УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОНИТОРИНГА СОСТОЯНИЯ ОПЕРАТОРА ЭРГАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ В УСЛОВИЯХ ГИПОКСИЧЕСКОЙ ГИПОКСИИ

Название	УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОНИТОРИНГА СОСТОЯНИЯ ОПЕРАТОРА ЭРГАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ В УСЛОВИЯХ ГИПОКСИЧЕСКОЙ ГИПОКСИИ
Разработчик (Авторы)	Русскин Алексей Витальевич, Марков Николай Александрович, Кулешов Сергей Викторович, Алёхин Максим Дмитриевич, Хабибуллин Газинур Абдулхакович
Вид объекта патентного права	Полезная модель
Регистрационный номер	202553
Дата регистрации	24.02.2021
Правообладатель	Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Санкт-Петербургский Федеральный исследовательский центр Российской академии наук"
Область применения (класс МПК)	A61B 5/16 (2006.01)

Описание изобретения

Полезная модель относится к области эргономики и может применяться для информирования оператора эргатической системы о текущем психофизиологическом состоянии, динамике его изменения в реальном времени с возможностью учета оценки текущей и прогностической оценки состояния оператора в контуре управления эргатической системы.

Из уровня техники известен монитор психофизиологического состояния человека (патент на полезную модель RU №183786), состоящий из корпуса, выполненного в виде пылевлагозащитного противоударного прямоугольного параллелепипеда со скругленными углами, внутри которого закреплены микрокомпьютер, накопитель с энергонезависимой памятью и блок приема информации, на одной из боковых внешних граней корпуса вмонтирован USB-порт, на верхней грани вмонтировано цифровое табло и три двухрежимных индикатора, на нижней грани вмонтировано крепление в виде липучки, причем накопитель с энергонезависимой памятью, блок приема информации, USB-порт, цифровое табло и двухрежимные индикаторы соединены проводами с микрокомпьютером. Недостатком этого технического решения является отсутствие возможности мониторинга состояния оператора эргатической системы в процессе деятельности в условиях гипоксической гипоксии.

Технической задачей полезной модели является развитие арсенала устройств для мониторинга состояния оператора эргатической системы в процессе деятельности в рамках поиска способов эффективного ответа общества на большие вызовы с учетом взаимодействия человека и природы, человека и технологий.

Решение технической задачи достигается тем, что устройство для мониторинга состояния оператора эргатической системы в условиях гипоксической гипоксии состоит из корпуса, выполненного в виде прямоугольного параллелепипеда со скругленными углами, внутри которого закреплены микрокомпьютер, накопитель с энергонезависимой памятью, аккумулятор и блок приема информации; в одну из внешних боковых граней корпуса заподлицо с ее поверхностью вмонтирован USB-порт; в смежную с ней внешнюю боковую грань корпуса вмонтировано цифровое табло и трехрежимный световой индикатор; накопитель с энергонезависимой памятью, блок приема информации, USB-порт, цифровое табло и трехрежимный световой индикатор соединены проводами с микрокомпьютером; блок приема информации, USB-порт, цифровое табло, трехрежимный световой индикатор и микрокомпьютер соединены проводами с аккумулятором; внешняя боковая грань корпуса, противоположная грани с цифровым табло, выполнена из материала с магнитными свойствами и оборудована креплением, встроенным заподлицо с поверхностью грани; отличающееся тем, что: устройство выполнено в пылевлагозащитном противоударном пожаровзрывобезопасном исполнении; блок приема информации выполнен с возможностью приема по беспроводному интерфейсу информации о частоте пульса, частоте дыхания, температуре тела и влажности кожных покровов человека с датчиков, встроенных в экипировку оператора эргатической системы и подключенных к встроенному в эту экипировку блоку передачи информации; в верхнюю грань корпуса заподлицо ее внешней поверхности встроены и соединены с микрокомпьютером датчик барометрического давления, датчик температуры воздуха и датчик влажности воздуха; а микрокомпьютер выполнен с возможностью расчета оценки состояния оператора эргатической системы по величинам барометрического давления, температуры воздуха, влажности воздуха, частоты пульса, частоты дыхания, температуры тела и влажности кожных покровов оператора.

Технический результат, достигаемый заявленной совокупностью признаков, заключается в сокращении времени мониторинга состояния оператора эргатической системы в условиях гипоксической гипоксии за счет комплексирования в одном устройстве блоков регистрации и обработки показателей, необходимых для мониторинга состояния оператора эргатической системы в процессе деятельности.

Составные части заявляемой полезной модели известны из уровня техники:

микрокомпьютером является встраиваемая система (англ. embedded system) - специализированная микропроцессорная система управления, концепция разработки которой заключается в том, что такая система работает, будучи встроенной непосредственно в устройство, но в то же время не воспринимается как компьютер (так как не имеет обычного монитора и клавиатуры, не отображает привычной операционной системы и другого программного обеспечения) - модельный ряд микрокомпьютеров насчитывает тысячи наименований и модификаций;

материал с магнитными свойствами может быть реализован согласно техническому решению, изложенному в патенте на изобретение №2136069;

крепление может быть реализовано согласно техническому решению, изложенному в патенте на полезную модель №191276;

блок приема информации может быть реализован согласно техническому решению, изложенному в патенте на изобретение №2350045;

экипировка оператора может быть выполнена https://fashionunited.ru/novostee/beeznyes/k-2022-godu-postavki-umnoj-odezhdy-prevysyat-31-mln-shtuk/2017112219913;

трехрежимный световой индикатор может быть реализован в виде сигнальной башни LT70 DC24v (красный, желтый и зеленый цвет);

блок передачи информации по беспроводному интерфейсу может быть реализован согласно техническому решению, изложенному в патенте на изобретение №2713603;

датчик барометрического давления может быть реализован согласно техническому решению, изложенному в патенте на изобретение №2702808;

кабель, которым соединены компоненты заявляемого устройства, обеспечивают двунаправленную передачу сигналов - например, типовой кабель витой пары 6 или 5 категории.

С помощью кабеля компоненты устройства соединяются по топологии «активная звезда», центром которой является микрокомпьютер.

Перед началом применения заявляемого устройства его закрепляют с помощью крепления так, чтобы табло и двухрежимные индикаторы были видны оператору эргатической системы - пользователю устройства;

Предполагается, что в экипировку оператора эргатической системы - пользователя устройства монитора встроены датчики показателей психофизиологического состояния, необходимые для расчета интегрального показателя состояния (датчики частоты пульса, частоты дыхания, температуры тела и влажности кожных покровов), подключенные к встроенному в эту экипировку блоку передачи информации, выполненному с возможностью передачи информации в реальном времени в устройство без создания помех выполнению деятельности оператором эргатической системы (передача информации в процессе профессиональной деятельности осуществляется равнодискретно с заранее заданными интервалами). Эти оценки принимает встроенный в устройство блок приема информации и передает их в микрокомпьютер.

Микрокомпьютер, находящийся в корпусе:

по заранее заданным алгоритмам (формулам) рассчитывает оценку состояния оператора эргатической системы по величинам барометрического давления, температуры воздуха, влажности воздуха, частоты пульса, частоты дыхания, температуры тела и влажности кожных покровов оператора;

выдает сигнал, определяющий режим свечения трехрежимного светового индикатора.

Информация на табло и текущее свечение индикатора обновляются по команде микрокомпьютера.

Состояние оператора эргатической системы в контексте заявляемой полезной модели определяет функциональную надежность его профессиональной деятельности. Применяя заявляемое устройство оператор эргатической системы обеспечивается информацией о текущем состоянии. Динамика изменения интегрального показателя состояния сохраняется в накопителе с энергонезависимой памятью и может быть использована при решении практических задач анализа динамики состояния в зависимости от режимов и условий эксплуатации эргатической ситемы.

Таким образом, цель применения заявляемой полезной модели достигнута.

Описанные элементы заявляемого устройства функционально взаимосвязаны, размещены в одном корпусе и находятся в конструктивном единстве, а совокупность его существенных признаков неизвестна из уровня техники - то есть заявляемое устройство представляет собой новое техническое решение.

Конструктивное единство заявленного технического решения обеспечивается тем, что элементы, входящие в состав устройства, выполнены в одном корпусе, соединены проводами по топологии «активная звезда», центральным элементом которой является микрокомпьютер, и запитаны от одного источника питания.

Функциональная взаимосвязь элементов заявленной системы обеспечивается топологией их проводного соединения. Микрокомпьютер анализирует информацию, поступающую от всех других элементов, управляет функционированием устройства в целом.

Работа выполнена при поддержке гранта Президента Российской Федерации по государственной поддержке ведущих научных школ Российской Федерации (НШ-2553.2020.8).

Формула полезной модели

Устройство для мониторинга состояния оператора эргатической системы в условиях гипоксической гипоксии, состоящее из корпуса, выполненного в виде прямоугольного параллелепипеда со скругленными углами, внутри которого закреплены микрокомпьютер, накопитель с энергонезависимой памятью, аккумулятор и блок приема информации;

в одну из внешних боковых граней корпуса заподлицо с ее поверхностью вмонтирован USB-порт;

в смежную с ней внешнюю боковую грань корпуса вмонтировано цифровое табло и трехрежимный световой индикатор;

накопитель с энергонезависимой памятью, блок приема информации, USB-порт, цифровое табло и трехрежимный световой индикатор соединены проводами с микрокомпьютером;

блок приема информации, USB-порт, цифровое табло, трехрежимный световой индикатор и микрокомпьютер соединены проводами с аккумулятором;

внешняя боковая грань корпуса, противоположная грани с цифровым табло, выполнена из материала с магнитными свойствами и оборудована креплением, встроенным заподлицо с поверхностью грани;

при этом устройство выполнено в пылевлагозащитном противоударном исполнении;

отличающееся тем, что:

устройство выполнено в пожаровзрывобезопасном исполнении;

блок приема информации выполнен с возможностью приема по беспроводному интерфейсу информации о частоте пульса, частоте дыхания, температуре тела и влажности кожных покровов человека с датчиков, встроенных в экипировку оператора эргатической системы и подключенных ко встроенному в эту экипировку блоку передачи информации;

в верхнюю грань корпуса заподлицо ее внешней поверхности встроены и соединены с микрокомпьютером датчик барометрического давления, датчик температуры воздуха и датчик влажности воздуха;

а микрокомпьютер выполнен с возможностью расчета оценки состояния оператора эргатической системы по величинам барометрического давления, температуры воздуха, влажности воздуха, частоты пульса, частоты дыхания, температуры тела и влажности кожных покровов оператора.

Изобретение " УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОНИТОРИНГА СОСТОЯНИЯ ОПЕРАТОРА ЭРГАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ В УСЛОВИЯХ ГИПОКСИЧЕСКОЙ ГИПОКСИИ" (Русскин Алексей Витальевич, Марков Николай Александрович, Кулешов Сергей Викторович, Алёхин Максим Дмитриевич, Хабибуллин Газинур Абдулхакович) отмечено юбилейной наградой (25 лет Российской Академии Естествознания)
Медаль Альфреда Нобеля

Оформление наградных документов и заказ каталога