способ определения состояния усталости пользователя персональным компьютером по изменению освещенности помещения

Формула изобретения

1. Способ определения состояния усталости пользователя персональным компьютером по изменению освещенности помещения, включающий изменение условий генерирования светового излучения и регистрацию их пользователем, отличающийся тем, что плавно изменяют интенсивность светового потока, подаваемого от источника на место использования персонального компьютера, не предупреждая об этом пользователя персональным компьютером, при этом регистрируют степень изменения светового потока, при которой пользователь персонального компьютера регистрирует изменение величины светового потока, причем о достижении уровня утомляемости судят по увеличению степени изменения светового потока на величину, превышающую 12% от первоначального значения.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что световой поток увеличивают.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что световой поток уменьшают.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области медицины, а именно к области функциональной диагностики, и может быть использовано при определении оптимальных режимов и условий работы преподавательского состава.

Традиционно рабочий день специалиста составляет восемь часов. Однако практика работы преподавательского состава высших учебных заведений показывает, что многие из них в рабочий день имеют значительно большую нагрузку. Это приводит к значительной психологической перегрузке преподавательского состава и, следовательно, ухудшению качества преподавания из-за наступления предела утомляемости, когда преподаватель не способен доходчиво объяснить слушателям сущность преподаваемого предмета. Для различных преподавателей указанный предел утомляемости наступает в различное время. Это может быть обусловлено психотипом личности преподавателя, условиями проведения занятий в помещении, а также его подготовленностью слушателей в аудитории.

Желательно для определения эффективного времени работы преподавателя разработать экспресс-диагностику, которая легко могла бы быть использована в любом помещении, в котором происходит работа преподавателя.

Известен (RU, патент 2191536) способ диагностики утомления. Согласно известному способу определяют пороговую чувствительность сетчатки каждого глаза, рассчитывают среднеарифметическую величину пороговой чувствительности сетчатки обоих глаз, сравнивают среднеарифметическую величину пороговой чувствительности сетчатки обоих глаз с величиной 100 мкА и диагностируют наличие утомления при среднеарифметической величине пороговой чувствительности сетчатки обоих глаз 100 мкА и более.

Недостатком известного следует признать его сложность, препятствующую использование известного способа в качестве метода экспресс-диагностики.

Известен (RU, патент 2241377) способ диагностики общего утомления организма. Согласно известному способу определяют продолжительность восприятия камертона с частотой звучания 128 Гц для каждого уха в секундах, производят сложение двух полученных величин, сравнивают суммарную величину продолжительности восприятия камертона со значением 141 с и диагностируют наличие утомления при суммарной продолжительности восприятия камертона 141 с и более.

Хотя известный способ и является технически не сложным, он все же не пригоден для использования в качестве метода экспресс -диагностики при определении времени утомления пользователя персональным компьютером.

Наиболее близким аналогом разработанного технического решения можно признать (RU, патент 2196510) способ оценки утомления человека с использованием световых раздражителей. Согласно известному способу генерируют световые мелькания, периодически измеряют критическую частоту слияния световых мельканий, по измеренным значениям вычисляют скорость изменения критической частоты световых мельканий и строят фазовую траекторию динамики критической частоты световых мельканий в координатах "значение критической частоты световых мельканий - скорость изменения критической частоты световых мельканий", при скорость изменения критической частоты световых мельканий отображают координатой по оси Y, при этом, если скорость изменения положительна - точка находится над осью X, если отрицательна - под осью X, время наступления утомления и переутомления определяют по изменению направления фазовой траектории.

Недостатком известного способа применительно к определению времени окончания работы пользователя компьютером следует признать его сложность, препятствующую использование известного способа в качестве метода экспресс - диагностики.

Техническая задача, решаемая посредством предлагаемого способа, состоит в оптимизации определения усталости пользователя персональным компьютера.

Технический результат, получаемый при реализации предложенного способа, состоит в определении максимально допустимого времени работы пользователя персональным компьютером и устранения значительного количества ошибок в его работе.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать разработанный способ определения состояния усталости пользователя персональным компьютером по изменению освещенности помещения. При реализации способа периодически плавно изменяют интенсивность светового потока, подаваемого от источника оптического излучения на место использования персонального компьютера, не предупреждая об этом пользователя персональным компьютером, при этом регистрируют степень изменения светового потока, при которой пользователь персонального компьютера регистрирует изменение величины светового потока, причем о достижении уровня утомляемости, препятствующем безошибочной работе, судят по увеличению степени изменения светового потока на величину, превышающую 12% от первоначального значения. При реализации способа световой поток могут увеличивать или уменьшать, увеличивая или уменьшая ток в сети электрического питания источника оптического излучения.

В ходе разработки предлагаемого способа было экспериментально установлено, что пользователь персональным компьютером, в основном смотрящий на монитор, в зависимости от состояния усталости способен по разному реагировать на изменение освещения в рабочем помещении. В начале рабочего цикла при отсутствии усталости пользователь достаточно быстро реагирует на изменения внешних условий в рабочем помещении. Наиболее простым и легко реализуемым параметром, который может быть изменен в помещении, в котором расположен персональный компьютер, является освещение. Кроме того, освещенность помещения по факту является, вероятно, единственным параметром рабочего помещения, на изменение которого здоровые люди реагируют практически одинаково. Если на изменение звуковых или температурных параметров в зависимости от многих факторов люди реагируют по разному, то изменение светового потока для людей с хорошим зрением или зрением, исправленным с использованием очков или контактных линз, приводит к практически одинаковой реакции.

Пользователи персональным компьютером обозначают регистрацию изменения светового потока любым известным способом, допустимым для использования в помещении (нажимают на кнопку регистратора, зажигают лампочку, расположенную перед каждым из студентов, просто поднимают руку). Одновременно проводят с использованием приборов (фотометр, люксметр и т.д.) объективное измерение изменения светового потока. После получения сигнала от пользователя персонального компьютера об обнаружении им изменения светового потока, определяют степень изменения светового потока, вычисляя отношении разности исходного светового потока и светового потока, измеренного в момент обнаружения к величине исходного светового потока. Указанный расчет может быть легко автоматизирован.

При определении пороговой величины, свидетельствующей о наступлении утомления пользователя персонального компьютера, согласно разработанному способу, использовали параллельные исследования состояния усталости сотрудников Архангельского морского пароходства по предлагаемому способу и по способу, известному из RU, патент 2191536.

Первоначально определили по методике, известной из RU, 2191536, для каждого тестируемого пороговую величину, свидетельствующую о наступлении утомления пользователя персональным компьютером.

Параллельно участники проверки способа проходили проверку согласно разработанному способу. Для этого периодически через произвольные промежутки времени в помещении плавно изменяют (увеличивают или уменьшают) (со скоростью 2,0-2,7% изменения в секунду) интенсивность светового потока, подаваемого от источника на место нахождения пользователя персональным компьютером, не предупреждая пользователя об этом. Регистрацию степени изменения светового потока, при которой пользователь отмечает изменение величины светового потока, осуществляли по нажатию пользователем на кнопку электрического звонка.

Пример 1. Тестируемый М., 36 лет, образование высшее, техническое, диспетчер, стаж работы всего 12 лет, диспетчером - 7 лет. Периодически с интервалом примерно 30 минут уменьшали или увеличивали в произвольном порядке интенсивность светового потока со скоростью 2,5% изменения в секунду интенсивность светового потока, подаваемого от источника на место нахождения пользователя, не предупреждая его об этом. Регистрацию степени изменения светового потока, при которой пользователь отмечает изменение величины светового потока, осуществляли по нажатию пользователем на кнопку электрического звонка.

Согласно известному способу состояние усталости, препятствующее полноценной работе, наступает на исходе пятого часа работы. Согласно разработанному способу это соответствует времени регистрации изменения 5 секунд при величине изменения светового потока на 12,8%.

Пример 2. Тестируемый О., 42 года, образование высшее, техническое, капитан портового буксира, стаж работы 19 лет, из них капитаном - 7 лет. Тестирование проводили аналогично примеру 1. Согласно известному способу состояние усталости, препятствующее полноценной работе, наступает на исходе восьмого часа работы. Согласно разработанному способу это соответствует времени регистрации изменения 5 секунд при величине изменения светового потока на 12,2%.

Пример 3. Тестируемый С., 31 год, образование высшее, техническое, оператор радиолокационного центра, стаж работы - 6 лет. Тестирование проводили аналогично примеру 1. Согласно известному способу состояние усталости, препятствующее полноценной работе, наступает в начале шестого часа работы. Согласно разработанному способу это соответствует времени регистрации изменения 5 секунд при величине изменения светового потока на 12,4%.

Пример 4. Тестируемая У., 48 лет, образование высшее, гуманитарное, старший билетный кассир. Согласно известному способу состояние усталости, препятствующее полноценной работе, наступает на исходе шестого часа работы. Тестирование проводили согласно примеру 1. Согласно разработанному способу это соответствует времени регистрации изменения 5 секунд при величине изменения потока на 12,6%.

Результаты, полученные при тестировании аналогичным образом 21 человека, подтвердили достижение указанного технического результата - определение максимально допустимого времени работы пользователя персональным компьютером и устранения значительного количества ошибок в его работе.