ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ СИСТЕМА БОРЬБЫ С НИКОТИНОВОЙ ЗАВИСИМОСТЬЮ
INTELLIGENT SYSTEM FOR FIGHTING NICOTINE ADDICTION

Изобретение относится к области курительных принадлежностей, а именно к электронным сигаретам, и может быть применено в качестве программно-аппаратного комплекса для помощи при борьбе с никотиновой зависимостью.
Из общедоступного уровня техники в обозначенной области известно, что электронная сигарета (англ. e-cigarette) - электронное устройство, создающее высокодисперсный пар (аэрозоль), предназначенный для ингаляции (вдыхания). Может использоваться как в качестве средства доставки никотина (ЭСДН), так и для вдыхания ароматизированного пара (аэрозоля) без никотина. Пар создаётся за счёт испарения специально подготовленной жидкости с поверхности нагревательного элемента и внешне похож на табачный дым. Основными элементами которого являются мундштук, литиевая батарея и атомайзер, включающий нагревательный элемент, картридж или резервуар со специальной жидкостью-наполнителем («ВикипедиЯ Свободная энциклопедия»//Электронная сигарета)//[электронный ресурс] URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Электронная_сигарета (дата доступа 22.10.2021).
В качестве расходного материала для получения пара в электронных сигаретах используется специальные жидкость, или, как ее еще называют, E-liquid, а также Е-жидкость. Для доставки никотина в организм пользователя Е-жидкость преобразуется из жидкого агрегатного состояния за счет быстрого нагрева и превращается при этом в пар. При затяжке пользователь вдыхает этот пар, в состав которого входит никотин и ароматизатор. При выдохе пар очень сильно напоминает дым обычной сигареты. Жидкость для электронных сигарет состоит из базы (смеси глицерина и пропиленгликоля), ароматизаторов и никотина. При этом пользователь может самостоятельно выбирать крепость никотина и процентное соотношение смеси глицерина и пропиленгликоля, что, в свою очередь, позволяет пользователю легче адаптироваться при переходе от обычных сигарет к электронным, а в дальнейшем плавно уменьшая концентрацию никотина отказаться от вредной привычки.
Таким образом, переход от курения классических сигарет со сжиганием табака на электронные позволяет курильщику постепенно снижать степень никотиновой зависимости и в дальнейшем, четко следуя рекомендациям и постепенно снижая крепость жидкости, отказаться от вредной привычки (сайт русской службы BBC NEWS//Ученые: электронные сигареты помогают бросить курить//[электронный ресурс] URL: https://www.bbc.com/russian/science/2013/09/130909_e-cigarettes_patches (дата доступа 22.10.2021 г.).
Таким образом, электронные сигареты применяются как альтернатива классическим табачным сигаретам для уменьшения и борьбы с табачно-никотиновой зависимостью и в целом уменьшения вреда для здоровья курильщика.
В связи с этим, для увеличения эффективности борьбы с никотиновой зависимостью с помощью электронных сигарет в настоящее время производители предлагают технические решения электронных сигарет, которые являются частью целой системы по контролю потребления курительной смеси курильщиком и снижению степени его никотиновой зависимости. В состав данной системы (программно-аппаратного комплекса) входят в том или ином сочетании, помимо собственно электронной сигареты, также возможность установления удалённой связи сигареты с внешним устройством (смартфоном, планшетом, ноутбуком, компьютером) с помощью встроенных в электронную сигарету и связанных с микропроцессором модулей беспроводной связи по технологии Bluetooth (реже Wi-Fi, радиочастотной (RF), NFC), и (или) USB-разъёма для проводной передачи и приёма данных; наличие в электронной сигарете микропроцессора или микроконтроллера;  специальное программное приложение на внешнем устройстве с интерфейсом и различными функциями управления, мониторинга и контроля потребления, обратной связи с курильщиком и передачи данных на сервер или в облачное хранилище в сети Интернет, связанное, с одной стороны, с микропроцессором и памятью сигареты, с другой стороны, с сервером или облачным сервисом с возможностью двусторонней передачи данных и команд в связке микропроцессор (микроконтроллер) - модуль Bluetooth - программное приложение - сервер или облачный сервис; встроенное в микропроцессор электронной сигареты программное обеспечение (прошивка); автоматический сбор, хранение и анализ статистики потребления курительной смести (количество, частоты и продолжительности затяжек, общего времени курения, количества потреблённого никотина и др.) конкретным курильщиком в памяти микропроцессора сигареты, в базе данных на сервере или в аналитическом облачном сервисе; возможность прогнозировать, предлагать персонализированный план (программу) борьбы с привычкой и контролировать потребление курительной смеси курильщиком, основываясь на собранной статистике; наличие обратной связи с курильщиком с помощью звуковой и световой индикации на самой электронной сигарете или с помощью уведомлений в программном приложении; установление ограничений для потребления курительной смеси с ограничением количества или концентрации потребляемой курительной смеси, блокированием возможности использования устройства и в целом управление процессом прекращения курения, установление связи курильщика с иными потребителями через социальные сети и врачами в режиме реального времени через программное приложение, а также функции поиска электронной сигареты с помощью звукового сигнала, запрета доступа несанкционированных лиц с помощью пароля, ключа безопасности, отпечатков пальцев, позиционирования устройства GPS, BDS или GIS. Перечисленные решения раскрыты в российском патенте на изобретение № 2655596 (дата приоритета 23.05.2014), международных регистрациях № WO2015063126A1 (дата приоритета 29.10.2013), WO2014195805A2 (дата приоритета 20.05.2013), WO2018025217A1 (дата приоритета 03.08.2016), WO2020140676A1 (дата приоритета 04.01.2019), иностранных патентах на изобретениях №№ CN110661918A (дата приоритета 05.09.2019), CN106681765A (дата приоритета 24.12.2016), US2016219931A1 (дата приоритета 30.01.2015), CN110419782A (дата приоритета 18.07.2019), US8402976B2 (дата приоритета 17.04.2008), CN111399937A (дата приоритета 09.03.2020), US2014202477A1 (дата приоритета 16.01.2014), CN110472401A (дата приоритета 05.09.2019), KR20160108855A (дата приоритета 09.03.2015), US2015366268A1 (дата приоритета 12.02.2014), EP3275324A1 (дата приоритета 25.07.2016).
В качестве ближайшего аналога заявляемому изобретению было выбрано техническое решение по российскому патенту на изобретение № 2680224 «РАЗРАБОТКА ПРИЛОЖЕНИЙ ДЛЯ СЕТИ С ЭЛЕКТРОННОЙ СИГАРЕТОЙ». Данным решением предусмотрены, помимо стандартных для электронной сигареты элементов, также контроллер, датчик потока воздуха, запоминающее устройство в составе электронной сигареты, беспроводная связь с устройством (ПК, смартфон, планшетный компьютер), возможность управления свойствами курения через мобильное приложение; возможность автоматического отключения питания, снижения никотина, активации задержки после затяжки, уменьшения питания и др. в результате нарушения плана борьбы с курением; установление ограничений по количеству использований сигареты, уровню никотина; использование датчиков смартфона, GPS, акселерометра, микрофона или других элементов смартфона; направление уведомлений пользователю через электронную почту, текстовые сообщения, мгновенные сообщения или через приложение смартфона; предусмотрено программное обеспечение, приложение на смартфоне с интерфейсом, сервер в виде вычислительных устройств, база данных, двусторонняя связь пользователя с электронной сигаретой с помощью смартфона, предотвращение неразрешенного использования электронной сигареты с помощью установления пароля или ключа безопасности в смартфоне.
В качестве общих недостатков перечисленных решений можно выделить ограниченность в них системы обратной связи с пользователем, а именно индикации, передачи уведомлений, предупреждений, стимуляции пользователя с помощью самой электронной сигареты или программного приложения, в связи с чем в целом ограничена функция контроля и ограничения потребления пользователем курительной смеси; также не раскрыто решение звуковых предупреждений пользователю, с помощью чего они реализуются; система уведомлений и устройств, на которые они могут направляться, ограничена смартфоном, планшетом, ноутбуком, компьютером.
Целью настоящего изобретения является устранение вышеуказанных недостатков, а именно улучшение и увеличение эффективности в предлагаемой интеллектуальной системе борьбы с никотиновой зависимостью системы обратной связи с пользователем, а именно индикации, передачи уведомлений, предупреждений, стимуляции пользователя с помощью самой электронной сигареты или программного приложения.
Поставленная цель достигается тем, что в заявляемой интеллектуальной системе борьбы с никотиновой зависимостью обратная связь с пользователем реализована с помощью модулей световой индикации и вибрации, а также посредством пьезоизлучателя звука, встроенных непосредственно в электронную сигарету, а также путём направления программным приложением уведомлений, пуш-уведомлений на смартфон, планшет, ноутбук, компьютер, умные часы, браслеты, сообщений в чат-боты, и возможности снятия средств с кредитной карты пользователя.
Соответственно, технический результат заявляемого технического решения «Интеллектуальная система борьбы с никотиновой зависимостью» состоит в следующем.
В предлагаемой интеллектуальной системе борьбы с никотиновой зависимостью улучшена система обратной связи с пользователем, которая реализована одновременно с помощью встроенных непосредственно в электронную сигарету модулей световой индикации, вибрации и пьезоизлучателя звука, а также посредством направления программным приложением уведомлений, в том числе пуш-уведомлений на смартфон, планшет, ноутбук, компьютер, умные часы, смарт-браслет пользователя, сообщений пользователю в чат-боты, и возможности снятия программным приложением средств с кредитной карты пользователя. В результате применения данной системы обратной связи с пользователем воздействие интеллектуальной системы на поведение пользователя при использовании электронной сигареты становится более разноплановым и эффективным, что в целом увеличивает эффективность контроля и ограничения потребления пользователем курительной смеси, достигается более быстрое достижение им поставленных целей плана борьбы с никотиновой зависимостью и прекращение данной зависимости.
Также заявляемое изобретение в целом расширяет арсенал технических решений электронных сигарет в составе программно-аппаратного комплекса для помощи при борьбе с никотиновой зависимостью.
Технический результат достигается тем, что интеллектуальная система борьбы с никотиновой зависимостью представляет собой программно-аппаратный комплекс, состоящий из электронной сигареты, содержащей картридж, состоящий из мундштука, емкости с курительной жидкостью, фильтра, нагревателя, фитиля подачи курительной жидкости, контактов подключения и подачи питания на нагреватель, элементов идентификации картриджа, и корпус электронной сигареты, включающий шасси, внешний корпус, модуль питания, плату двусторонней беспроводной связи, плату управления с модулями измерения давления, световой индикации, модулем электронного управления и контроля работы устройства, запоминающим устройством с встроенным программным обеспечением, светодиод, USB-разъем, внешнего устройства пользователя, установленного на внешнем устройстве программного приложения с интерфейсом и возможностью направления уведомлений и сообщений пользователю на внешнее устройство, и виртуального аналитического сервера, включающего базу данных, программный интерфейс и компьютерный аналитический сервис, отличающийся тем, что картридж электронной сигареты дополнительно содержит звуковой пьезоизлучатель, на плате управления дополнительно установлены модули вибромотора и звуковой сигнализации, в качестве внешних устройств выступают смартфон, планшет, ноутбук, компьютер, умные часы, смарт-браслет пользователя, программное приложение выполнено с возможностью направления дополнительно пуш-уведомлений на внешнее устройство и сообщений пользователю в чат-боты, а также возможностью привязки программного приложения к кредитной карте пользователя.
Заявляемое техническое решение поясняется схематическими изображениями интеллектуальной системы борьбы с никотиновой зависимостью (фигура 1) и электронной сигареты в составе данной системы (фигура 2), поясняющие осуществление предлагаемого изобретения в рамках заявленной формулы, где 1 - это программно-аппаратный комплекс со всеми его элементами, 2 - электронная сигарета, 3 - пример внешнего устройства пользователя с установленным на нём программным приложением с интерфейсом 4, 5 - двусторонняя беспроводная связь между электронной сигаретой, внешним устройством и виртуальным аналитическим сервером, 6 - виртуальный аналитический сервер, 7 - программный интерфейс, 8 - база данных, 9 - компьютерный аналитический сервис, 10 - картридж, 11 - корпус электронной сигареты, 12 - мундштук, 13 - модуль питания, 14 - плата двусторонней беспроводной связи, 15 - плата управления, 16 - модуль измерения давления, 17 - модуль световой индикации и звуковой сигнализации, 18 - модуль вибромотора, 19 - светодиод, 20 - USB-разъем.
Для получения технического результата изобретение может быть осуществлено следующим предпочтительным образом, не исключающим иные способы осуществления в рамках заявленной формулы полезной модели.
Предлагаемая интеллектуальная система борьбы с никотиновой зависимостью представляет собой программно-аппаратный комплекс (1), который предназначен, в первую очередь, для обеспечения процесса курения (парения) пользователем с помощью электронной сигареты (2). При этом работа всех элементов данного программно-аппаратного комплекса (1) позволяет в автоматическом режиме осуществлять сбор статистики потребления пользователем курительной жидкости, её хранение, анализ, построение портрета (характеристики) потребления курильщиком жидкости, составление индивидуального плана и рекомендаций для борьбы с никотиновой зависимостью, осуществлять контроль выполнения плана и поведения пользователя в процессе курения, корректировать план в процессе контроля его выполнения.
Для достижения указанного технического результата интеллектуальная система борьбы с никотиновой зависимостью работает следующим образом.
Пользователь приобретает электронную сигарету (2), устанавливает на внешнем устройстве (на смартфоне, планшете, ноутбуке, компьютере) (3) специальное программное приложение с интерфейсом (4), которое связывает внешнее устройство (2) с электронной сигаретой (2) посредством беспроводной связи (5).
Пользователь начинает процесс курения (парения) жидкости, расположенной в емкости (не показана на схемах) внутри картриджа (10). При этом картридж (10) подключен к корпусу электронной сигареты (11) посредством контактов подключения (не показаны на схемах), а также содержит емкость с курительной жидкостью, фильтр, нагреватель, фитиль подачи курительной жидкости, контакты подачи питания на нагреватель, элементы идентификации картриджа (не показаны на схемах). Корпус электронной сигареты (11) содержит также USB-разъем (20) для зарядки модуля питания (13), шасси, внешний корпус, модуль электронного управления и контроля работы устройства, запоминающей устройство с встроенным программным обеспечением, которые на схемах не показаны.
Далее пользователь в обычном режиме в течение нескольких дней потребляет курительную жидкость. В течение данного времени интеллектуальная система осуществляет сбор, хранение и анализ статистики потребления пользователем курительной жидкости, а затем на этой основе разрабатываются план и рекомендации борьбы с никотиновой зависимостью применительно к особенностям поведения конкретного пользователя.  Более подробно данные процессы осуществляются следующим образом.
В процессе курения расположенный на плате управления (15) модуль измерения давления (16) получает статистическую информацию о профиле затяжки (скорости и объеме, глубине затяжки, резкости), а в запоминающем устройстве (не показано на схемах) на плате управления (15) также фиксируются продолжительность и частота затяжек, данные о количестве потребленного никотина, количестве выпаренной курительной жидкости. Общее управление всеми элементами предлагаемого изобретения осуществляется встроенным программным обеспечением, хранящемся в запоминающем устройстве (не показаны на схемах).
Далее, собранная на плате управления (15) статистика через плату беспроводной связи (14) передаётся на внешнее устройство (3). При этом беспроводная связь (5) между платой беспроводной связи (14) и внешним устройством (3) выполнена двусторонней предпочтительно по технологии Bluetooth, но также может быть выполнена по технологиям Wi-Fi, радиочастотной (RF) или NFC. Двусторонняя беспроводная связь (5) осуществляется с внешним устройством пользователя (3) - смартфоном, планшетом, ноутбуком, компьютером, умными часами, смарт-браслетом - и позволяет передавать в автоматическом режиме, без участия пользователя собранную элементами платы управления (15) статистику о количестве выполненных им затяжек с использованием электронной сигареты (2), их продолжительности, профиле затяжек, периодичности, количестве потребленного никотина, количестве выпаренной курительной жидкости на установленное на внешнем устройстве (3) программное приложение с интерфейсом (4) и затем на виртуальный аналитический сервер (6) для осуществления компьютерных математических расчетов, что позволяет построить портрет (характеристику) курильщика.
Программное приложение (4), в свою очередь, обеспечивает двустороннюю связь, с одной стороны, через плату беспроводной связи (14) с платой управления (15) электронной сигареты (2), а с другой стороны, с виртуальным аналитическим сервером (6), в который поступает статистика потребления курительной жидкости пользователем и вырабатываются управляющие функции в соответствии с управляющими алгоритмами. Таким образом, программное приложение (4) через плату беспроводной связи (14) и установленных на плате управления (15) электронной сигареты модулей получает все параметры потребления пользователем курительной жидкости, собирает и транслирует их на виртуальный аналитический сервер (6). Помимо этого, программное приложение (4) осуществляет в режиме реального времени посредством интерфейса на внешнем устройстве (3) информирование пользователя о процессе  электронной сигареты (2), а также сопутствующих этому ситуативных сообщениях, о показателях потребления и демонстрирует на экране внешнего устройства (3) пользователю план и рекомендации по снижению никотиновой зависимости, направляет мотивирующие сообщения, позволяет управлять работой электронной сигареты (2), в том числе оптимизировать профиль затяжки на электронной сигарете (2) в зависимости от установленных суточных норм потребления курительной жидкости, установленного картриджа (10), а также от манеры курения пользователя, и контролирует актуальность встроенного в электронную сигарету программного обеспечения (не показано на схемах) и осуществляет его обновление.
Виртуальный аналитический сервер (6) включает в себя программный интерфейс (7), базу данных (8) статистики потребления пользователем курительной жидкости, а также и компьютерный аналитический сервис (9), в которых осуществляется с помощью программных математических расчетов анализ статистики потребления пользователем курительной жидкости, производится поведенческий анализ потребителя, и на этой основе автоматически осуществляется выработка рекомендаций, советов, планов снижения никотиновой зависимости на основе машинного обучения с учетом реально поступающих данных от пользователя.
Таким образом, в интеллектуальной системе борьбы с никотиновой зависимостью обеспечивается связка плата управления электронной сигареты (15) - плата беспроводной связи (14) - программное приложение на внешнем устройстве (4) - виртуальный аналитический сервер (6) и автоматический сбор всей статистики потребления пользователем курительной жидкости, её хранение, анализ, построение портрета (характеристики) потребления курильщиком жидкости, составление индивидуального плана и рекомендаций для борьбы с никотиновой зависимостью, осуществляется корректировка данного плана в процессе контроля его выполнения.
Непосредственно контроль выполнения автоматически разработанного компьютерным аналитическим сервисом (9) плана и рекомендация борьбы с никотиновой зависимостью осуществляется предлагаемой интеллектуальной системой с помощью встроенных в плату управления (15) электронной сигареты (2) модулей световой индикации (17), вибромотора (18), звуковой сигнализации (17), и, соответственно, установленных в корпусе электронной сигареты светодиода (19), звукового пьезоизлучателя (не показан на схемах). При этом светодиод (19) выполнен предпочтительно в виде RGB-светодиода. Модуль звуковой сигнализации (17) через пьезоизлучатель звука (не показан на схемах) направляет пользователю сигналы для контроля потребления курительной смеси, а также позволяют локализовать место расположения электронной сигареты в случае её потери. Модуль вибромотора (18) также осуществляет тактильное воздействие на пальцы и губы пользователя, а также помогает установить местонахождение электронной сигареты (2). Таким образом, в случае невыполнения плана или, наоборот, достижения определённых целей интеллектуальная система автоматически подаёт, соответственно, световые, звуковые и тактильные сигналы пользователю. То есть пользователь самым разнообразным образом информируется и предупреждается о допущенных им нарушениях или достижениях, в результате чего пользователь корректирует своё поведение.
Кроме того, на дисплей внешнего устройства (3) пользователя через установленное на нём программное приложение (4) отправляются уведомления и сообщения пользователю, причём не только непосредственно с использованием интерфейса приложения (4), но также в виде пуш-уведомлений на внешнее устройство (3), например, на смартфон, умные часы, смарт-браслет, и сообщений пользователю в чат-боты. Таким образом пользователь информируется, что сегодня он потребил больше никотина, чем было запланировано, что он очень много потребляет в течение короткого времени и необходимо скорректировать поведение, а также осуществляется мотивация пользователя сообщений, геймификации в программном приложении (4).
Также предусмотрена возможность привязки данных кредитной карты (не показана на схемах) пользователя к программному приложению (4) для снятия средств в качестве штрафа и направления их на специальный счёт в случае нарушения пользователем требований плана.
Таким образом заявленным изобретением предусмотрена целая система обратной связи с пользователем, в результате работы которой воздействие интеллектуальной системы на поведение пользователя при использовании электронной сигареты (2) становится более разноплановым и эффективным, что в целом увеличивает эффективность контроля и ограничения потребления пользователем курительной смеси, достигается более быстрое достижение им поставленных целей плана борьбы с никотиновой зависимостью и прекращение данной зависимости.
Новизна и изобретательский уровень представленного изобретения состоит в том, что совокупность его существенных признаков обеспечивает более разноплановое и эффективное воздействие интеллектуальной системы на поведение пользователя при использовании электронной сигареты, что в целом увеличивает эффективность контроля и ограничения потребления пользователем курительной смеси, достигается более быстрое достижение им поставленных целей плана борьбы с никотиновой зависимостью и прекращение данной зависимости.
Заявитель в настоящее время осуществляет производство предложенного изобретения.