УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОНИТОРИНГА ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ КОМПЬЮТЕРА НА ОСНОВЕ КЛАВИАТУРЫ

Полезная модель относится к устройствам для психофизиологических исследований.
Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели является компьютерная клавиатура (патент на полезную модель RU №146818), содержащая корпус с установленным в нем блоком управления и, по меньшей мере, одной клавишей, отличающаяся тем, что клавиша выполнена с встроенным в нее вибратором и, по меньшей мере, одним теплодатчиком, которые подключены к блоку управления.
Недостатком этого технического решения является невозможность получения оценки психофизиологического состояния пользователя компьютера.
Технической задачей, решаемой заявляемой полезной моделью, является расширение множества устройств для психофизиологических исследований за счет увеличения функциональных возможностей манипулятора «мышь».
Решение технической задачи достигается за счет того, что устройство для мониторинга психофизиологического состояния пользователя компьютера на основе содержит корпус с установленным в нем блоком управления и, по меньшей мере, одной клавишей, выполненной с встроенным в нее вибратором и теплодатчиком, в клавишу встроен датчик, измеряющий силу давления, амплитуду нажатия и скорость нажатия на клавишу, и датчик электрической активности кожи, который встроен так, что его чувствительный элемент выполнен заподлицо с внешней поверхностью клавиши, в корпус клавиатуры встроены микропроцессор и блок беспроводного интерфейса, причем все датчики и блок беспроводного интерфейса соединены с микропроцессором, который соединен с блоком управления и выполнен с возможностью обработки информации, поступающей с выхода датчиков, и расчета на основе этой информации оценки психофизиологического состояния пользователя компьютера.
Технический результат, достигаемый указанной совокупностью признаков, заключается в обеспечении возможности мониторинга психофизиологического состояния пользователя компьютера на основе клавиатуры.
Компоненты заявляемого устройства известны из уровня техники: микропроцессор может быть выполнен по техническому решению, изложенному в патенте на изобретение RU №2666458;
датчик электрической активности кожи (датчик кожно-гальванических реакций) может быть выполнен по техническому решению, изложенному в патенте на полезную модель RU №179569;
датчик, измеряющий силу давления, амплитуду нажатия и скорость нажатия на клавишу, может быть выполнен по техническому решению, изложенному в патенте на изобретение RU №2292579;
блок беспроводного интерфейса может быть выполнен по техническому решению, изложенному в патенте на изобретение RU №2415500;
Функционирование заявляемой полезной модели заключается в том, что пользователь компьютера взаимодействует с ним посредством клавиатуры. В процессе взаимодействия датчики, встроенные в каждую клавишу, регистрируют и измеряют силу давления, амплитуду нажатия и скорость нажатия на клавишу, температуру, а также показатели кожно-гальванических реакций (электрической активности кожи). Эта информация поступает в микропроцессор.
Микропроцессор на основе этой информации осуществляет расчет оценки психофизиологического состояния пользователя манипулятора «мышь», например, на основе алгоритмов, изложенных в:
Басов О.О., Хахамов П.Ю., Носов М.В. Повышение эффективности управления в условиях изменения психофизиологического состояния персонала // Труды СПИИРАН. 2014. №3 (34). С.112-135.
Богомолов А.В., Гридин Л.А., Кукушкин Ю.А., Ушаков И.Б. Диагностика состояния человека: математические подходы. М.: Наука, 2003. 464 с.
Дик С.К., Миняйло В.Н., Терех А.С., Давыдова Н.С., Смирнов А.В., Счастная Н.И., Кашицкий Э.С. Электрическая активность кожи как индикатор функционального состояния человека // Сознание и физическая реальность. 2012. Т. 17. №11. С.43-45.
Журавский В.И., Костюк Д.А., Латий О.О., Маркина А.А., Поляков В.И. Измерение и анализ электрической активности кожи для задач мониторинга состояния пользователя // Вестник Брестского государственного технического университета. Физика, математика, информатика. 2018. №5 (113). С.74-76.
Лябах М.А., Горго Ю.П. Температура активных зон кожи при различных функциональных состояниях человека // Международный научно-исследовательский журнал. 2014. №2-3 (21). С.92-95.
Серова Е.Н., Иванов Ю.П., Иванов П.Ю., Суходоев В.В. Метод оценки психофизиологического состояния с применением регистрации кожно-гальванической реакции // Естественные и технические науки. 2008. №5 (37). С.121-124.
Сулавко А.Е., Федотов А.А., Еременко А.В. Распознавание пользователей компьютерных систем по клавиатурному почерку с учетом параметров вибрации и давления на клавиши // Динамика систем, механизмов и машин. 2017. Т. 5. №4. С.95-105.
Рассчитанная оценка психофизиологического состояния передается в блок беспроводного интерфейса, который передает ее в компьютер:
для предъявления пользователю посредством монитора или динамиков,
для учета динамики изменения оценки,
для использования полученной оценки в алгоритмах диагностики психофизиологического состояния более высокого уровня (объединяющих аналогичные по сути оценки, полученные несколькими альтернативными способами) и т.п.
Работа выполнена при поддержке гранта Президента РФ по государственной поддержке ведущих научных школ РФ НШ-122.2022.1.6.