СПОСОБ КОМПЛЕКСНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ ДЛЯ ЕГО РЕЛАКСАЦИИ И СНЯТИЯ СТРЕССА И КРЕСЛО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
METHOD OF COMPLEX EFFECT ON USER FOR RELAXATION THEREOF AND STRESS REMOVAL AND CHAIR FOR IMPLEMENTATION THEREOF

Область техники, к которой относится изобретения
Настоящее изобретение относится к устройствам нефармакологической коррекции функционального состояния человека, в частности, к эргономичному креслу, выполненному с возможностью одновременного воздействия на человека звуковыми и световыми сигналами, и может быть использовано для восстановления работоспособности, стабилизации психофизиологического состояния, снятия стресса и поддержания когнитивных функций человека в течение рабочего дня.
Предпосылки создания изобретения
Рабочая деятельность человека характеризуется наличием физического, эмоционального и интеллектуального напряжения, что в совокупности ведет к его эмоциональному истощению, профессиональному выгоранию и хронической усталости. Эти состояния характеризуются сниженной работоспособностью, нарушением внимания, ростом числа ошибок, снижением стрессоустойчивости, депрессиям.
Общеизвестны кабины и комнаты отдыха, используемые для отдыха персонала, работающего в некомфортных условиях - например, в условиях повышенного шума, стресса или воздействия других факторов. Они обустроены как места, способствующие наилучшему расслаблению человека, его переключению с активных действий к отдыху и исключают воздействие неблагоприятных факторов. Эти помещения характеризуются замкнутостью и изолированностью от окружающей обстановки, наличием специальных отделочных решений, наличием объектов, оказывающих дополнительное психологическое воздействие на человека: аквариум, фонтан, водопад, фотографические и иные пейзажные изображения, природные объекты (растения, животные) и т.д. Однако описанные помещения стационарны и привязаны территориально к местонахождению здания.
Известны технологии, которые позволяют в режиме реального проводить оценку состояния пользователя и корректировать его для предотвращения стресса, например, на базе эргономичного кресла. Из KR 101877941 В1 известна персонализированная система эмоциональной стимуляции пользователя с использованием биологической обратной связи. Система представляет собой трансформируемое кресло в полуоткрытой капсульной форме. Конструкция кресла включает подножку, сидение, спинку и подголовник. Каркас кресла выполнен в виде двух боковых поверхностей со стороны подлокотников и верхней крышки, которая имеет возможность закрываться для создания закрытого пространства. В конструкцию кресла могут быть встроены отдельные датчики для измерения следующих биологических сигналов: артериальное давление, пульс, частота сердечных сокращений, вариабельность сердечного ритма, температура, ЭЭГ, ЭКГ, ЭМГ, насыщение кислородом и т.д. В системе реализована световая и аудио стимуляция, параметры которой зависят от характеристик измеряемых биологических сигналов. В данном решении эффективность психоэмоционального воздействия достигается за счет демонстрации на экране слайд-фильмов, содержащих природные пейзажи, сопровождаемые звуками природы с естественной громкостью и соответствующими запахами и движениями воздуха.
Главным недостатком известнойсистемы является то, что для измерения определенных биологических параметров, например, ЭЭГ или ЭКГ, пользователю необходимо надевать на себя измерительные устройства, что неудобно и некомфортно для пользователя, а использование комплексного воздействия на пользователя неэффективно. Более того, в конструкции кресла отсутствует поясничная поддержка и возможность регуляции подголовника, что снижает функциональность предложенной системы. А крепление купола на каркас эргономичного кресла, стоящего на полу, не позволяет существенно экономить место, необходимое для эксплуатации устройства.
Таким образом, существует потребность в создании простого компактного устройства для стабилизации психофизиологического состояния, снятия стресса и поддержания когнитивных функций человека в течение рабочего дня, выполненное с возможностью комплексного воздействия на пользователя с высокой эффективностью и которое бы позволило избежать вышеуказанных недостатков, и в то же время занимало бы мало пространства и было пригодно для установки как в отдельных помещениях, так и в зонах «openspace».
Раскрытие изобретения
Технической задачей, на достижение которой направлено настоящее изобретение, заключается в расширении арсенала технических средств, направленных на стабилизацию физиологического и психологического состояний человека, и при использовании которых отсутствовала бы необходимость отдельного помещения для эксплуатации и привлечения обслуживающего персонала.
Еще одной технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является обеспечение максимальной чувствительности комплексного воздействия на пользователя по своим выразительным свойствам к динамике физиологических показателей этого же пользователя.
Также предлагаемое изобретение решает задачу достижения оптимальных условий для отдыха и восстановления сил пользователя.
Поставленные задачи решаются следующими средствами, изложенными ниже.
Способ комплексного воздействия на пользователя для релаксации и снятия стресса пользователя, который находится в эргономичном кресле, заключается в выполнении этапов, на которых:
- инициируют начало сеанса, которое характеризуется автоматическим раскладыванием элементов кресла и приведением кресла в полулежачее состояние, закрытием купола кресла для изоляции пользователя и создания эффекта погружения в интерактивную среду;
- осуществляют детектирование сигнала пульсовой и дыхательной волн на протяжении сеанса;
- обрабатывают и анализируют полученный сигнал с целью извлечения временных интервалов между сердечными сокращениями, частоты сердечных сокращений и расчета на их основании показателей вариабельности сердечного ритма;
- на основе полученных данных осуществляют вычисление и мониторинг показателя когерентности сердечного ритма и дыхания (HRC) на протяжении сеанса;
- реализуют по меньшей мере один тип сценария воздействия, который включает одновременное световое и аудио воздействие на пользователя.
Причемаудиопоток генерируют на основе по меньшей мере одного адаптивного саундтрека, который компилируется из вертикального микса, причем композиция саундтрека состоит из нескольких функциональных слоев, для каждого из которых задано пороговое значение показателя когерентности сердечного ритма и дыхания, и каждый из которых активируется при достижении текущего показателя когерентности заранее заданного порогового значения показателя когерентности слоя. Световое воздействие для имитации естественного уровня освещенности, возникающего при закате, рассвете или сумерках, генерируют с частотой, модулируемой частотой сердечных сокращений.
После окончания сценария воздействия инициируют окончание сеанса.
В одном извариантов осуществления изобретения сценарий воздействия дополнительно включает вибротактильное воздействие на пользователя, синхронизированное со световым и/или аудио воздействием.
В одном из вариантов осуществления изобретения на основе сигнала пульсовой и дыхательной волн могутрассчитываться как спектральные, так и статистические показатели вариабельности сердечного ритма.
В одном из вариантов осуществления изобретенияобрабатывают и анализируют полученный сигналпульсовой и дыхательной волн с целью извлечения из него частоты дыхательных движений.
В одном из вариантов осуществления изобретения для каждого функционального слоя композиции саундтрека задано пороговое значение громкости, при этом при генерировании аудиопотока осуществляется плавное изменение громкости каждого функционального слоя.
Также настоящее изобретение направлено на создание устройства для релаксации и снятия стресса, которое реализует этапы описанного выше способа. Предлагаемое устройство выполнено в виде кресла, которое состоит из сидения, подножки и спинки, выполненных с возможностью наклона относительно сидения, подголовника, выполненного с возможностью отклонения синхронно с раскладыванием спинки, поясничной поддержки, вмонтированной внутрь спинки кресла, купола, соединенного со спинкой и выполненного с возможностью вращения вокруг оси крепления купола к спинке для закрывания пользователя во время сеанса от головы до талии или ниже талии. Устройство включает также блок управления, расположенный под сидением кресла и выполненный с возможностью выполнения этапов способа. В спинке кресла встроен по меньшей мере один датчик для регистрации сигнала пульсовой и дыхательной волн пользователя, соединенный с блоком управления. В кресло встроено тажке средство аудио воздействия на пользователя для проигрывания аудиопотока, соединенное с блоком управления, и устройство светового воздействия на пользователя, встроенное в купол кресла и соединенное с блоком управления.
В одном из вариантов осуществления изобретения устройство светового воздействия представляет отдельные светодиоды, выполненные в форме светодиодных ламп, или светодиоды в форме светодиодной ленты.
В одном из вариантов осуществления изобретения светодиоды расположены по меньшей мере на части внутренней поверхности купола кресла равномерно с определенным интервалом и в определенном заранее заданном порядке или произвольным образом.
В одном из вариантов осуществления изобретения средство аудио воздействия снабжено устройством вывода звука, которое выполнено в виде парных динамиков, которые вмонтированы в подголовник кресла или спинку кресла.
В одном из вариантов осуществления изобретения сидение и/или спинка кресла включают массажные элементы, соединенные с блоком управления.
Создание компактного устройства, реализующего безопасное и высокоэффективное воздействие на психоэмоциональное состояние человека за счет совместного конструктивного выполнения устройства в виде эргономичного кресла с закрывающимся куполом, который создает вокруг пользователя комфортное полузакрытое личное пространство, и встроенных элементов, выполненных с возможностью комплексного сенсорного воздействия (аудио, светового воздействия), модулируемого параметрами работы сердечной и дыхательной систем, позволяет достичь оптимальных условий для отдыха и восстановления сил.
Крепление купола непосредственно к спинке кресла и его функциональная возможность вращаться вокруг спинки кресла через передачу, приводимую в движение актуатором, позволяет существенно экономить место, необходимое для эксплуатации устройства. Выполнение кресла с поясничной поддержкой и регулируемым подголовником повышает комфорт пользователя и удобство эксплуатации устройством.
Преимуществом предлагаемого изобретения является разработка способа воздействия на пользователя с целью его релаксации и отдыха, в котором аудиопоток генерируется по определенному алгоритму. Саундтрек, на основе которого генерируется аудиопоток, компилируется с использованием техники микширования. Причем используется техника вертикального микширования. Композиция саундтрека разбита на несколько функциональных слоев, что позволяет точнее управлять состоянием пользователя и его дыханием в ходе сеанса. В качестве тригера, который запускает изменение слоев выступает показатель когерентности сердечного ритма и дыхания, а направление изменений задается таким образом, что микс становится более насыщенным (с активацией большего количества слоев) при увеличении показателя в ходе сеанса, что подталкивает пользователя дышать определенным образом, добиваясь за счет этого общего расслабления.
К преимуществам использованной техники вертикального микширования можно отнести максимальную плавность изменений композиции, максимальное музыкальное звучание. При сравнении с техниками, например, горизонтального микширования это позволяет достичь максимально быстрого времени отклика в ответ на изменение функционального состояния и избавляет от необходимости резко вводить новые композиционные элементы в миксе. Например, если используется привязка какого-то конкретного типа музыкальных фраз к параметрам состояния (горизонтальное микширование), требуется больше времени для их плавного завершения и перехода к следующей фразе, что образует временную задержку в контуре обратной связи и снижает ее эффективность. В случае, если сменять элементы композиции быстро, не дожидаясь их окончания, это приводит к тому, что микс воспринимается пользователями как «не музыкальный», что снижает вовлеченность пользователя в процесс сеанса и может доставлять ему дискомфорт. Это в свою очередь, отражается на общей эффективности сеанса, т.к. пользователь хуже соотносит изменения своего состояния с предъявляемым ему саундтреком.
Таким образом, использование техники вертикального микширования для компиляции саундтрека и последующей генерации аудиопотока на основе снятых физиологических показателей совместно со световым воздействием на пользователя с частотой, модулированной частотой сердечных сокращений, позволяет повысить эффективность воздействия на пользователя с целью его общего расслабления и удобство использования предложенного устройства.
Краткое описание чертежей
Прилагаемые чертежи, которые включены в состав настоящего описания и являются его частью, иллюстрируют варианты осуществления изобретения и совместно с вышеприведенным общим описанием изобретения и нижеприведенным подробным описанием вариантов осуществления служат для пояснения принципов настоящего изобретения. На чертежах одинаковые позиции применяются для обозначения одинаковых деталей или элементов конструкции.
На фиг. 1-4 представлен общий вид эргономичного кресла.
На фиг. 5 представлена блок-схема основных элементов эргономического кресла, использующихся для релаксации пользователя.
На фиг. 6 представлена схема, отражающая основные структурные элементы адаптивного саундтрека, применяемого для генерации аудиопотока в течение сеанса.
На фиг. 7 представлена структурная схема адаптивной части саундтрека для вертикального послойного микса (А) и горизонтального послойного микса (В).
На фиг. 8 схематично представлена блок-схема, отражающая этапы проведения сеанса с использованием эргономичного кресла.
На фиг. 9 представлен график изменения показателя когерентности сердечного ритма и дыхания на протяжении сеанса пользователя.
Подробное описание изобретения
Настоящее изобретение относится кспособу комплексного воздействия на пользователя для релаксации и снятия стресса пользователя, который находится в эргономичном кресле, и непосредственно к самому эргономичному креслу с закрывающимся куполом, который создает вокруг пользователя комфортное полузакрытое личное пространство, и которое выполнено с возможностью создания интерактивной среды благодаря тренингу вариабельности сердечного ритма (ВСР) через биологическую обратную связь (БОС).
Интерактивная среда обеспечивается путем светового и аудио воздействий, в разных сочетаниях или в совокупности, на пользователя в процессе сеанса. Изобретение может быть использовано в качестве средства профилактики стресса и его последствий, а также для закрепления позитивного психоэмоционального состояния у лиц, испытывающих значительные нервные напряжения или повышенные психоэмоциональные нагрузки в процессе осуществления своей профессиональной деятельности.
Более подробно конструкция кресла показана на фиг. 1-4 и описывается ниже.
Конструкция кресла состоит из основания (базы) (1), выполняющего роль опоры для кресла, и непосредственно самого кресла, состоящего из подножки (2), сидения (3), спинки (4) и подголовника (5).
Сидение (3) крепится на каркас основания через систему рычагов и шарниров, что обеспечивает возможность наклона сидения (3) относительно основания (1) за счет применения тяговых механизмов (актуаторы, моторы и тому подобное). Подножка (2) и спинка (4) крепятся к сидению через систему рычагов и шарниров, обеспечивающих возможностью наклона подножки (2) и спинки (4) относительно сидения (3) за счет применения тяговых механизмов. Подголовник (5) крепится к спинке (4) и соединен системой рычагов и шарниров с сидением (3), что обеспечивает отклонение подголовника (5) синхронно с раскладыванием спинки (4) кресла механическим путем и без применения тяговых механизмов. Подвижность подножки (2), сидения (3), спинки (4) и подголовника (5) обеспечивает возможность занятия пользователем из положения сидя положения полулежа с легким изгибом в коленях для проведения сеанса.
Под сеансом в данной заявке понимают промежуток времени, в течение которого пользователь находится в кресле во время выбранного им сценария воздействия. В зависимости от типа сценария пользователю предъявляются различныеаудио, световые композиции и, в некоторых вариантах осуществления, программы массажа. Типы сценария привязаны к различным физиологическим состояниям, которые хочет достичь пользователь, например релаксация или поддержание физиологического состояния в рабочем тонусе.
Кресло может трансформироваться в несколько позиций: положение «сидя», положение «полулежа», промежуточные положения между положениями «сидя» и «полулежа».
В одном из вариантов осуществления изобретения внутрь спинки (4) кресла вмонтирована твердая площадка (не показана на чертежах), выполняющая роль поясничной поддержки. Элемент поясничной поддержки крепится к сидению (3) и спинке (4) системой рычагов и шарниров, что обеспечивает его движение вперед (выступает под поясницу) синхронно с раскладыванием спинки (4) кресла механическим путем и без применения тяговых механизмов. В том случае, если кресло находится в положении «сидя», поясничная поддержка не ощущается пользователем и располагается заподлицо с поверхностью спинки (4) кресла. При раскладывании кресла в положение «полулежа» элемент поясничной поддержки выступает под поясницу пользователя, создавая опору. Это позволяет обеспечить дополнительный комфорт пользователю во время сеанса за счет компенсации естественного прогиба поясницы в положении «полулежа».
Размеры элементов кресла выбираются из условия обеспечения комфортной посадки для людей разного роста.
Обивка подножки (2), сидения (3), спинки (4) и подголовника (5) представляет собой мягкий материал, например, выбранный из: поролон, латекс, материал с памятью формы, и другие, - обитый лицевым материалом. В качестве лицевого материала может быть использовано ткань, кожа, эко-кожа и другие. Обивка элементов креславыбрана из таких материалов, чтобы обеспечивать комфортное положение пользователя во время сеанса. Твердая площадка, выполняющая роль поясничной поддержки, может быть изготовлена из любого прочного материала.
С обеих сторон кресла крепятся боковые панели (6), которые закрывают пользователя во время сеанса с боков. Боковые панели (6) могут быть выполнены из дерева, композитных или других конструкционных материалов с последующей окраской или обтяжкой различными видами тканей. На внутренних поверхностях боковых панелей (6) в одном из вариантов осуществления могут быть расположены подлокотники (7).
К спинке (4) кресла в области плеч пользователя крепится купол (8). Крепление представляет собой поворотный механизм, который может быть выполнен с помощью рычажных, зубчатых или иных передаточных конструкций, позволяющих куполу (8) открываться и закрываться, закрывая пользователя во время сеанса от головы до талии или ниже талии. Кроме того, конструкция купола (8) может быть разборной, купол может быть съемным. Купол (8) может быть выполнен в форм-факторе яйца или любом другом виде, обеспечивающем комфортное пространство внутри купола (8) вокруг пользователя. Купол (8) может быть выполнен из композитных или других конструкционных материалов. В закрытом состоянии расстояние от лица пользователя до купола (8) составляет от 40 см и более, для обеспечения психологического комфорта.
Открытие или закрытие купола (8) происходит вокруг оси крепления купола (8) к спинке (4) кресла за счет работы тяговых механизмов (актуаторы, моторы и тому подобное). Купол (8) защищает пользователя от внешних световых раздражителей и создает комфортное уединенное пространство для отдыха. В тоже время наличие купола (8) обеспечивает возможность установки изобретения в общих зонах без необходимости выделения отдельного помещения для создания комфортного психологического пространства.
В процессе сеанса происходит воздействие на пользователя следующих факторов: светового воздействия и аудио воздействия и/или массажного воздействия, - в разных сочетаниях.
Для этого кресло снабжено устройством вывода звука. В одном из вариантов осуществления изобретения устройство вывода звука может быть выполнена в виде встроенных парных динамиков (9) (вариант осуществления изобретения показан на фиг. 2), которые вмонтированы в подголовник (5) кресла или спинку (4) кресла для воспроизведения аудиопотока. Динамики (9) располагаются справа и слева по краям спинки (4) кресла и развернуты внутрь. В другом варианте осуществления устройство вывода звука может быть выполнено в виде внешних колонок, наушников и других подобных устройств.
В купол (8) вмонтировано устройство для осуществления разноцветного (RGB) светового воздействия на пользователя (не показано на фиг. 1-4). Устройство для осуществления светового воздействия (12) на пользователя представляет отдельные светодиоды, выполненные в форме светодиодных ламп (121), или светодиоды в форме светодиодной ленты (122) (фиг. 5). В некоторых вариантах осуществления могут быть использованы другие известные устройства для осуществления светового воздействия (12) на пользователя, выполненные с возможностью воспроизведение света в режиме RGB.
В том случае, если в качестве устройства для осуществления светового воздействия (12) используют светодиоды, их располагают по окантовке (всей или частично) на внутренней поверхности купола (8), обращенной к пользователю, равномерно с определенным интервалом и в определенном заранее заданном порядке или произвольным образом. В другом варианте осуществления светодиоды могут быть монтированы в купол (8) в зону над головой пользователя таким образом, чтобы обеспечить попадание света на глаза пользователя.
Расположение светодиодов выбирают таким образом, чтобы воздействовать на пользователя отраженным рассеянным светом в области глаз для обеспечения безопасности пользователя.
Под лицевым материалом обивки спинки (4) кресла встроен по меньшей мере один датчик регистрации сигнала пульсовой и дыхательной волн (11) (фиг. 2). В предпочтительном варианте осуществления изобретения встроен датчик (11) выполнен в виде датчика баллистокардиографии (далее - БКГ) с целью последующего анализа вариабельности сердечного ритма (далее - ВСР). Датчик БКГ должен располагаться максимально близко к области сердца. При этом регистрация пульсовой волны пользователя может происходить с применением других бесконтактных датчиков для регистрации физиологических параметров, не вызывающие необходимость пользователю надевать на себя что-либо.
Дополнительно в одном из вариантов осуществления кресло может быть снабжено массажными элементами, которые вмонтированы в сидение (3) и/или спинку (4) кресла.
Устройство для осуществления светового воздействия (12) на пользователя, по меньшей мере один датчик для регистрации физиологических параметров (11), средство аудио воздействия на пользователя (13), массажные элементы (14), а также устройства управления элементами кресла (15), в том числе, устройство управления куполом (8), соединены с блоком управления (16), который в одном из вариантов осуществления располагается под сидением (3) кресла и представляет один или более процессоров (17), выполняющих основную вычислительную работу при реализации этапов взаимодействия с вышеперечисленными элементами, и оперативную память, предназначенных для оперативного хранения команд, выполняемых одним или более процессорами (17).
Средство хранения данных (18) может представлять собой жесткий диск (HDD), твердотельный накопитель (SSD), флэш-память (NAND-flash, EEPROM, DataFlash и т.п.), оптические приводы, мини диск или их совокупности.
Средства сопряжения устройств и передачи данных выбираются исходя из необходимой конфигурации исполнения эргономичного кресла.
Средства передачи данных выбираются из устройств, предназначенных для реализации процесса коммуникации между различными устройствами посредством проводной и/или беспроводной связи, в частности, такими устройствами могут быть: GPS модем, BLE модуль или Bluetooth, Wi-Fi приемопередачик и т.п.
Компоненты эргономичного кресла сопряжены между собой посредством общей шины передачи данных.
В заявленном решении в некоторых вариантах реализации при помощи модулей «speech-to-text» и «text-to-speech» может быть использовано голосовое обслуживание (IVR) и/или голосовое управление приложениями.
В качестве устройства ввода в предпочтительном варианте изобретения может быть использован пульт управления креслом (10) (фиг. 4), соединенный посредством средств передачи данных с блоком управления. Пульт управления (10) расположен в подлокотнике (7) или боковой панели (6) кресла. Пульт управления (10) представляет собой сенсорный дисплей, с которого пользователь осуществляет управление сеансами. Взаимодействие пользователя с пультом управления (10) осуществляется с помощью нажатия на сенсорном дисплее соответствующих символов. Средство хранения данных (18) содержит предзаписанные саундтреки и по меньшей мере одну предзаписанную программу светового воздействия.
Процессор (17) выполнен с возможностью построения графика изменения показателя когерентности на основе извлекаемых показателей сердечной и дыхательной деятельности пользователя в режиме реального времени в течение сеанса.
Процессор (17) выполнен с возможностью генерирования адаптивного саундтрека на основе изменений показателей когерентности сердечного ритма и дыхания.
Процессор (17) выполнен с возможностью генерирования светового воздействия с частотой, промодулированной частотой сердечный сокращений.
Пульт управления (10) активирует сценарий воздействия. Сценарий воздействия - одновременное звуковое и световое воздействие в зависимости от снимаемого физиологического показателя. В некоторых вариантах осуществления сценарий воздействия дополнительно включает вибротактильное воздействие на пользователя, синхронизированное со звуковым и световым воздействием.
Блок схема основных элементов эргономического кресла, использующихся для релаксации пользователя, представлена на фиг. 5.
В некоторых вариантах воплощения средство хранения данных (18) имеет не менее двух типов сценариев воздействия. Пользователь имеет возможность посредством пульта управления (10) выбрать тип сценарий воздействия, пульт управления (10) активирует тот или иной тип сценария воздействия. Типы сценариев воздействия могут быть выбраны из: сценарий релаксации, сценарий тонизирующий и другие.
Сеанс содержит по меньшей мере один адаптивный саундтрек, который на основании измеряемых и сохраняемых физиологических параметров пользователя, генерирует аудиопоток. Аудиопоток способствует снятию напряжения и общему расслаблению. В общем случае саундтрек может состоять из трех функциональных блоков: введение, адаптивная часть и окончание (фиг. 6).
Введение включает в себя общую инструкцию и рекомендации по использованию кресла.
Во время проигрывания окончания пользователю предъявляются краткий отчет по итогам сеанса и рекомендации по улучшению самочувствия. Рекомендации могут предъявляться посредством их вывода на экран пульта управления или при помощи устройств аудиовыхода кресла.
Адаптивная часть саундтрека разбита на сеттинги - типовые сочетания природных условий и событий (лес, равнины, холмы, берег реки и т.п.). Звучание каждой из локаций должно быть ненавязчивым, обладать хорошей детализацией, не содержать часто повторяющиеся фрагменты. Микс для каждой локации должен базироваться на конкретном ландшафте.
Для реализации саундтрека могут быть использованы различные техники, в том числе создание вертикального послойного микса, создание горизонтального послойного микса, создание генеративного саундтрека с горизонтальным и вертикальным слоями. Ниже описаны техники микширования для возможной реализации саундтрека.
Вертикальный послойный микс (VerticalLayering) представляет собой записанные и сведенные дорожки, которые при одновременном проигрывании любого количества из них образуют законченный микс. Адаптивные свойства данного потока достигаются за счет активации разного количества аудиодорожек, образующих разные слои\уровни микса, при изменении целевого физиологического показателя. Т.е. если значения целевого показателя больше\меньше порогового, то происходит включение\выключение заданного количества дорожек. Таким образом, сам микс становится более или менее «насыщенным» и обратная связь привязывается к параметру «насыщенности» микса.
Горизонтальный послойный микс (HorizontalLayering) представляет собой аудиодорожку, которая в реальном времени собирается из коротких музыкальных фраз. Фразы сгруппированы по категориям. В зависимости от значения физиологического показателя определяется категория, из которой случайным образом отбирается и проигрывается фраза. Фразы не должны повторяться при выборе одной и той же категории несколько раз подряд, чтобы не допускать зацикливания одной и той же фразы. Категории фраз должны отражать градацию эмоциональной насыщенности, (например, нейтральная-радостная-восторженная), что позволит конструировать мелодию, отражающую за счет средств музыкальной выразительности текущее состояния пользователя, опираясь на значение его физиологического показателя.
Генеративный саундтрек с горизонтальными и вертикальными слоями представляет собой комбинацию двух предыдущих техник. Главным отличием данного подхода является использование генеративных музыкальных алгоритмов для генерации горизонтальных слоев микса таким образом, чтобы они могли образовать несколько вертикальных слоев, сочетающихся между собой. При этом генерируемые характеристики мелодии должны отражать физиологическое состояние пользователя, образуя дополнительный контур обратной связи помимо контура насыщенности микса, аналогичный описанному в пункте вертикального послойного микса.
В настоящем изобретении используется в качестве техники микширования используется вертикальное микширование. Использование данной техники по сравнению с другими известными техниками позволит обеспечить максимальное музыкальное звучание и достичь максимально быстрого времени отклика в ответ на изменение функционального состояния пользователя, что повышает эффективность звукового воздействия.
Способ комплексного воздействия на пользователя с помощью эргономичного кресла капсульного типа реализуется следующим образом (фиг. 8).
На первом этапе инициируют начало сеанса, которое характеризуется автоматическим раскладыванием элементов кресла и приведением кресла в полулежачее состояние, закрытием купола кресла для изоляции пользователя и создания эффекта погружения в интерактивную среду.
Для этого пользователь садится в кресло в положение "сидя" и запускает сеанс нажатием на соответствующую функцию (иконку) на экране пульта управления (10). В одном или более процессоров (17) блока управления (16) могут быть реализованы различные сеансы с предзаписанными настройками, направленные на расслабление, активацию и так далее.
При запуске сеанса автоматически активируются тяговые механизмы (актуаторы, моторы и тому подобное), которые переводят кресло в положение «полулежа». В этом положении для пользователя раскрывается подножка (2), отклоняется спинка (4) кресла, сидение (3) пользователя слегка запрокидывается назад, подается вперед поясничная поддержка спинки (4), отклоняется подголовник (5). Одновременно с разложением составных частей кресла происходит закрытие купола (8), при этом пользователь получается находящимся в полулежачем положении с закрытым куполом - положение для проведения сеанса.
Все разложения кресла и закрытие купола (8) происходят без физического усилия со стороны пользователя, а только за счет работы тяговых механизмов. В противном случае это будет вызывать необходимость усилия со стороны пользователя, что будет возбуждать его двигательную активность, препятствуя расслаблению.
Регулировка (подстройка) углов разложения кресла осуществляется пользователем с помощью активации соответствующих функций на пульте управления (10).
После того, как кресло заняло положение для проведения сеанса, осуществляется калибровка датчика БКГ (11) или любого другого бесконтактного датчика, для регистрации сигнала пульсовой и дыхательной волн. Время на первичный расчет показателей может варьироваться в зависимости от точности и типа показателя и составляет от 60 до 300 секунд.
Параллельно с этим проигрывается введение саундрека, записанного в средстве хранения данных (18) блока управления (16). Пользователь прослушивает общие инструкции по проведению сеанса, после чего запускается сценарий воздействия.
На втором этапе осуществляют детектирование сигнала пульсовой и дыхательной волн на протяжении сеанса.
На третьем этапе обрабатывают и анализируют полученный сигнал с целью извлечения показателей для определения функционального состояния пользователя, и на основе полученных данных осуществляют вычисление и мониторинг показателя когерентности сердечного ритма и дыхания (HRC) на протяжении сеанса.
В случае использования датчика БКГ (11), датчик регистрирует баллистокардиограмму, которая передается и сохраняется в средстве хранения данных (18) блока управления (16) и на основании которой рассчитываются показатели для определения функционального состояния пользователя.
В данной заявке под функциональным состоянием пользователя понимают состояние организма или отдельной физиологической системы (дыхательной, сердечно-сосудистой) с привязкой к эффективности решения текущих задач. Следовательно, состояние организма может быть оптимальным и неоптимальным для участия в марафоне, выполнения трудовой деятельности и т.п. В предложенном способе воздействия и с помощью предлагаемого эргономичного кресла капсульного типа оценивается состояние вегетативной нервной системы и по нему определяется, где располагается пользователь в континууме расслабление-напряжение.
В качестве показателей для определения функционального состояния пользователя используют временные интервалы между сердечными сокращениями, частоту сердечных сокращений и/или частоту дыхательных движений, а также рассчитанные на их основании спектральные или статистические показатели вариабельности сердечного ритма (ВСР).
Более подробно, третий этап осуществляется следующим образом. В процессоре (17) блока управления (16) происходит фильтрация сигнала пульсовой и дыхательной волн от шумов и выделение интервалов между ударами сердца, на основе которых в режиме реального времени рассчитываются в одном из вариантов осуществления изобретения спектральные показатели ВСР (общая мощность спектра и мощность основных спектральных компонентов HF, LF, VLF и др.) и/или параметры дыхательной волны (количество дыхательных циклов в минуту). После обработки сигнала строится график изменения показателя Heartratecoherence (HRC), показывающего согласованность работы сердечного и дыхательного цикла пользователя.
На четвертом этапе реализуют по меньшей мере один тип сценария воздействия, который включает одновременное световое и аудио воздействие на пользователя. Причем аудиопоток генерируют на основе по меньшей мере одного адаптивного саундтрека, который компилируется из вертикального микса, причем композиция саундтрека состоит из нескольких функциональных слоев, для каждого из которых задано пороговое значение показателя когерентности сердечного ритма и дыхания, и каждый из которых активируется при достижении текущего показателя когерентности заранее заданного порогового значения показателя когерентности слоя. Световое воздействие для имитации естественного уровня освещенности, возникающего при закате, рассвете или сумерках, генерируют с частотой, модулируемой частотой сердечных сокращений.
Таким образом, в ходе сеанса для пользователя создается эффект погружения за счет сенсорной стимуляции, которая состоит из звуковой, световой и, в некоторых вариантах осуществления, механической модальностей. Подобная мультимодальная стимуляция позволяет пользователю переключить внимание и отвлечься от повседневной рутины, что способствует его более эффективному восстановлению. Световая и звуковая модальности построены на принципах биофилического дизайна и модулируются показателями работы сердечной и дыхательной волн на основе данных, поступающих с датчика БКГ, в частности, значениями показателя HRC.
Звуковая стимуляция модулируется значениями показателя HRC и представляет собой проигрывание адаптивной части саундтрека: при увеличении согласованности сердечного и дыхательного цикла пользователя звуковое пространство становится более насыщенным и ярким. При использовании вертикального послойного микса активация слоев привязывается к значению показателя когерентности частоты сердечного ритма и дыхания.. Для каждого слоя выставляется пороговое значение показателя, при достижении которого слой активируется за счет плавного прибавления громкости. Пороговое значение может выставляться в абсолютных величинах показателя когерентности (например, для активации второго слоя - 0.5, для активации третьего - 0.9 и т.д.) или в относительных (для активации второго слоя - 30% прироста от стартового значения, для третьего слоя - 60% прироста и т.д.). Для каждого функционального слоя композиции саундтрека задано пороговое значение громкости, при этом при генерировании аудиопотока осуществляется плавное изменение громкости каждого функционального слоя.
Предполагается наличие следующих логических связок: частота сердечных сокращений\частота дыхательных движений - темпо ритмические характеристики музыки; общая мощность спектра вариабельности сердечного ритма - мелодия; индекс симпатико-парасимпатического баланса - лад и т.п.
Звуковое воздействие осуществляется через наушники (поставляются в комплекте или пользователь приходит со своими) или через динамики, встроенные в подголовник кресла.
Световая стимуляция имитирует естественный уровень освещенности, возникающий при закате и рассвете, сумерках. В некоторых вариантах осуществления изобретения происходит добавление пульсаций сердечного ритма в видимом диапазоне спектра за счет изменения яркости светового воздействия. В некоторых вариантах осуществления изобретения световое воздействие на пользователя модулируется детектируемым сигналом пульсовой и дыхательных волн. При активации сценария уровень освещения постепенно снижается, имитируя закат и меняя соответствующим образом цветовую температуру от 4500 К до 3400 К.
Световая и звуковая стимуляции имеют одинаковую длительность в ходе сеанса и согласованы во времени. Например, закату в световой программе соответствуют характерные для закатного времени звуки природы.
В одном из вариантов осуществления в начале сеанса с помощью блока управления (16) включают массажные элементы (14) и запускают режим вибрации кресла по заранее заданному алгоритму, осуществляя вибротактильное воздействие на пользователя, которое синхронизировано с другими воздействиями. Во время запуска интенсивность вибраций будет максимальной, постепенно снижаясь к концу первых 2-х минут сценария воздействия. Это необходимо для переключения внимания пользователя и способствует вовлечению его в интерактивную программу кресла. В конце сеанса интенсивность вибротактильного воздействия постепенно нарастает, становясь максимальной при окончании сеанса. Это должно способствовать постепенному пробуждению и переключению внимания пользователя со сценария релаксации и возвращению к повседневной деятельности.
На последнем этапе после окончания сценария воздействия инициируют окончание сеанса. После окончания сеанса данные о результатах эффективности сеанса отображаются на пульте управления. Данные по результатам эффективности сеанса и сырые (не обработанные) данные с датчика (11) передаются на удаленный сервер (19) (фиг. 5). На удаленном сервере (19) производится повторный анализ сырых данных с датчика (11) и результаты эффективности сеанса передаются на пользовательское мобильное приложении на смартфоне (20) (фиг. 5). Сбор информации по сеансу на удаленном сервере (19) позволяет проводить их повторный анализ для оптимизации сеансов и предоставления отчетов пользователю в мобильном приложении на смартфоне (20) (фиг. 5).
В ходе сеанса только пользователь осуществляет управление сеансом со встроенного пульта управления (10). Необходимость привлечения внешнего оператора для эксплуатации изобретения отсутствует.
Ниже представлен конкретный пример реализации предлагаемого способа воздействия на пользователя.
В рамках тестового сеанса, который по продолжительности занял 25 минут, реализовался сценарий воздействия, состоящий из одновременного аудио воздействия и светового воздействия. Адаптивный саундтрек, который состоял из 3-х слоев. Слои активировались при превышении значений когерентности равным 0,5 - для второго слоя и 0.9 - для третьего слоя. При значениях когерентности ниже 0,5 был активен только основной слой.
Световое воздействие на пользователя задается по определенному алгоритму, имитируя световую картину в контексте закат-сумерки рассвет. Излучатели света будут производить легкую пульсацию при каждом ударе сердца. Таким образом, на каждый цикл сердечных сокращений слегка меняется световое воздействие.
В течение сеанса осуществлялся мониторинг показателя когерентности сердечного ритма и дыхания, график изменения которого отражен на фиг. 9.
Исходя из графика можно наблюдать, в какие моменты когерентность повышается. Оптимальным можно считать состояние при которых значение когерентности стабильно превышает 0.9, в этом случае активны все дорожки, и микс звучит максимально насыщенным. К концу сеанса показатель когерентности сердечного ритма и дыхания повысился, что может говорить о повышении согласованности работы сердечно-сосудистой системы, что в свою очередь приводит к лучшей оптимизации и быстрому восстановлению организма за счет естественных механизмов регуляции.
Таким образом, созданная интерактивная среда и ее настройка позволяют воздействовать на пользователя насыщенным саундтреком, способствуя правильному дыханию. При правильном дыхании задействованы естественные механизмы восстановления, которые по результатам большого количества экспериментов улучшают функциональное состояния, снимают тревожные проявления и т.п.
В настоящих материалах заявки было представлено предпочтительное раскрытие осуществления заявленного технического решения, которое не должно использоваться как ограничивающее иные, частные воплощения его реализации, которые не выходят за рамки испрашиваемого объема правовой охраны и являются очевидными для специалистов в соответствующей области техники