека-оператора, предусматривающий предъявление испытуемому (подачу в его поле зрения) сигналов в виде потока мелькающего света изменяемой частоты и одновременно потока ровного света, определение момента, когда световые потоки будут казаться испытуемому одинаково светящимися (см., например, авторское свидетельство СССР № 339280). Этот способ в ряде случаев позволяет произвести измерения более точно, поскольку предоставляет возможность ориентироваться на эталонный (ровный) поток света. Однако помещение в поле зрения испытуемого одновременно двух источников с разными характеристиками, непрерывное их сравнение и слежение за ними - рассеивают внимание испытуемого и не дают в полной мере обеспечить и точность, и достоверность оценки. Яркость второго источника (с ровным потоком света) суммируется с яркостью первого и вызывает дополнительную погрешность (см. там же, с.85-87, 117-121). Кроме того, диагностика ограничивается, как и в предыдущем способе, оценкой состояния (утомления) в основном зрительного аппарата испытуемого.

Известен способ определения степени умственного утомления, заключающийся в предъявлении испытуемому сигналов переменной частоты в виде потока мелькающего света и измерении показателя реакции испытуемого на предъявленные сигналы путем измерения критической частоты слияния мельканий, воспринимаемой испытуемым (см., например, авторское свидетельство СССР № 673266, кл. А61В 5/16, 1977). По этому способу дополнительно измеряют критическую частоту слияния мельканий, воспринимаемую другим глазом, и по разности получаемых величин определяют степень утомления. Этот способ, в отличие от предыдущих, предусматривает в большей степени определение состояния (усталости) не только зрительного аппарата, но и всего человека, в частности его умственного аппарата, психологических характеристик, поскольку в формировании зрительных образов участвует не только глаз непосредственно, но и мозг (см., например, А.В. Луизов. «Глаз и свет». Л.: Энергоатомиздат, 1983, с.52-53). Однако этого приближения не достаточно, поскольку поле зрения одного глаза достаточно велико, например, в горизонтальной плоскости оно составляет около 150° (см. там же, с.53-55), и рабочая зона поля зрения, как правило, значительно меньше. Особенно это относится к тем профессиональным работникам, деятельность которых связана с оптическими приборами и прежде всего с монокулярными приборами (микроскопами, телескопами, различного рода визирами, прицельными устройствами и др.). В этих случаях основную рабочую нагрузку воспринимает центральная часть сетчатки, угловой размер которой составляет единицы градусов. Учитывая угловые размеры подавляющего большинства типовых объектов, находящихся в пространстве предметов, с которыми контактирует зрительный аппарат глаза через оптический прибор, а также вероятности их отклонения от зрительной оси, можно определить угловой размер наиболее нагруженной части сетчатки глаза, который не превышает 3°. Поэтому применение в этих случаях способа по а.с. № 673266 дает завышенный результат в определении состояния зрительного аппарата из-за участия в испытании как "уставших", так и "неуставших" частей сетчатки глаза. Кроме того, на достоверность оценки оказывает влияние в этом случае и оптическая составляющая зрительного аппарата, и та часть мозга, которая участвует в деятельности зрительного аппарата (см. там же, с.7-11, 66-71). Достоверность диагностики состояния оператора в отношении умственной и психологической деятельности в момент испытания зрительного аппарата не является высокой, поскольку оцениваются лишь их незначительные части.

Известен также принятый в настоящей заявке за прототип «Способ определения степени утомления» (см. отечественный Патент RU 2243724 C1), в котором психологическая часть исследований представлена значительно ближе к заявляемому «Способу психологических исследований человека-оператора», чем в предыдущих (в описании настоящей заявки значение термина «утомленное состояние» соответствует значению соответствующего термина в прототипе). Этот способ (по прототипу) заключается в предъявлении испытуемому человеку-оператору сигналов переменной частоты в отдохнувшем и утомленном состояниях, измерении показателей реакции человека-оператора на предъявленные сигналы и оценке степени изменения состояния по относительному отклонению значений измеренных показателей, при этом сигналы формируют в виде требующих решения тестов, частоту предъявления которых изменяют пропорционально частоте их решения, количество тестов для отдохнувшего и утомленного состояний задают одинаковым, определяют в каждом из состояний общее время решения заданного количества тестов и количество правильно решенных тестов, оценку степени изменения утомленного состояния производят по относительному изменению среднего времени правильного решения в соответствии с выражением (Тср.у-Тср.о)100%/Тср.у, где Тср.у=Тсум.у/Кпр.у, Тср.о=Тсум.о/Кпр.о Тер.у среднее время правильного решения одного теста в утомленном состоянии, Тср.о - среднее время правильного решения одного теста в отдохнувшем состоянии, Тсум.у - суммарное время решения заданного количества тестов в утомленном состоянии, Тсум.о - суммарное время решения заданного количества тестов в отдохнувшем состоянии, Кпр.у - количество правильно решенных тестов в утомленном состоянии, Кпр.о - количество правильно решенных тестов в отдохнувшем состоянии.

Однако и в этом способе достоверность определения психологической и умственной усталости в значительной степени зависит от характеристик зрительного аппарата, хотя и обеспечивается его более щадящий режим (в соответствии с описанием прототипа). Что касается психологической составляющей человека-оператора, то ее составляющая зависит от состава подлежащих решению тестов. При их однородности и относительной простоте превалирует утомленность зрительного и умственного аппаратов. Влияние психологических факторов достоверно оценить сложно (в частности, из-за тестов с недостаточной глубиной психологических переживаний и недостатков тестов динамического характера). Кроме того, реализация способа связана со значительными потерями времени (наличие двух состояний, время ожидания между ними, требующее накопления усталости, и других средств).

Целью изобретения является повышение достоверности психологических исследований человека-оператора путем увеличения умственной, психологической (логической, динамической) и уменьшения зрительной составляющих его нагрузки, а также повышение безопасности человека-оператора в процессе испытаний, сокращение временных и материальных затрат при его реализации.

Поставленная цель достигается тем, что в способе психологических исследований человека-оператора, заключающемся в предъявлении испытуемому человеку-оператору сигналов переменной частоты в отдохнувшем и утомленном состояниях, измерении показателей реакции человека-оператора на предъявленные сигналы и оценке степени изменения состояния по относительному отклонению значений измеренных показателей, при этом сигналы формируют в виде требующих решения тестов, частоту предъявления которых изменяют пропорционально частоте их решения, количество тестов для отдохнувшего и утомленного состояний задают одинаковым, определяют в каждом из состояний общее время решения заданного количества тестов и количество правильно решенных тестов, оценку степени изменения утомленного состояния производят по относительному изменению среднего времени правильного решения в соответствии с выражением (Тср.у-Тср.о)100%/Тср.у, где Тср.у=Тсум.у/Кпр.у, Тср.о=Тсум.о/Кпр.о, Тср.у - среднее время правильного решения одного теста в утомленном состоянии, Тср.о - среднее время правильного решения одного теста в отдохнувшем состоянии, Тсум.у - суммарное время решения заданного количества тестов в утомленном состоянии, Тсум.о - суммарное время решения заданного количества тестов в отдохнувшем состоянии, Кпр.у - количество правильно решенных тестов в утомленном состоянии, Кпр.о - количество правильно решенных тестов в отдохнувшем состоянии, последовательность предъявления тестов в отдохнувшем и утомленном состояниях человека-оператора задают одинаковой, определение среднего времени правильного решения одного теста в отдохнувшем состоянии (Тср.о) производят по ограниченному количеству 3-5 серий по 10 тестов и в дальнейших исследованиях используют его в качестве эталонного, в состав требующих решения тестов включают тесты логического и динамического характера, выполняемые оператором совместно с машиной, причем время выполнения каждого из них определяют с учетом исправлений в этом тесте, необходимых для уточнения результата и выполнения требований теста по точности и другим показателям, в ходе проведения психологических исследований измеряют физиологические показатели человека-оператора, и при выходе хотя бы одного из них за допустимые пределы нагрузку на человека-оператора снижают путем ограничения количества предъявляемых к решению тестов в утомленном состоянии, а оценку степени изменения утомленного состояния человека-оператора производят с учетом ограничения количества тестов по относительному изменению среднего времени правильного решения тестов, выполненных в утомленном состоянии, и соответствующих аналогичных тестов, выполненных в отдохнувшем состоянии, при этом измерение физиологических показателей человека-оператора производят по частоте сердцебиений, верхнему и нижнему артериальному давлению.

Применение предлагаемого способа психологических исследований человека-оператора позволяет повысить достоверность способа за счет увеличения умственной, психологической (логической, динамической) и уменьшения зрительной составляющих его нагрузки, а также повысить безопасность человека-оператора в процессе испытаний и сократить временные и материальные затраты при его реализации.

Реализация предложенного способа происходит следующим образом. В отдохнувшем состоянии проводят оценку физиологических показателей испытуемого человека-оператора, прежде всего, таких, как: частота сердцебиений, верхнее и нижнее артериальное давление. Эти показатели особенно чувствительны к операторской деятельности и легко измеримы (см., например, Методологические особенности исследования психологических аспектов профессиональной деятельности военнослужащих в современных условиях. Отчет о НИР. Отв. исп. Н.В. Ткаченко. М.: OA ВС РФ. 1999. - 152 с.). Эти показатели контролируют в процессе всего испытания.

Как и в прототипе, сигналы предъявляют переменной частоты, в отдохнувшем и утомленном состояниях. Формируют их в виде тестов, близких к профессиональной деятельности испытуемого человека-оператора, что экономит время на подготовку, обеспечивает статистическую устойчивость, сохраняет уровень его мастерства.

Для обеспечения универсальности в тестах могут использоваться общепринятые, доступные широкой аудитории логические, математические, технические и др. выражения, не требующие глубоких или специальных знаний. Например, каждый тест может содержать определенное математическое выражение, требующее выполнения заданных действий. В простейшем случае это могут быть две или несколько цифр, которые необходимо сложить. Тесты по сложности и структуре должны быть однотипными, подобными друг другу (для обеспечения однородности), а цифры задаваться случайным образом (чтобы обеспечить независимость и последующую сравнимость результатов испытаний и испытуемых). Частота предъявления тестов (сигналов) изменяется и зависит от скорости выполнения тестов. Каждый последующий тест предъявляется испытуемому только после решения им предыдущего теста (в случае как математических, так и других тестов). Математические (и другие) тесты целесообразно предъявлять (руководителем по программе или одноразово) с помощью экрана видеоконтрольного устройства. Их решения, если их необходимо записывать, также размещаются на экране, рядом с математическим выражением. При подаче тестов необходимо следить за тем, чтобы процесс их подачи не влиял на процесс их выполнения (решения) и не создавал помехи. В этом случае смена тестов может производиться и по сигналу самого человека-оператора.

С целью сближения условий испытаний в отдохнувшем и утомленном состояниях, количество тестов и в первом, и во втором случаях принимают не только одинаковым, но и предъявляют в одинаковой последовательности. Проводят их в несколько серий. Исследования показывают, что целесообразно проводить 3-5 серии по 10 тестов в каждой из них. Максимальное выравнивание нагрузок для всех серий и состояний, упрощения проведения испытаний и обеспечения инвариантности по отношению к профессиональным особенностям испытуемых производят как в прототипе.

Определение среднего времени правильного решения одного теста в отдохнувшем состоянии производят также по ограниченному количеству (3-5 серий по 10 тестов) и в дальнейшем используют его в качестве эталонного (для отдохнувшего состояния). Практика показывает (в том числе и применение прототипа), что показатели испытуемых в отдохнувшем состоянии в аналогичных тестах от опыта к опыту практически не меняется. Поэтому в последующих исследованиях целесообразно в отдохнувшем состоянии тестирование не производить, а использовать результаты предшествующих исследований, что в значительной степени обеспечит экономию ресурсов.

С целью повышения достоверности и полноты исследований в рамках профессиональной деятельности человека-оператора, расширения номенклатуры выполняемых им функций - в состав требующих решения тестов включают тесты логического и динамического характера, выполняемые оператором совместно с машиной, причем время выполнения каждого из них определяют с учетом повторных решений (исправлений) в отдельном тесте, необходимых для исправления результата и выполнения требований этого теста по точности и другим показателям. Повторные решения (исправления) конкретных тестов позволяют глубже оценить профессионализм человека-оператора и значительно повысить психологическую нагрузку на него.

Постоянное измерение в ходе проведения психологических исследований именно выбранных физиологических показателей человека-оператора, в частности частоты сердцебиений, верхнего и нижнего артериального давления, позволяет повысить безопасность человека-оператора в процессе исследований достаточно простыми и надежными средствами.

При выходе хотя бы одного из показателей за допустимые пределы в утомленном состоянии нагрузку снижают путем сокращения количества предъявляемых к исполнению тестов, а оценку производят по относительному изменению среднего времени правильного решения тестов, выполненных в утомленном состоянии, и соответствующих аналогичных тестов, выполненных в отдохнувшем состоянии.

Затем, как и в прототипе, определяется суммарное время решения заданного количества тестов в утомленном состоянии Тсум.у и в отдохнувшем состоянии - Тсум.о, а также количество правильно решенных тестов в утомленном состоянии Кпр.у и в отдохнувшем состоянии Кпр.о. Далее определяют среднее время правильного решения в каждом из состояний. В утомленном: Тср.у=Тсум.у/Кпр.у (при ограничениях учитываются реально выполненные тесты - Кпр.у.р) и в отдохнувшем: Тср.о=Тсум.о/Кпр.о (при ограничениях учитываются только тесты, соответствующие аналогичным, выполненным в утомленном состоянии - Кпр.о.р). Оценку степени изменения психологических характеристик способ психологических исследований человека-оператора, патент № 2523684 у-о производят по относительному изменению среднего времени правильного решения в процентах в соответствии с выражением способ психологических исследований человека-оператора, патент № 2523684 у-о=(Тср.у-Тср.о)100%/Тср.у. Предложенный способ по сравнению с известными более критичен к психологической и умственной нагрузке. Его реализация с технической точки зрения не вызывает затруднений, особенно с использованием компьютерной техники.

Класс A61B5/16 устройства для проведения психологических опытов

способ оценки восприятия информации -  патент 2529482 (27.09.2014)
способ выявления девиантных тенденций по комплексу психофизиологических показателей -  патент 2529402 (27.09.2014)
способ лечения больных с синдромом диспепсии в сочетании с избыточной массой тела -  патент 2528641 (20.09.2014)
способ оценки зрительно-моторной реакции на движение объекта в пространстве -  патент 2525638 (20.08.2014)
способ диагностики ишемической болезни сердца методом стресс-эхокардиографии с комбинированной изометрической и психоэмоциональной нагрузкой -  патент 2525510 (20.08.2014)
способ коррекции ожирения абдоминального типа -  патент 2525007 (10.08.2014)
способ прогнозирования медико-социальной эффективности комплексного лечения больных артериальной гипертонией -  патент 2522389 (10.07.2014)
способ выявления профессиональной ориентации -  патент 2519774 (20.06.2014)
способ определения предрасположенности спортсмена к бильярдному спорту -  патент 2515851 (20.05.2014)
способ комплексной психотерапевтической подготовки беременных к родам -  патент 2515763 (20.05.2014)
Наверх