способ определения времени реакции человека на движущийся по направлению от него объект

Формула изобретения

Способ определения времени реакции человека на движущийся по направлению от него объект путем предъявления испытуемому на экране видеомонитора замкнутого контура, являющегося ограничивающим, концентрически внутри которого расположен тестовый объект аналогичной конфигурации, при этом тестовый объект увеличивают соответственно заданной скорости, имитируя движение его навстречу испытуемому до момента слияния тестового объекта с ограничивающим контуром, в момент предполагаемого слияния замкнутого контура с тестовым объектом испытуемый нажатием кнопки «Стоп» останавливает движение тестового объекта, причем вычисляют ошибку несовпадения - время ошибки запаздывания с положительным знаком или упреждения - с отрицательным знаком, затем испытуемому вновь предъявляют замкнутый контур, концентрически внутри которого расположен тестовый объект начальных размеров и конфигурации, описанную процедуру повторяют заданное число раз, после чего вычисляют время реакции T_p человека на движущийся объект как среднеарифметическое значение по формуле



где t_i - i-я ошибка запаздывания с положительным знаком или упреждения с отрицательным знаком, мс; n - количество испытаний, отличающийся тем, что замкнутый контур одновременно с увеличением тестового объекта уменьшается в диаметре с заданной скоростью, в момент нажатия кнопки «Стоп» уменьшение диаметра замкнутого контура останавливается, затем через заданное время предъявляют испытуемому замкнутый контур начального размера.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине и предназначено для определения времени реакции человека на движущийся по направлению от него объект.

Одним из методов повышения надежности и эффективности профессиональной деятельности человека является диагностика и прогнозирование его функционального состояния. Простым и достаточно точным психофизиологическим показателем функционального состояния является время реакции на движущийся объект [1]. При этом время реакции на движущийся объект является сложным пространственно-временным рефлексом и используется в качестве теста для определения, уровня взаимоотношения процессов возбуждения и торможения в коре головного мозга [2], что обусловливает необходимость точного его определения.

Известен способ определения времени реакции человека на движущийся объект, согласно которому испытуемым предъявляют циферблат обычного стрелочного секундомера, одно деление которого равно 0,01 сек. Испытуемые по команде «Можно» нажатием кнопки пускают секундомер и останавливают его в момент достижения стрелкой заданного деления на циферблате. Проводятся 13 измерений, три из которых считаются ориентировочными и при определении времени реакции на движущийся объект не учитываются. Индикатором реакции на движущийся объект является средняя величина ошибок запаздывания и средняя величина ошибок упреждения. Для оценки средней величины ошибок запаздывания подсчитываются сумма отклонений с положительным знаком и количество ошибок такого рода. Деление суммарной величины ошибок на их количество дает искомую величину. Аналогичным образом вычисляется критерий, характеризующий среднюю величину ошибок упреждения. Сопоставление рассчитанных средних величин дает представление о преобладании средней величина ошибок запаздывания или упреждения, то есть о реакции на движущийся объект [3].

Известен способ тестирования реакции человека на движущийся объект, при проведении которого испытуемому предъявляют на экране видеомонитора окружность, на которой помещены курсор и метка, обозначающая «Стоп». Для обеспечения движения курсора по окружности испытуемый удерживает щупом кнопку пульта управления в нажатом состоянии. В момент предполагаемого совпадения курсора с меткой испытуемый отжимает щупом кнопку пульта. По количеству опережающих, отстающих и точных реакций судят о соотношении процессов торможения и возбуждения в центральной нервной системе, то есть о реакции на движущийся объект [4].

Недостатком известных способов являются их низкие технологические возможности, так как они позволяют определить время реакции на движущийся объект только в плоскости, параллельной испытуемому, в координатах «х-у», а также невозможность анализа сближения двух объектов.

Наиболее близким по технической сущности является способ определения время реакции человека на движущийся объект путем предъявления испытуемому на экране видеомонитора окружности, на которой помещена метка и точечный объект, движущийся с заданной скоростью по окружности, в момент предполагаемого совпадения положения движущегося точечного объекта с меткой испытуемый нажатием кнопки «Стоп» останавливает движение точечного объекта по окружности, затем вычисляют ошибку не совпадения точечного объекта и метки - время ошибки запаздывания с положительным знаком или упреждения с отрицательным знаком, и через заданное время возобновляют движение точечного объекта по окружности, описанную процедуру повторяют заданное число раз, после чего вычисляют оценку времени реакции T _p человека на движущийся объект как среднеарифметическое значение по формуле:

где t_i - i-я ошибка запаздывания с положительным знаком или упреждения с отрицательным знаком, мс; n - число остановок точечного объекта в области положения метки, отличающийся тем, что испытуемому предъявляют замкнутый контур, являющийся ограничивающим, концентрически внутри которого расположен тестовый объект аналогичной конфигурации, при этом тестовый объект увеличивают соответственно заданной скорости, имитируя движение его навстречу испытуемому до момента слияния тестового объекта с ограничивающим контуром, при этом после нажатия кнопки «Стоп» испытуемому вновь предъявляют замкнутый контур, концентрически внутри которого расположен тестовый объект начальных размеров и конфигурации [5].

Недостатком известного способа является то, что он позволяет определить время реакции при движении одного объекта относительно другого, неподвижно зафиксированного.

В то же время из анализа литературных источником известно, что время реакции на движущийся объект определяют для тестирования реакции водителей транспортных средств [6]. В этом случае наибольшее значение приобретает определение времени реакции в условиях одновременного движения объектов относительно друг друга.

Технический результат предлагаемого способа определения времени реакции человека на движущийся объект заключается в повышении технологических возможностей способа за счет определение времени реакции в условиях одновременного движения объектов относительно друг друга.

Технический результат достигается путем предъявления испытуемому на экране видеомонитора замкнутого контура, являющегося ограничивающим, концентрически внутри которого расположен тестовый объект аналогичной конфигурации, при этом тестовый объект увеличивают соответственно заданной скорости, имитируя движение его навстречу испытуемому до момента слияния тестового объекта с ограничивающим контуром, в момент предполагаемого слияния замкнутого контура с тестовым объектом испытуемый нажатием кнопки «Стоп» останавливает движение тестового объекта, причем вычисляют ошибку несовпадения - время ошибки запаздывания с положительным знаком или упреждения - с отрицательным знаком, затем испытуемому вновь предъявляют замкнутый контур, концентрически внутри которого расположен тестовый объект начальных размеров и конфигурации, описанную процедуру повторяют заданное число раз, после чего вычисляют время реакции T_р человека на движущийся объект как среднеарифметическое значение по формуле:

где t_i - i-я ошибка запаздывания с положительным знаком или упреждения с отрицательным знаком, мс; n - количество испытаний,

причем новым является то, что замкнутый контур одновременно с увеличением тестового объекта уменьшается в диаметре с заданной скоростью, в момент нажатия кнопки «Стоп» уменьшение диаметра замкнутого контура останавливается, затем через заданное время предъявляют испытуемому замкнутый контур начального размера.

На чертеже представлена окружность, предъявляемая испытуемому на экране видеомонитора, где 1 - замкнутый контур, границы которого являются меткой, уменьшающийся в диаметре с заданной скоростью, 2 - тестовый объект, увеличивающийся в диаметре с заданной скоростью.

Известно, что удаленность объекта определяется человеком посредством анализа угловых размеров объекта. Глаз определяет удаленность объектов с помощью специальных признаков глубины: монокулярных (видение одним глазом) и бинокулярных (видение двумя глазами). Монокулярные признаки глубины работают на больших расстояниях и оценивают удаленность объекта по уменьшению его размеров. Бинокулярные признаки глубины применимы на близких расстояниях (до нескольких метров) и позволяют оценить расстояние до объекта посредством сведение зрительных осей двух глаз в одну точку (конвергенция), различия в изображениях, даваемых правым и левым глазом. Наиболее естественным способом решения задачи определения расстояния до объекта является сравнение, когда узнаваемый объект сравнивается со своим физическим размером, известным из визуального опыта и, таким образом, достаточно точно определяется его удаленность [7].

Тогда, изменяя угловые размеры объекта, можно имитировать ситуацию приближения/удаления этого объекта к наблюдателю и оценить, что к испытуемому находится ближе.

Предлагаемый способ определения времени реакции человека на движущийся по направлению от него объект осуществляется следующим образом. Испытуемому предъявляют на экране видеомонитора замкнутый контур, являющийся ограничивающим, концентрически внутри которого расположен тестовый объект, аналогичной конфигурации. Тестовый объект увеличивают соответственно заданной скорости, имитируя движение его навстречу испытуемому. В момент предполагаемого совпадения размеров ограничивающего замкнутого контура и тестового объекта испытуемый нажатием кнопки «Стоп» останавливает увеличение диаметра тестового объекта. Затем вычисляют ошибку несовпадения диаметров тестового объекта и ограничивающего контура - время ошибки запаздывания с положительным знаком или упреждения - с отрицательным знаком и заданное время вновь предъявляют испытуемому замкнутый контур, концентрически внутри которого расположен тестовый объект начальных размеров и конфигурации. Затем вычисляют время реакции T _р человека на движущийся объект как среднеарифметическое значение по формуле:

где t_i - i-я ошибка запаздывания с положительным знаком или упреждения с отрицательным знаком, мс; n - количество испытаний,

причем испытуемому предъявляют замкнутый контур, являющийся ограничивающим, концентрически внутри которого расположен тестовый объект аналогичной конфигурации. Тестовый объект увеличивают соответственно заданной скорости, имитируя движение его навстречу испытуемому до момента слияния тестового объекта с ограничивающим контуром, при этом после нажатия кнопки «Стоп» испытуемому вновь предъявляют замкнутый контур, концентрически внутри которого расположен тестовый объект начальных размеров и конфигурации. Замкнутый контур уменьшается в диаметре с заданной скоростью, имитируя движение его от испытуемого, в момент нажатия кнопки «Стоп» уменьшение диаметра замкнутого контура останавливается, затем через заданное время предъявляют испытуемому замкнутый контур начального размера.

Таким образом, заявляемый способ определения времени реакции человека на движущийся на него объект обладает новыми свойствами, обусловливающими получение положительного эффекта.

Пример 1.

Испытуемому А., 21 год, на экране видеомонитора персонального компьютера, совместимого с IBM PC, предъявили замкнутый контур, в центре которого помещен тестовый объект в виде окружности. Тестовый объект увеличивается в диаметре с заданной скоростью, а замкнутый контур уменьшается в диаметре с заданной скоростью. Испытуемый, наблюдая за изменением диаметра тестового объекта, в момент предполагаемого совпадения диаметров тестового объекта и замкнутого контура, нажимал клавишу клавиатуры компьютера «Пробел», выполняющую функцию кнопки «Стоп». Компьютер в момент нажатия клавиши «Пробел» останавливал увеличение тестового объекта в диаметре и уменьшение замкнутого контура в диаметре, при этом вычислял ошибку не совпадения диаметров тестового объекта и замкнутого контура - время ошибки запаздывания с положительным знаком или упреждения с отрицательным знаком и заносил значение времени ошибки с соответствующим знаком в запоминающее устройство. Через 1 с предъявлял испытуемому замкнутый контур начальных размеров, в центре которой помещен тестовый объект начальных размеров.

Испытуемый в соответствии с рекомендациями [3] выполнил 13 остановок увеличения тестового объекта в диаметре и уменьшения замкнутого контура в диаметре, первые три из которых при определении времени реакции на движущийся объект не учитывались. В результате тестирования получены следующие значения времени ошибок не совпадения диаметров объекта и окружности: -8, -9, -5, -4, +1, 0, -4, -8, +9, -4.

Время реакции испытуемого на движущийся по направлению от него объект, вычисленное по формуле, равно -3,2 мс.

Пример 2.

Испытуемый Б., 19 лет, аналогично испытуемому А., выполнил тест по определению времени реакции испытуемого на движущийся объект. В результате тестирования получены следующие значения времени ошибок не совпадения диаметров объекта и окружности: -21; -7; +24; +16; +12; -10; -8; +16; +13; -18 мс.

Время реакции испытуемого на движущийся по направлению от него, вычисленное по формуле, равно +1,7 мс.

Положительный эффект предлагаемого способа определения времени реакции человека на движущийся от него объект подтвержден результатами экспериментального исследования на группе из 10 испытуемых.

Таким образом, предлагаемый способ определения времени реакции человека на движущийся объект позволяет повысить технологические возможности способа за счет определения времени реакции в условиях одновременного движения объектов относительно друг друга.

Литература

1. Сурнина О.Е., Лебедева Е.В. Половые и возрастные различия времени реакции на движущийся объект у детей и взрослых // Физиология человека. - 2001. - Т.27, № 4. - С.56-60.

2. Караулова Н.И. Возможности использования реакции на движущийся объект в оценке результатов тренировки // Физиология человека. - 1982. - Т.8, № 4. - С.653-660.

3. Методы и портативная аппаратура для исследования индивидуально-психологических различий человека / Н.М. Пейсахов, А.П. Кашин, Г.Г. Баранов, Р.Г. Вагапов/ Под ред. В.М. Шадрина. - Казань: Изд-во Казанск. ун-та, 1976. - 238 с.

4. Маслова О.И., Горюнова А.В., Гурьева М.Б. и др. Применение тестовых компьютерных систем в диагностике когнитивных нарушений при синдроме дефицита внимания с гиперактивностью у детей школьного возраста // Медицинская техника. - 2005. - № 1. - С.7-13.

5. Пат. 2400138 РФ. Способ определения времени реакции человека на движущийся по направлению к нему объект / Петухов И.В., Пуртов А.В., Репин Д.С. (РФ). - опубл. 27.09.2010, Бюл. № 27.

6. Пейсахов Н.М. Закономерности динамики психических явлений. - Казань: Изд-во Казанск. ун-та, 1984. - 235 с.

7. Лапин А.И. Плоскость и пространство, или жизнь квадратом (3-е изд., исправ. и доп.) М.: Издатели Л. Гусев, М. Сидоренко, 2008. - 180 с.