Устройство для моделирования адаптивного тестирования когнитивных способностей испытуемого

Авторы патента:

Полезная модель относится к области устройств для научного и математического моделирования. Преимущественная область применения устройства - моделирование адаптивного тестирования когнитивных способностей испытуемого. Предлагается устройство, содержащее блок ввода данных, блок сравнения, отличающееся тем, что в него введены блок принятия решения, блок анализа, блок первая фактографическая база данных, блок вторая фактографическая база данных, вход запроса, вход испытуемого, вход параметра для частоты, вход режима выдачи, вход режима записи, вход данных, вход порога, вход отклика, выход команд, выход устройства, при этом вход запроса соединен с первым входом блока ввода данных и с первым входом блока анализа и с первым входом блока вторая фактографическая база данных, вход испытуемого является вторым входом блока ввода данных, вход параметра для частоты соединен со вторым входом блока анализа и со вторым входом блока вторая фактографическая база данных, вход режима выдачи является третьим входом блока вторая фактографическая база данных, вход режима записи является вторым входом блока первая фактографическая база данных, вход данных является третьим входом блока первая фактографическая база данных, вход порога является первым входом блока сравнения, вход отклика является вторым входом блока сравнения, выход блока ввода данных соединен с первым входом блока принятия решения, выход которого является выходом команд, выход блока сравнения соединен с третьим входом блока анализа и с первым входом блока первая фактографическая база данных, выход которого соединен со вторым входом блока принятия решения, выход блока анализа соединен с четвертым входом блока вторая фактографическая база данных, выход которого является выходом устройства.

Предлагается устройство, позволяющее выполнять моделирование адаптивного тестирования когнитивных способностей испытуемого и получать на выходе заявленного устройства необходимый вектор Q.

Когнитивные способности это сложное и в значительной степени комплексное понятие. Под когнитивными способностями испытуемого специалистами понимается [14]: интегральная способность управлять умственными конструкциями. Далее (для технических целей) под когнитивными способностями будем понимать способность испытуемого строить быстро адаптирующиеся модели управления, в плане внутреннего образа, антиципируя (предвидя) поведение роботизированной модели (робота) в реальном пространстве.

Основная идея работы предлагаемого авторами устройства состоит в следующем.

По сути предлагаемое авторами устройство позволяет в режиме реального времени путем моделирования реализовать возможность оценивать способность субъекта (испытуемого) к управлению реальными физическими системами (РФС) в условиях адаптивно изменяемого управления (с неизвестной для испытуемого схемой управления РФС).

Вышеуказанный эффект достигается за счет моделирования путем использования заявленного устройства. Испытуемый с помощью заявленного устройства дистанционно передает команды (движимой) роботизированной платформе (мобильному роботу) находящейся в специально построенном лабиринте (с учетом технических особенностей этого робота), например, симметричном (в проекции) относительно вертикальной оси. Испытуемый имеет средство ввода содержащее, как минимум четыре элемента ввода. С их помощью он набирает (формирует) различные последовательности команд, формируя входной вектор R для заявленного устройства.

Полученный (преобразованный) от испытуемого после ввода данных сигнал в заявленном устройстве (т.е. вектор G) сравнивается с паттернами (образами) из фактографической базы данных (ФБД) заявленного устройства для различных команд, представленных матрицей паттернов (образов) для данного робота.

В случае совпадения с заранее определенной, но неизвестной испытуемому последовательностью (хранящейся в ФБД заявленного устройства) роботу передается одна из возможных для него команд: движение назад, вперед, вправо, влево или стоп. Для этого в заявленном устройстве формируется выходной вектор U.

Успешность прохождения текущего задания (теста) испытуемым фиксируется по величине Z, (поступающей, например, от робота на соответствующий ей вход заявленного устройства) путем сравнения Z с заранее заданной величиной L (порогом), поступающей также на соответствующий ей вход заявленного устройства.

Отметим, что при конкретной реализации устройства Z - это данные, получаемые например, с внешнего датчика некоторого управляемого подвижного (мобильного) робота и отражающие (показывающие) расстояние, например в миллиметрах от этого робота до препятствия (конечный пункт) на пути следования этого робота. Цель (задача) испытуемого путем выдачи команд с помощью заявленного устройства перевести робота из его начального положения в лабиринте в конечное положение в этом лабиринте. Как только это расстояние уменьшится до заданной величины L заявленным устройством формируется P в виде логической единицы и это будет означать, что испытуемый выполнил текущее задание (тест). Все это позволяет сделать необходимые временные отметки (т.е. отметки времени выполнения теста испытуемым, т.е. например, время, за которое испытуемому удается провести робота (путем управления им) из одного конца лабиринта в другой) в выходном векторе Q, который является выходом заявленного устройства.

В случае успешного выполнения задания испытуемым управляющие последовательности (хранящиеся в ФБД заявленного устройства и используемые заявленным устройством для принятия решения о выходном векторе U для робота) изменяются в направлении усложнения (т.е. адаптивно изменяется управление, которое достигается за счет увеличения длинны каждой из последовательностей).

Тестирование испытуемого завершается (в случае если формируется Е в виде логической единицы) и выходной вектор Q как результат моделирования передается на выход заявленного устройства (происходит выгрузка модельных данных Q).

Последующий анализ (обработка) модельных данных Q позволяет более подробно исследовать когнитивные способности испытуемого.

Рассмотрим кратко идею [17] адаптивного тестирования.

Для описания того, как вероятности нахождения в заданных состояниях изменяются со временем, применяются марковские случайные процессы с дискретными состояниями и непрерывным временем, организованные по схеме, которая представляет собой конечную цепь из n+1 состояния, в которой переходы из состояния x_k (k0, kn) возможны только в предшествующее состояние x_k-1 или в следующее по порядку состояние x_k+1. Из состояний x₀ и x_n доступны только состояния x₁ и x_n-1, соответственно. Если обозначить верхнюю и нижнюю границы диапазона возможных значений трудности тестов как D_bot и D_top, состояние x₀ будет соответствовать интервалу [17]:

от D_bot до D_bot+(D_top-D_bot )/(n+1),

состояние x₁ - интервалу [17]:

от D_bot+(D_top-D_bot )/(n+1) до D_bot+2(D_top-D_bot)/(n+1),

и так далее.

Динамика вероятностей нахождения в различных состояниях данной схемы описывается следующей системой обыкновенных дифференциальных уравнений Колмогорова [17]:

где

p_m(t) есть вероятность нахождения в состоянии x_m в момент времени t;

m - номер состояния;

_i, где i=0,1, , n-1; и µ_i, где i=1, 2, , n - интенсивности переходов между состояниями, которые определяются отдельно для каждого из рассматриваемых уровней способностей.

Для интегрирования указанной системы необходимо задать начальные условия: p₀(0), p₁(0), , p_n(0). Нормализующее условие выполняется в любой момент времени t.

Идентификация интенсивностей переходов между состояниями марковских процессов проводится по выборкам испытуемых, отдельно для каждого из рассматриваемых уровней способностей. Каждому уровню способностей C_i , i=1, , I, при этом ставится в соответствие свой уникальный набор оценок параметров случайного процесса. Число уровней способностей - это дискретный параметр, который задает разрешающую способность оценки данной характеристики и устанавливается при решении каждой прикладной задачи в зависимости от объема выборки испытуемых, имеющейся у исследователя при решении задачи идентификации, и желаемой точности результата [17].

Процедура адаптивного тестирования заключается в последовательном предъявлении испытуемому задач, трудность которых определяется состоянием марковской модели, в котором он находится в данный момент. Если испытуемый, находясь в состоянии x_i, решает задачу, он переходит в состояние x_i+1, в противном случае - в состояние x_i-1 . По завершении тестирования он оказывается в одном из состояний x_m, наилучшим образом соответствующих его уровню способностей. Принцип выбора очередного теста заключается в выборе задачи, трудность которой примерно соответствует уровню способностей испытуемого, что обеспечивает наилучшую дифференциацию испытуемых по уровню их способностей [17].

Зная состояние модели, в котором оказался испытуемый после решения последней предложенной ему задачи, и рассчитав вероятность нахождения в этом состоянии в заданный момент времени для каждого из рассматриваемых уровней способностей с помощью указанных дифференциальных уравнений, можно оценить вероятности пребывания в указанном конечном состоянии по формуле Байеса [17]:

где C_i - событие, связанное с наличием у испытуемого i-го уровня способностей (i=1, , I), S - событие, связанное с нахождением в заданном конечном состоянии модели в заданный момент времени, P(C_i) - априорная вероятность появления i-го уровня способностей у испытуемого, P(S|C_i) - вероятность нахождения в заданном конечном состоянии модели в заданный момент времени при наличии i-го уровня способностей, P(C_i|S) - вероятность i-го уровня способностей при условии нахождения в заданном конечном состоянии модели в заданный момент времени.

Уровень способностей, при котором достигается наибольшая условная вероятность дает искомую оценку. Распределение вероятностей P(C_i|S), i=1, , I; которое является результатом решения задачи, позволяет оценить степень надежности этой оценки [17].

Рассмотрим предлагаемое устройство более подробно. Далее будем опираться также на работы [1-13, 15, 16, 18-34].

Известна полезная модель Российской Федерации 14305 МПК⁷ G09B 23/28 "Информационная система, моделирующая алгоритм возникновения и развития болезней неинфекционной природы" [1], представляющее собой устройство, содержащее блок управления, блок отображения, блоки обработки и хранения данных на основе ЭВМ: блок состояния нормы организма, блок условия формирования усвоения и поддержания информационной сущности болезни, блок информационной стадии (сущности) болезни, три блока факторов болезни, блок стадии предболезни и блок сформировавшейся болезни.

Это устройство позволяет решать только одну незначительную часть поставленной задачи, а именно - например, в блоке отображения осуществлять частично вывод результатов моделирования путем их отображения.

Это устройство не позволяет осуществлять ввод всех исходных данных (их передачу в предлагаемое устройство) так как отсутствуют следующие входы: вход запроса, вход испытуемого, вход параметра для частоты, вход режима выдачи, вход данных, вход режима записи, вход порога, вход отклика.

Это устройство не позволяет осуществлять необходимый вывод всех данных из устройства (нет необходимого выхода блока принятия решения, являющейся выходом команд) и не позволяет реализовать блок ввода данных, блок принятия решения, блок анализа, блок сравнение, два блока фактографическая база данных, т.е. не позволяет в полном объеме принимать необходимые решения, выполнять необходимый анализ и сравнение данных, обращаться к фактографической базе данных (ФБД) и осуществлять вывод результата работы предлагаемого устройства.

Таким образом, это устройство не позволяет осуществлять ввод исходных данных, необходимый вывод результатов, принимать необходимое решение, выполнять в полном объеме необходимый анализ, сравнение данных, выполнять хранение и выдачу фактографических данных, и как следствие этого не позволяет моделировать и получить (путем формирования выходного вектора Q) модельные данные результата адаптивного тестирования когнитивных способностей испытуемого.

Известно еще одно авторское свидетельство СССР 1591062 МПК⁵ G09B 23/02 "Демонстрационный прибор по статистике" [2], содержащий корпус, выполненный в виде прозрачной коробки внутри которой находится набор объемных элементов одинаковой массы и размера в форме дисков. Диски имеют контакты, а внутри диска размещены резисторы. Прозрачная коробка закрывает камеру с ячейками для размещения дисков. В каждой ячейки размещены контактные клеммы, которые образуют последовательный электрический контур, подсоединенные к измерительному прибору. Вероятность того что после перемешивания дисков в Y1 ячейках окажется X1 элементов первого вида характеризуется Биномиальным распределением, которое проверяется экспериментально при многократном встряхивании и регистрации числа случаев для которых в кассете накопителя оказывается X1 элементов первого вида.

Это устройство позволяет решать только одну часть поставленной задачи, а именно - например, смоделировать Биномиальное распределение, которое может быть иногда необходимо для моделирования (адаптивного тестирования когнитивных способностей испытуемого).

Это устройство не позволяет осуществлять вывод данных из устройства (нет необходимого выхода блока принятия решения, являющейся выходом команд, нет необходимого выхода блока вторая фактографическая база данных, являющейся выходом устройства) и не позволяет реализовать блок ввода данных, блок принятия решения, блок анализа, блок сравнение, два блока фактографическая база данных, т.е. не позволяет в полном объеме принимать необходимые решения, выполнять необходимый анализ и сравнение данных, обращаться к фактографической базе данных (ФБД) и осуществлять вывод результата работы предлагаемого устройства.

Таким образом, это устройство не позволяет осуществлять ввод исходных данных, вывод результатов моделирования, принимать необходимое решение, выполнять в полном объеме необходимый анализ, сравнение данных, выполнять хранение и выдачу фактографических данных, и как следствие этого не позволяет моделировать и получить (путем формирования выходного вектора Q) модельные данные результата адаптивного тестирования когнитивных способностей испытуемого.

Известно также авторское свидетельство СССР 1460736 МПК⁴ G09B 23/00 "Учебный прибор" [3], позволяющий демонстрировать Биномиальное распределение, содержащий рассеиватель в виде шестигранных призм, расположенных в шахматном порядке, выходной канал бункера с имитатором в виде гранулированных частиц, регистратор в виде сборника с ячейками и отклоняющее устройство.

Это устройство не позволяет осуществлять вывод данных из устройства (нет необходимого выхода блока принятия решения, являющейся выходом команд, нет необходимого выхода блока вторая фактографическая база данных, являющейся выходом устройства) и не позволяем реализовать блок ввода данных, блок принятия решения, блок анализа, блок сравнение, два блока фактографическая база данных, т.е. не позволяет в полном объеме принимать необходимые решения, выполнять необходимый анализ и сравнение данных, обращаться к фактографической базе данных (ФБД) и осуществлять вывод результата работы предлагаемого устройства.

Известно также другое авторское свидетельство СССР 660080 кл. МПК² G09B 23/00 [4] "Устройство для моделирования отбора частот радиопередающих станций", содержащее сумматор, вычислительные блоки, модели передатчиков и приемников, блоки управления, синхронизации и сигнализации, компараторы и элемент ИЛИ.

Это устройство позволяет решать только одну очень незначительную часть поставленной задачи, а именно - например, с помощью компаратора и элемента ИЛИ реализовать фрагмент решающего элемента для блока сравнения.

Это устройство не позволяет осуществлять вывод данных из устройства (нет необходимого выхода блока принятия решения, являющейся выходом команд, нет необходимого выхода блока вторая фактографическая база данных, являющейся выходом устройства) и не позволяет реализовать блок ввода данных, блок принятия решения, блок анализа, два блока фактографическая база данных, т.е. не позволяет в полном объеме принимать необходимые решения, выполнять необходимый анализ данных, обращаться к фактографической базе данных (ФБД) и осуществлять вывод результата работы предлагаемого устройства.

Таким образом, это устройство не позволяет осуществлять ввод исходных данных, вывод результатов моделирования, принимать необходимое решение, выполнять в полном объеме необходимый анализ, выполнять хранение и выдачу фактографических данных, и как следствие этого не позволяет моделировать и получить (путем формирования выходного вектора Q) модельные данные результата адаптивного тестирования когнитивных способностей испытуемого.

Известна также полезная модель [5] "Экспертная система", содержащая блок ввода экспертных оценок, блок суммирования оценок, блок определения рейтинга, блок ввода данных соискателя и блок вывода информации.

Это устройство позволяет решать только одну очень незначительную часть поставленной задачи, а именно - например, используя блок ввода данных соискателя и блок ввода экспертных оценок реализовать блок ввода данных заявленного устройства, а также еще используя блок вывода информации, реализовать необходимый выход заявленного устройства для вывода результатов моделирования.

Это устройство не позволяет осуществлять вывод данных (команд для робота) из устройства (так как нет необходимого выхода блока принятия решения, являющейся выходом команд) и не позволяет реализовать блок принятия решения, блок анализа, блок сравнение, два блока фактографическая база данных, т.е. не позволяет принимать необходимые решения, выполнять необходимый анализ данных, выполнять необходимое сравнение данных, обращаться к фактографической базе данных (ФБД).

Таким образом, это устройство не позволяет осуществлять вывод (команд для робота) данных из устройства, принимать необходимое решение, выполнять анализ, выполнять сравнение данных, выполнять хранение и выдачу фактографических данных и как следствие этого не позволяет моделировать и получить (путем формирования выходного вектора Q) модельные данные результата адаптивного тестирования когнитивных способностей испытуемого.

Известна также еще одна полезная модель [6] - устройство для моделирования двумерных векторов зависимых случайных величин с произвольным коэффициентом корреляции, содержащее 17 штук блоков умножения, семь блоков суммирования, семь блоков вычитания, шесть блоков деления, два блока вычисления квадратного корня, четыре блока вычисления экспоненты и четыре блока вычисления натурального логарифма, блок управления, четыре датчика имитации равномерного распределения и два датчика имитации нормального распределения.

Это устройство позволяет решать только одну очень незначительную часть поставленной задачи, а именно - например, используя блоки умножения, блоки суммирования, блоков вычитания, блоки деления только частично реализовать возможность выполнять элементы необходимого анализа данных, т.е. только частично реализовать заявленное устройство: блок анализа.

Это устройство также не позволяет осуществлять вывод данных из устройства (нет необходимого выхода блока принятия решения, являющейся выходом команд, нет необходимого выхода блока вторая фактографическая база данных, являющейся выходом устройства) и не позволяет реализовать блок ввода данных, блок принятия решения, блок анализа, блок сравнение, два блока фактографическая база данных, т.е. не позволяет вводить необходимые данные, принимать необходимые решения, выполнять полностью необходимый анализ данных, выполнять необходимое сравнение данных, обращаться к фактографической базе данных (ФБД) и осуществлять вывод результата работы предлагаемого устройства.

Таким образом, это устройство не позволяет осуществлять ввод исходных данных и вывод результатов моделирования, принимать необходимое решение, выполнять в полном объеме необходимый анализ, выполнять сравнение, выполнять хранение и выдачу фактографических данных, и как следствие этого не позволяет моделировать и получить (путем формирования выходного вектора Q) модельные данные результата адаптивного тестирования когнитивных способностей испытуемого.

Известна также полезная модель 20686 МПК⁷ G09B 23/02 "Устройство для моделирования значений функции вероятности правильного ответа на запрос автоматизированной фактографической информационно-поисковой системы криминалистического назначения" [7], содержащая блок задания констант, блок суммирования, блок умножения, блок вычисления первой вероятности, блок вычисления второй вероятности и блок вывода результатов моделирования.

Это устройство позволяет решать только одну очень незначительную часть поставленной задачи, а именно - например, используя блок задания констант, реализовать блок ввода данных заявленного устройства, а также еще используя блок вывода результатов моделирования, реализовать необходимый выход заявленного устройства для вывода результатов моделирования.

Известен патент 2297048 МПК G09B 9/00 "Устройство для моделирования движения гусеничной машины" [8], содержащее источник двухполярного постоянного напряжения, три интегратора, усилитель, блок воспроизведения нелинейности типа «сухое трение», датчик угла наклона местности, три функциональных преобразователя, два инвертора, датчик вида грунта, второй мостового выпрямителя, сумматор.

Это устройство позволяет решать только одну очень незначительную часть поставленной задачи, а именно - например, используя два инвертора и сумматор только частично реализовать возможность выполнять элементы необходимого анализа данных, т.е. только частично реализовать заявленное устройство: блок анализа.

Известен также патент 2369909 МПК G09B 9/00 "Способ моделирования психофизиологических эффектов в тренажере и устройство для его реализации" [9], в котором представлено устройство содержащее рабочее место оператора, имитатор параметров поведения объекта, пульт инструктора, имитаторы акселерационного воздействия, имитаторы слуховой информации, имитаторы зрительной внекабинной и внутрикабинной информации, имитаторы органов управления, имитатор динамики движений, генератор инфранизкочастотных колебаний, регулируемый усилитель интенсивности инфранизкочастотных колебаний, источник инфразвука, анализатор инфразвуковых колебаний, демпфер инфразвуковых колебаний, источник инфразвука, анализатор инфразвуковых колебаний.

Это устройство позволяет решать только одну очень незначительную часть поставленной задачи, а именно - например, используя анализатор инфразвуковых колебаний только частично реализовать возможность выполнять необходимый анализ данных, т.е. частично реализовать заявленное устройство: блок анализа.

Известна также полезная модель 110638 "Навигационное устройство для ориентации слепых" [10], содержащая блок излучения акустического сигнала, блок вычисления, блок приема и записи акустического сигнала, блок принятия решения, блок фактографическая база данных, блок выбора сообщений, блок звуковой индикации, вход запроса, вход параметра времени записи сигнала, вход параметра приема, вход порога, вход параметра излучения, вход сигнала, вход параметра индикации, вход параметра запроса.

Это устройство позволяет решать только одну очень незначительную часть поставленной задачи, а именно - например, используя блок принятия решения, реализовать блок принятия решения заявленного устройства, а также еще используя блок фактографическая база данных, реализовать блок первая фактографическая база данных заявленного устройства, а также еще используя вход запроса, вход порога реализовать соответственно: вход запроса и вход порога заявленного устройства.

Это устройство не позволяет осуществлять вывод данных из устройства (нет необходимого выхода блока принятия решения, являющейся выходом команд, нет необходимого выхода блока вторая фактографическая база данных, являющейся выходом устройства) и не позволяет в полном объеме реализовать блок ввода данных, блок анализа, блок сравнения, один блок фактографическая база данных, т.е. не позволяет в полном объеме, выполнять необходимый анализ данных, сравнение и осуществлять вывод результата работы (моделирования) предлагаемого устройства.

Таким образом, это устройство не позволяет осуществлять в полном объеме ввод исходных данных, вывод результатов моделирования, выполнять в полном объеме необходимый анализ и сравнение, выполнять в полном объеме необходимое хранение и выдачу фактографических данных, и как следствие этого не позволяет моделировать и получить (путем формирования выходного вектора Q) модельные данные результата адаптивного тестирования когнитивных способностей испытуемого.

Известна также полезная модель 21836 МПК⁷ G09B 23/02 "Устройство для моделирования значений функции среднего времени ответа на запрос автоматизированной фактографической информационно-поисковой системы криминалистического назначения" [11], содержащая блок задания констант, блок суммирования, блок вычисления первого показателя, блок вычисления второго показателя и блок вывода результатов моделирования.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является полезная модель 8145 МПК⁶ G09B 23/02 [12] (прототип) "Устройство для моделирования значений функции принадлежности", содержащее датчик равномерно распределенных случайных чисел, синхронизатор, блок задания констант, пять блоков вычитания, блок умножения, блок суммирования, блок памяти, три блока сравнения, три элемента НЕ, два элемента И, два блока деления и элемент ИЛИ.

Это устройство позволяет решать только одну очень незначительную часть поставленной задачи, а именно - например, используя три элемента НЕ, два элемента И, блок деления, элемент ИЛИ, только частично реализовать возможность выполнять необходимый анализ данных, т.е. частично реализовать заявленное устройство: блок анализа, а также еще, например, используя блок памяти, также частично реализовать заявленное устройство: блок первая фактографическая база данных, а также еще, например, используя блок сравнения, блок вычитания только частично реализовать необходимые вычисления, т.е. частично реализовать заявленное устройство: блок принятия решения, а также еще используя блок задания констант, реализовать блок ввода данных заявленного устройства, а также еще используя блок сравнения, реализовать необходимый блок сравнения заявленного устройства.

Это устройство не позволяет осуществлять вывод данных из устройства (нет необходимого выхода блока принятия решения, являющейся выходом команд, нет необходимого выхода блока вторая фактографическая база данных, являющейся выходом устройства) и не позволяет в полном объеме реализовать блок ввода данных, блок принятия решения, блок анализа, два блока фактографическая база данных, т.е. не позволяет в полном объеме принимать необходимые решения, выполнять необходимый анализ данных, обращаться к фактографической базе данных (ФБД) и осуществлять вывод результата работы предлагаемого устройства.

Таким образом, это устройство не позволяет осуществлять вывод результатов моделирования, принимать необходимое решение, выполнять в полном объеме необходимый анализ, выполнять хранение и выдачу фактографических данных, и как следствие этого не позволяет моделировать и получить (путем формирования выходного вектора Q) модельные данные результата адаптивного тестирования когнитивных способностей испытуемого.

Предлагаемой полезной моделью решается задача моделирования в результате, которого формируется выходной вектор Q как модельные данные результата адаптивного тестирования когнитивных способностей испытуемого. И как следствие этого расширяется класс решаемых задач.

Для достижения названного технического результата полезной моделью, содержащей блок ввода данных, блок сравнения введены блок 2 принятия решения, блок 3 анализа, блок 4 первая фактографическая база данных, блок 6 вторая фактографическая база данных, V - вход запроса, R - вход испытуемого, D - вход параметра для частоты, Е - вход режима выдачи, А - вход режима записи, В - вход данных, L - вход порога, Z - вход отклика, U - выход команд, Q - выход устройства, при этом

V - вход запроса соединен с первым входом блока 1 ввода данных и с первым входом блока 3 анализа и с первым входом блока 6 вторая фактографическая база данных,

R - вход испытуемого является вторым входом блока 1 ввода данных,

D - вход параметра для частоты соединен со вторым входом блока 3 анализа и со вторым входом блока 6 вторая фактографическая база данных,

Е - вход режима выдачи является третьим входом блока 6 вторая фактографическая база данных,

А - вход режима записи является вторым входом блока 4 первая фактографическая база данных,

В - вход данных является третьим входом блока 4 первая фактографическая база данных,

L - вход порога является первым входом блока 5 сравнения,

Z - вход отклика является вторым входом блока 5 сравнения,

выход блока 1 ввода данных соединен с первым входом блока 2 принятия решения, выход которого является выходом команд,

выход блока 5 сравнения соединен с третьим входом блока 3 анализа и с первым входом блока 4 первая фактографическая база данных, выход которого соединен со вторым входом блока 2 принятия решения,

выход блока 3 анализа соединен с четвертым входом блока 6 вторая фактографическая база данных, выход которого является выходом устройства.

Признаки, отличающие предлагаемое устройство от наиболее близкого к нему известного по свидетельству (патенту) Российской Федерации 8145 МПК⁶ G09B 23/02 (прототип) [12], характеризуют наличие блок 2 принятия решения, блок 3 анализа, блок 4 первая фактографическая база данных, блок 6 вторая фактографическая база данных, V - вход запроса, R - вход испытуемого, D - вход параметра для частоты, Е - вход режима выдачи, А - вход режима записи, В - вход данных, L - вход порога, Z - вход отклика, U - выход команд, Q - выход устройства, при этом

R - вход испытуемого является вторым входом блока 1 ввода данных,

Е - вход режима выдачи является третьим входом блока 6 вторая фактографическая база данных,

А - вход режима записи является вторым входом блока 4 первая фактографическая база данных,

В - вход данных является третьим входом блока 4 первая фактографическая база данных,

L - вход порога является первым входом блока 5 сравнения,

Z - вход отклика является вторым входом блока 5 сравнения,

Предлагаемая полезная модель иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-7.

На фиг.1 приведена блок-схема полезной модели. Приведенная блок-схема отражает набор, необходимых блоков для моделирования, и связи между блоками. На блок-схеме показаны: блок 1 ввода данных, блок 2 принятия решения, блок 3 анализа, блок 4 первая фактографическая база данных, блок 5 сравнения, блок 6 вторая фактографическая база данных, V - вход запроса, R - вход испытуемого, D - вход параметра для частоты, Е - вход режима выдачи, А - вход режима записи, В - вход данных, L - вход порога, Z - вход отклика, G - выход блока 1 ввода данных, U - выход блока 2 принятия решения, являющейся выходом команд, Т - выход блока 3 анализа, F- выход блока 4 первая фактографическая база данных, Р - выход блока 5 сравнения, Q - выход блока 6 вторая фактографическая база данных, являющейся выходом устройства.

На фиг.2÷7 приведены блок-схемы алгоритмов работы каждого блока полезной модели для частного случая (см. ниже Пример) ее промышленной реализации с помощью программируемых вычислителей (например, персональных компьютеров).

На фиг.2 приведена блок-схема алгоритма программы работы блока 1 ввода данных.

На фиг.3 приведена блок-схема алгоритма программы работы блока 2 принятия решения.

На фиг.4 приведена блок-схема алгоритма программы работы блока 3 анализа.

На фиг.5 приведена блок-схема алгоритма программы работы блока 4 первая фактографическая база данных.

На фиг.6 приведена блок-схема алгоритма программы работы блока 5 сравнения.

На фиг.7 приведена блок-схема алгоритма программы работы блока 6 вторая фактографическая база данных.

Предлагаемая полезная модель работает следующим образом.

Рассмотрим ее работу на примере решения задачи моделирования в результате которого можно получить (путем формирования вектора Q) модельные данные результата адаптивного тестирования когнитивных способностей испытуемого.

На входы устройства (фиг.1) поступают исходные данные для его работы: V, D, R, E, A, B, L, Z.

Предполагается, что пользователь устройства (испытуемый) выносит свое решение V (выражает свое желание как запрос к заявленному устройству на получение модельных данных) либо в виде, например, логического нуля, либо в виде логической единицы. Если значение V изменяется с логического нуля на логическую единицу, то это означает запрос испытуемого (пользователя устройства) на выполнение моделирования.

Сначала на входе запроса значение V есть логический нуль. Предполагается, что после того как поступили все исходные данные на входы: V, D, R, E, A, B, L, Z, то на входе запроса значение V изменяется с логического нуля на логическую единицу, что означает запрос испытуемого (пользователя устройства) на выполнение моделирования.

Параметр V через вход запроса поступает на первый вход блока 1 ввода данных, на первый вход блока 3 анализа и на первый вход блока 6 вторая фактографическая база данных.

Параметр D через вход параметра для частоты поступает на второй вход блока 3 анализа и на второй вход блока 6 вторая фактографическая база данных.

Параметр R через вход испытуемого поступает на второй вход блока 1 ввода данных.

Параметр E через вход режима выдачи поступает на третий вход блока 6 вторая фактографическая база данных.

Параметр A через вход режима записи поступает на второй вход блока 4 первая фактографическая база данных.

Параметр B вход данных через поступает на третий вход блока 4 первая фактографическая база данных.

Параметр L через вход порога поступает на первый вход блока 5 сравнения.

Параметр Z через вход отклика поступает на второй вход блока 5 сравнения.

Предполагается, что пользователь устройства (испытуемый) выносит свое решение (выражает свое желание по управлению роботом) R в виде сформированного вектора

R=(r₁, , r_i, , r_n, r_n+1, , r_M).

Сначала на входе запроса значение V есть логический нуль. Предполагается, что после того как поступили все исходные данные на входы D, R, E, A, B, L, Z, то на входе запроса значение V изменяется с логического нуля на логическую единицу, что и означает запрос испытуемого (пользователя устройства) на выполнение моделирования.

Блок 1 ввода данных по входным данным R и V поступившим на его вход выполняет (реализует) преобразование (если V есть логическая единица) входного вектора

R=(r₁, , r_i, , r_n, r_n+1=0, , r_M=0)

в выходной вектор

G(g₁, , g_i, , g_n, g_n+1=0, , g_M=0)

по следующему правилу:

если r_i=102 то g_i=1;

если r_i=92 то g_i=2;

если r_i=59 то g_i=3;

если r_i=68 то g_i=4;

если r_i =0 то g_i=0;

где индекс i изменятеся от 1 до М; М - размерность вектора R, причем MM_max=10, n - число первых не нулевых элементов вектора R. Если V есть логический нуль, то указанное выше преобразование вектора R в вектор G не выполняется. Отметим, что коды: 102, 92, 59, 68 и 0 для r_i могут быть другими (может использоваться другая таблица кодировки) в зависимости от конкретной реализации того устройства, используемого испытуемым, что формирует коды для входного вектора R.

Отметим, что вектор R (исходные данные поступившие с устройства ввода и представленные в форме цифровых кодов зависящих от конкретного устройства ввода) преобразуется в последовательность кодов для вектора G из множества {0, 1, 2, 3, 4} которые ставятся в соответствие поступившим кодам элементов вектора R по правилу (по таблице перекодировки) описанному выше. В конце полученного вектора G его элементы могут быть нулевыми.

Если V есть логический нуль, то это означает, что блок 1 ввода данных не может работать, т.е. прием (ввод) вектора R и преобразование вектора R в вектор G в этом случае не выполняется.

Если V есть логическая единица, то это означает, что блок 1 ввода данных может работать, т.е. прием (ввод) вектора R и преобразование вектора R в вектор G в этом случае выполняется.

Вектор G передается на выход блока 1 ввода данных а, затем и на первый вход блока 2 принятия решения.

В блоке 2 принятия решения по входным данным G и F поступивших на его входы выполняется принятие решения о значении U по следующему правилу:

где F - матрица размерности 4 на M. У матрицы F по строкам m представлены вектора

, m{1, 2, 3, 4}

целых чисел f_mj соответствующие различным командам U, которые могут быть переданы роботу:

U=1 - означает команду движения вперед;

U=2 - означает команду движения назад;

U=3 - означает команду движения вправо;

U=4 - означает команду движения влево;

U=0 - означает команду движения стоп.

Результат принятия решения U передается на выход блока 2 принятия решения а, затем передается и на выход команд заявленного устройства.

В блоке 3 анализа проводится (на основании поступивших данных в виде V, P и D) необходимый анализ поступивших данных и затем вычисление Т.

В случае если V есть логическая единица блок 3 анализа, включает внутренний свой таймер (если таймер не был до этого включен) и с заданной частотой D, (например, период колебания задан в миллисекундах) предает на выход блок 3 анализа Т равное нулю. В случае если P есть логическая единица, то однократно происходит передача единицы на выход блок 3 анализа T. Таким образом, блок 3 анализа реализует следующее правило:

если P=0 то T=0;

если P=1 то T=1.

Если V есть логический нуль, то это означает, что блок 3 анализа не может работать (внутренний таймер выключен), т.е. анализ в этом случае не выполняется.

Если V есть логическая единица, то это означает, что блок 3 анализа может работать (внутренний таймер включен), т.е. анализ в этом случае выполняется.

Результат анализа T передается на выход блока 3 анализа а, затем и на четвертый вход блока 6 вторая фактографическая база данных.

В блоке 4 первая фактографическая база данных по входным данным A, B, P поступивших на его входы проводится первоначальная загрузка (запись в ФБД) и последующая передача (чтение из ФБД) матрицы F следующим образом.

ФБД может содержать набор из N_x матриц размерности 4 на M, представленных в форме таблиц. Имена (идентификаторы) этих таблиц представлены числами R от 1 до N_x (отметим, что идентификаторы R и R обозначают разное). Всего, например, таких матриц - M штук, т.е. N_x=M.

Перед началом испытания тестируемого, при включении устройства внутренний счетчик R блока 4 первая фактографическая база данных устанавливается в 0 (сбрасывается).

Если A есть логический нуль, то это означает, что блок 4 первая фактографическая база данных находится в режиме записи фактографических данных. В случае, когда A есть логический нуль происходит запись фактографических данных - это запись (загрузка) всех матриц F (всех таблиц X_R, где R{1, , N_x}) в ФБД (перед записью происходит удаление всех записей в ФБД, если они есть).

Если A есть логическая единица, то это означает, что блок 4 первая фактографическая база данных находится в режиме чтение фактографических данных.

Если P логическая единица, то это означает, что необходимо выполнить инкремент (увеличение) внутреннего счетчика R на единицу, T.e. R=R+1:

Затем происходит выборка (чтение, загрузка) таблицы X_R из ФБД с идентификатором соответствующим полученному числу R. Эта таблица X_R как матрица F передается на выход блока 4 первая фактографическая база данных:

F=X_R,

а, затем и на второй вход блока 2 принятия решения.

В блоке 5 сравнения по входным данным L и Z поступившим на его входы проводится сравнение Z с порогом L по следующей формуле:

Результат P такого сравнения фиксируется в виде логического нуля или в виде логической единицы.

Результат сравнения P передается на выход блока 5 сравнения а, затем и на третий вход блока 3 анализа и на первый вход блока 4 первая фактографическая база данных.

Отметим, что при конкретной реализации устройства Z - это данные, получаемые, например, с внешнего датчика некоторого управляемого подвижного (мобильного) робота и отражающие расстояние, например, в миллиметрах от этого устройства до препятствия (конечного пункта назначения для робота в текущем тесте для испытуемого) на пути следования этого робота.

В блоке 6 вторая фактографическая база данных по входным данным E, T, V и D поступившим на его входы устанавливает режим чтения или записи и соответственно выполняет запись в ФБД или чтение (выгрузку) из ФБД фактографических данных в виде вектора Q.

Когда значение V равно логическому нулю и когда E есть логический нуль происходит очистка ФБД от предыдущих записей (удаление всех записей), когда V есть логическая единица выполняется прием и запись в единый вектор Q поступающие очередные i-ые текущие данные T (прием и сохранение данных T выполняется с учетом частоты D).

на текущем i-ом шаге q_i=T

и тем самым постепенно шаг за шагом формируется выходной вектор Q=(q₁, , q_i, , q_N). Через N шагов весь вектор будет сформирован.

Когда E есть логический нуль ФБД работает в режиме записи, а в случае когда E есть логическая единица может происходить чтение фактографических данных - это чтение (выгрузка) вектора

Q=(q₁, , q_i, , q_N)

состоящего из нулей и единиц) из ФБД и его передача на выход блока 6 вторая фактографическая база данных.

Размерность N, вектора Q, напрямую зависит от заданного значения D и времени работы устройства. Она может быть вычислена (оценена) по следующей формуле:

где - время затраченное испытуемым на выполнение теста, заданное, например, в миллисекундах, D - заданный параметр частоты, а M - число ненулевых элементов вектора R, а [x] - наибольшее целое, близкое к x. При реализации заявленного устройства значение N выбирается заранее по максимуму (возможно с некоторым запасом).

Если V есть логический нуль, то это означает, что блок 6 вторая фактографическая база данных не может работать, т.е. чтение или запись в этом случае не выполняется (может выполняться очистка ФБД, т.е. удаление всех записей).

Если V есть логическая единица, то это означает, что блок 6 вторая фактографическая база данных может работать, т.е. чтение или запись в этом случае могут выполняться.

Если Е есть логический нуль, то это означает, что блок 6 вторая фактографическая база данных находится в режиме записи фактографических данных.

Если Е есть логическая единица, то это означает, что блок 6 вторая фактографическая база данных находится в режиме чтение фактографических данных.

Если V есть логический нуль, то чтение из ФБД иди запись в ФВД в этом случае не выполняются, при этом (когда Е есть логический нуль) происходят удаление всех записей в ФБД, если они есть.

Если Е есть логический нуль и V есть логическая единица, то это означает, что i-ые текущие фактографические данные T записываются в ФБД блока 6 вторая фактографическая база данных.

Если E есть логическая единица и V есть логическая единица, то это означает, что фактографические данные Q считываются из ФБД и затем передаются на выход блока 6 вторая фактографическая база данных. Выход блока 6 вторая фактографическая база данных является выходом устройства.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет решить задачу моделирования в результате которого можно получить (путем формирования вектора Q) модельные данные результата адаптивного тестирования когнитивных способностей испытуемого.

Предлагаемая полезная модель может быть промышленно применимой (осуществимой) следующим образом.

Опираясь на работы [7, 10, 11, 13, 15-17, 31-34] и на [18-30] покажем возможность промышленной применимости предлагаемой авторами полезной модели по аналогии, как это было сделано ранее для других полезных моделей и изобретения, например, [7, 10, II].

В общем случае блоки устройства могут быть реализованы с помощью вычислителя (компьютера) и программы для ЭВМ.

РОСПАТЕНТом принято положительное решение о выдаче охранного документа и авторами были успешно получены свидетельства на программы и базы данных Российской Федерации (РФ), например, [31, 32].

Эти программы и базы данных могут быть при определенной адаптации или модификации успешно использоваться в предлагаемом устройстве полезной модели.

Пример (промышленного применения (осуществления) полезной модели). Каждый блок полезной модели (фиг.1) является стандартным программируемым вычислителем (например, персональным компьютером (ПК) или карманным ПК (КПК)). Так как в предлагаемом устройстве всего 6 штук блоков, то потребуется 6 штук программируемых вычислителей, например, компьютеров.

Все эти блоки (компьютеры) соединены в стандартную компьютерную сеть, например, на "витой паре" с использованием необходимого числа соответствующих сетевых карт и сетевых концентраторов - HUB ("хабов") [18], с необходимым числом разветвлений. Другим способом соединением блоков (компьютеров) является известный, стандартный способ соединения через последовательные (СОМ1-СОМ4) и(или) параллельные порты (LPT1, LPT2) с помощью соответствующих стандартных кабелей и программного обеспечения, например, фирм Microsoft [19], Symantec и т.п. В каждом блоке (компьютере) загружена своя программа, реализующая свою функцию данного блока.

Отметим, что возможно соединение компьюеров (вычислителей) также с помощью USB портов и необходимого для этого обрудования.

Отметим, что возможно и так, что эти вычислители небольших размеров (например, КПК), соединены в общую компьюерную сеть (например, беспроводную сеть) с общим доступом к некоторому внешнему устройству хранения данных (базы данных). Отметим, что данные U (после того как будут сформированы заявленным устройством) могут передаваться далее роботу уже другим устройством, например, по радиоканалу.

Заметим, что подготовка пользователем (испытуемым или администратором) файлов fV1, fV2, fV3 (каждый из которых содержит V, т.е. логический нуль (V=0) или логическая единица (V=1)) означает желание пользователя, например, если значение V изменяется с логического нуля на логическую единицу, то это означает запрос испытуемого (пользователя устройства) на моделирование (при реализации на практике вместо файла может использоваться переменная (флаг) в памяти компьютера, которая принимает либо значение 1 (логическая единица), либо значение 0 {логический нуль)). Далее предполагаем, что пользователем (испытуемым или администратором) подготавливаются файлы fV1, fV2, fV3 - содержащие каждый V. Далее предполагаем, что программа блока 5 сравнения подготавливает файлы fP1, fP2 - содержащие каждый P (т.е. логический нуль (P=0) или логическая единица (P=1)). Далее предполагаем, что каждый файл fD1, fD2 - содержат D. Далее предполагаем, что A есть логический нуль (A=0) или логическая единица (А=1) и что E есть логический нуль (E=0) или логическая единица (E=1).

Для работы устройства необходимы файлы fV1, fV2, fV3, fD1, fD2, fP1, fP2, fR, fE, fA, fB, fL, fZ fG, fF, fP, fT, с данными. Испытуемый (пользователь или специалист), например, на своем персональном компьютере (вычислителе), который тоже подсоединен к общей сети, готовит эти исходные файлы. Эти файлы передаются, соответственно:

fV1 (содержащий V) - на вход программы для блока 1 ввода данных,

fV2 (содержащий V) - на вход программы блока 3 анализа,

fV3 (содержащий V) - на вход программы блока 6 вторая фактографическая база данных,

fL (содержащий L), fZ (содержащий Z} - на вход программы блока 5 сравнения,

fR (содержащий входной вектор R) - на вход программы блока 1 ввода данных,

fF (содержащий F), fG (содержащий вектор G) - на вход программы блока 2 принятия решения,

fA (содержащий А), fB (содержащий В) - на вход программы блока 4 первая фактографическая база данных,

fD1 (содержащий D) - на вход программы блока 3 анализа,

fD2 (содержащий D) - на вход программы блока 6 вторая фактографическая база данных,

fT (содержащий T), fE (содержащий E) - на вход программы блока 6 вторая фактографическая база данных,

fP1 (содержащий P) - на вход программы блока 3 анализа,

fP2 (содержащий P) - на вход программы блока 4 первая фактографическая база данных.

Возможен случай, когда, например, файлы fD1, fD2, fB, fL формируются один раз, например, администратором (испытуемым), и содержат данные по умолчанию, рекомендуемые для постоянного использования, которые можно хранить в долговременной памяти соответствующих блоков и не удалять после каждого считывания данных из них. Возможен вариант когда, например, файлы fV1, fV2, fV3 не обязательно часто удалять программой их использующей.

Перед началом работы устройства ни один блок и ни одна программа не запущены.

Общий порядок работы блоков устройства следующий:

- в случае наличия логического нуля на входе запроса V и наличия логического нуля на входе режима выдачи E программа (фиг.7) блока 6 вторая фактографическая база данных выполняет подготовку запроса к ФБД, запись (очистка) удаление всех записей из ФБД;

- в случае наличия логической единицы на входе запроса V и наличия логического нуля на входе режима выдачи Е программа (фиг.7) блока 6 вторая фактографическая база данных выполняет подготовку запроса к ФБД, запись (загрузка) текущих фактографических данных (ФД) Т, (с учетом параметра для частоты D) в ФБД;

- в случае наличия логической единицы на входе запроса V и наличия логической единицы на входе режима выдачи Е программа (фиг.7) блока 6 вторая фактографическая база данных выполняет подготовку запроса к ФБД, чтение (выгрузка) требуемых фактографических данных (ФД) Q, запись этих данных Q в файл fQ.

В случае наличия логической единицы на входе запроса V запускается программа (фиг.2) блока 1 ввода данных, затем запускается программа (фиг.3) блока 2 принятия решения, затем запускается программа (фиг.4) блока 3 анализа, затем запускается (если не была запущена ранее) программа (фиг.5) блока 4 первая фактографическая база данных, затем запускается программа (фиг.6) блока 5 сравнения, затем запускается (если не была запущена ранее) программа (фиг.7) блока 6 вторая фактографическая база данных.

Синхронизация работы программ всех блоков может осуществляться, например, с помощью проверки наличия каждой программой соответствующего файла (или файлов) с данными и последующим (при необходимости) удалением этого файла (или файлов), а также путем проверки наличия логического нуля или логической единицы специального флага (переменной).

Перед началом работы устройства ни один блок и ни одна программа блоков не запущены. Пользователь устанавливает значение V как логическую единицу. В случае наличия логической единицы (или логического нуля) на входе запроса Яблоками устройства (программами в них) выполняются все необходимые действия в соответствии с алгоритмами их работы (фиг.2, 3, 4, 5, 6, 7).

Сначала готовятся фактографические базы данных для моделирования.

Первым запускается блок 4 первая фактографическая база данных (фиг.1), а в нем - его программа (фиг.5), при этом B это данные для ФБД и A=0 (выполняется сброс счетчика, т.е. R=0 и выполняется загрузка фактографических данных из B в ФБД).

Вторым запускается блок 6 вторая фактографическая база данных (фиг.1), а в нем - его программа (фиг.7), при этом V=0 и E=0 (выполняется подготовка запроса к ФБД, запись (очистка) удаление предыдущих записей (фактографических данных предыдущего моделирования) из ФБД, если они не удалены).

Затем запускается блок 1 ввода данных (фиг.1), а в нем - его программа (фиг.2), которая осуществляет удаление файла fG если он существует. После этого проверяется наличие файлов fV1, fR и данных в них. Если эти файлы не подготовлены, то выполняется снова проверка и т.д. до тех пор, пока эти файлы не будут подготовлены или не будет выключен блок 1 ввода данных. Если эти файлы подготовлены, то выполняется чтение необходимых данных.

Затем проверяется значение V (если V=1 (т.е. логическая единица), то это означает, что сделан запрос испытуемого (пользователя устройства) на моделирование).

Если V=0, то выполняется снова проверка наличия необходимых файлов, а если V=1, то выполняются следующие действия.

Формируется вектор G (происходит преобразование R в G) как было описано выше. Запись данных G в созданный файл fG.

Далее удаляется файл fR.

Отметим, что файл fVl может храниться в долговременной памяти блока 1 ввода данных и заменяются только при необходимости изменения параметров работы программы блока 1 ввода данных.

Затем запускается блок 2 принятия решения (фиг.1), а в нем - его программа (фиг.3), которая осуществляет удаление файла fU если он существует. После этого проверяется наличие файлов fG, fF и данных в них. Если эти файлы не подготовлены, то выполняется снова проверка и т.д. до тех пор, пока эти файлы не будут подготовлены или не будет выключен блок 2 принятия решения. Если эти файлы подготовлены, то выполняется чтение необходимых данных. Выполняется принятие решения о значении U как было описано выше. Затем происходит запись данных U в созданный файл fU.

Далее удаляются файлы fG, fF.

Затем запускается блок 3 анализа (фиг.1), а в нем - его программа (фиг.4), которая осуществляет удаление файла fT если он существует. После этого проверяется наличие файлов fV2, fD1 и данных в них. Если эти файлы не подготовлены, то проверка выполняется до тех пор, пока файлы не будут подготовлены или не будет выключен блок 3 анализа. Если эти файлы подготовлены, то выполняется чтение необходимых данных из них.

Отметим, что если V есть логический нуль, то это означает, что блок 3 анализа не может работать (внутренний таймер выключен), т.е. анализ в этом случае не выполняется.

Если V=0 (внутренний таймер выключен), то выполняется снова проверка наличия необходимых файлов, а если V=1, то выполняются следующие действия.

Включается внутренний таймер (если он не включен).

После этого проверяется наличия файла fP1 и данных в нем. Если этот файл не подготовлен, то проверка выполняется до тех пор, пока файл не будет подготовлен или не будет выключен блок 3 анализа. Если этот файл подготовлен, то выполняется чтение необходимых данных из него.

Выполняется анализ P, вычисляется T (как было описано выше) и выполняется запись T в файл fT:

если P=0, то T=0 (с частотой учитывающей параметр D);

если P=1, то T=1 (однократно запись).

После того, как вычисления выполнены, программа блока 3 анализа сохраняет результат T в файл fT и затем удаляет файл fP1.

Отметим, что результат анализа Т передается на выход блока 3 анализа а, затем и на четвертый вход блока 6 вторая фактографическая база данных.

Затем запускается блок 5 сравнения (фиг.1), а в нем - его программа (фиг.6), которая осуществляет удаление файлов fP1, fP2 если они существуют. После этого проверяется наличие файлов fL, fZ и данных в них. Если эти файлы не подготовлены, то проверка выполняется до тех пор, пока файлы не будут подготовлены или не будет выключен блок 5 сравнения. В случае, когда файлы и данные в них подготовлены, то осуществляется считывание данных: L из fL, Z из fZ. Затем происходит процесс сравнение Z с L и получение результата P этого сравнения как было описано выше.

После того, как сравнение выполнео, программа блока 5 сравнения сохраняет результат P в файлы fP1, fP2 и затем удаляет файл fZ.

Затем для блока 4 первая фактографическая база данных (фиг.1), а в нем - для его программы (фиг.5) пользователем (испытуемым) изменяется содержимое A - входа режима записи (т.е. файла fA), так что A=1.

Если файлы fP2, fA, fB подготовлены и данные в них (и A=1), то выполняется чтение данных: P из файла fP2.

Если P логическая единица, то это означает, что необходимо выполнить инкремент (увеличение) внутреннего счетчика R на единицу, т.е. R=R+1 как было описано выше.

Затем происходит выборка (чтение) таблицы X_R из ФБД с идентификатором соответствующим полученному числу R. Эта таблица X_R как матрица F передается на выход блока 4 первая фактографическая база данных:

F=X_R,

т.е. программа блока 4 первая фактографическая база данных сохраняет результат F в файл fF и затем удаляет файл fP2.

Затем для блока 6 вторая фактографическая база данных (фиг.1), а в нем - для его программы (фиг.7) пользователем (испытуемым) изменяется содержимое V - входа запроса (т.е. файла fV), так что V=1, (a E=0). Таким образом имеется готовность к записи (загрузке) текущих фактографических данных (ФД) T, (с учетом параметра для частоты D) в ФБД. При появлении файла fT с данными Т программа блока 6 вторая фактографическая база данных (выполняющая с учетом параметра для частоты D периодическую проверку наличия файлов fV3, fD2, fE, в том числе и файла fT) производит чтение необходимых данных, в том числе и чтение T из файла fT.

Если E есть логический нуль и V есть логическая единица, то это означает, что i-ые текущие фактографические данные T (из файла fT) записываются в ФБД блока 6 вторая фактографическая база данных. В результате формируется выходной вектор Q как было описано выше.

После того как испытуемый пройдет испытание (т.е. тестирование пользователя закончится) выполняется выгрузка результатов моделирования из второй ФБД следующим образом.

Для блока 6 вторая фактографическая база данных (фиг.1), а в нем - для его программы (фиг.7), например администратором или пользователем (испытуемым) изменяется содержимое Е - вход режима выдачи (т.е. файла fE), так что Е=1, (a V=1). Таким образом, имеется возможность выполнить подготовку запроса к ФБД, чтение (выгрузка) требуемых фактографических данных Q, запись этих данных с результатами моделирования Q в файл fQ.

Отметим, что файл fQ содержащий вектор Q (результаты моделирования), является конечным результатом работы предлагаемого устройства и является его выходом (выход устройства).

Для того, чтобы еще раз осуществить работу предлагаемого устройства (фиг.1) при других исходных данных, необходимо опять сначала подготовить исходные (данные), например, файлы: fV1, fV2, fV3, fD1, fD2, fE, fA, fB, fL - и после этого затем уже запустить в устройстве блок 4 первая фактографическая база данных, а в нем - его программу, затем запустить в устройстве блок 6 вторая фактографическая база данных, а в нем - его программу и уже далее затем запустить в устройстве блок 1 ввода данных, а в нем - его программу, затем запустить в устройстве блок 2 принятия решения, а в нем - его программу, т.е. по порядку как было описано выше. Отметим, что возможно упростить этот процесс запуска этих программ в блоках устройства по единой команде с помощью специально созданной программы (диспетчера программ), которая автоматически следит за очередностью и периодичностью запуска программ для каждого блока, заявленного устройства.

Экспериментальное тестирование устройства

Авторами разработан экспериментальный образец [17, 13] завяленного устройства для выдачи команд U для тестирующего робота на базе N1 LabVIEW Robotics Starter Kit-sbRio 9631 (далее робот) и приема данных, например, Z от датчика положения робота в лабиринте.

Предлагаемое авторами устройство на практике (с целью проверки и подтверждения возможности промышленного применения (осуществления) полезной модели, заявленного устройства) было реализовано в виде набора компьютерных программ для прошивки в ПЗУ sbRIO 9631 установленной на робототехнической платформе (мобильный робот) для осуществления управления, а так же программ выполняемых на стационарном ПК, реализующих основное управление и анализ данных в среде графического программирования National Instruments LabVIEW 2010. Вспомогательная программа из разработанного набора предназначена для функционирования на ПК и служит для осуществления дистанционного управления роботом и анализа данных поступающих с него.

Разработанное программное обеспечение (с использованием, например, языка графического программирования "G" [33]) предназначено для промышленной реализации заявленного устройства.

По результатам экспериментов установлено, что завяленное устройство работоспособно, все выявленные ошибки в программах были исправлены при отладке программ, при необходимости успешно выполнена модификация программ. Заявленное устройство позволяет успешно выполнять необходимое моделирование и получать результаты адаптивного тестирования когнитивных способностей испытуемого.

Важно отметить, что экспериментальные исследования можно успешно провести для других условий (для другой возможной промышленной реализации) заявленного устройства (полезной модели).

Предлагаемая полезная модель может быть промышленно применимой (осуществимой) еще другим следующим образом.

Блоки предлагаемой полезной модели, как и в устройствах (полезных моделях) [7, 11] реализуются с помощью (см. [20-30]) аналоговых и цифровых элементов (интегральных микросхем).

На этом не исчерпывается все многообразие возможности вариантов применения (построения) предлагаемой полезной модели.

Использованные источники

1. Свидетельство на полезную модель Российской Федерации 14305 кл. МПК⁷ G09B 23/28, опубл. 10.07.2000. Бюл. 19 (аналог).

2. Авторское свидетельство СССР 1591062 кл. МПК⁵ G09B 23/02, опубл. 07.09.90. Бюл. 33 (аналог).

3. Авторское свидетельство СССР 1460736 кл. МПК⁴ G09B 23/00, опубл. 23.02.89. Бюл. 7 (аналог).

4. Авторское свидетельство СССР 660080 кл. МПК² G09B 23/00, опубл. 30.04.79. Бюл. 16 (аналог).

5. Свидетельство на полезную модель Российской Федерации 13107 кл. МПК⁷ G06F 15/00, опубл. 20.03.2000. Бюл. 8 (аналог).

6. Свидетельство на полезную модель Российской Федерации 15800 кл. МПК⁷ G06F 7/58, опубл. 10.11.2000. Бюл. 31 (аналог).

7. Кулик С.Д. Свидетельство на полезную модель 20686, Российская Федерация (RU), кл. МПК⁷ G09B 23/02. Устройство для моделирования значений функции вероятности правильного ответа на запрос автоматизированной фактографической информационно-поисковой системы криминалистического назначения. - Заявка 2001116050/20; Заяв. 15.06.2001; Зарегистр. 20.11.2001; Приоритет от 15.06.2001; Опубл. Бюл. 32. - Ч.2. - С.270 (аналог).

8. Патент Российской Федерации 2297048 G09B 9/00. Устройство для моделирования движения гусеничной машины, опубл. 10.04.2007 (аналог).

9. Патент Российской Федерации 2369909 G09B 9/00. Способ моделирования психофизиологических эффектов в тренажере и устройство для его реализации, опубл. 10.10.2009 (аналог).

10. Куравский Л.С., Кулик С.Д., Мармалюк П.А., Юрьев Г.А. Патент на полезную модель 110638, Российская Федерация (RU), кл. МПК A61F 9/08. Навигационное устройство для ориентации слепых. - Заявка 2011125847/14; Заяв. 24.06.2011; Зарегистр. 27.11.2011; Приоритет от 24.06.2011. Опубл. Бюл. 33 (аналог).

11. Кулик С.Д. Свидетельство на полезную модель 21836, Российская Федерация (RU), кл. МПК⁷ G09B 23/02. Устройство для моделирования значений функции среднего времени ответа на запрос автоматизированной фактографической информационно-поисковой системы криминалистического назначения. - Заявка 2001127165/20; Заяв. 12.10.2001; Зарегистр. 20.02.2002; Приоритет от 12.10.2001; Опубл. Бюл. 5. - Ч.2. - С.315 (аналог).

12. Свидетельство на полезную модель Российской Федерации 8145 кл. МПК⁶ G09B 23/02, опубл. 16.10.1998 (прототип).

13. Куравский Л.С., Юрьев Г.А. Использование марковских моделей при обработке результатов тестирования // Вопросы психологии, 2011. - 2. - с.98-107.

14. Палмер Дж., Палмер Л. Эволюционная психология. Секреты поведения Homo sapiens. - СПб.: Прайм-Еврознак, 2003. - 384 с.

15. Куравский Л.С., Кулик С.Д., Мармалюк П.А., Юрьев Г.А. Патент на полезную модель 110269, Российская Федерация (RU), кл. МПК A61F 9/08. Устройство для ориентации слепых. - Заявка 2011120734/14; Заяв. 24.05.2011; Зарегистр. 20.11.2011; Приоритет от 24.05.2011. Опубл. Бюл. 32.

16. Кулик С.Д., Никонец Д.А., Ткаченко К.И., Лукьянов И.А., Гунько Н.Е. Патент на полезную модель 111926, Российская Федерация (RU), кл. МПК⁸ G07D 7/00. Устройство определения рукописных документов принадлежащих исполнителю текста на русском языке. - Заявка 2011127077/08; Заяв. 04.07.2011; Зарегистр. 27.12.2011; Приоритет от 04.07.2011. Опубл. Бюл. 36.

17. Куравский Л.С., Юрьев ГА. Адаптивное тестирование как марковский процесс: модели и их идентификация // Нейрокомпьютеры: разработка и применение, 2, 2011, с.21-29.

18. Ethernet user's manual for CN8800TPC // CNet total network solutions: CNet, 1993 - 20 p.

19. Решения Microsoft. Вып.1-5: Microsoft, 1996.

20. Лысиков Б.Г. Арифметические и логические основы цифровых автоматов. - Мн.: Вышэйшая школа, 1980.

21. Савельев А.Я. Арифметические и логические основы цифровых автоматов. - М.: Высшая школа, 1980.

22. Соловьев Г.Н. Арифметические устройства ЭВМ. - М: Энергия, 1978.

23. Евреинов Э.В., Бутыльский Ю.Т., Мамзелев И.А. и др. Цифровая и вычислительная техника: Учебник для вузов. - М: Радио и связь, 1991.

24. Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы. - М.: Радио и связь, 1987. - 352 с.

25. Буреев Л.Н., Дудко А.Л., Захаров В.Н. Простейшая микро-ЭВМ. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 216 с.

26. Тарабрин Б.В., Лунин Л.Ф., Смирнов Ю.Н. и др. Интегральные микросхемы Справочник. - М.: Радио и связь, 1983.

27. Алгинин Б.Е. Кружок электронной автоматики. - М.: Просвещение, 1990.

28. Хокинс Г. Цифровая электроника для начинающих. - М.: Мир, 1986.

29. Мухитдинов М., Мусаев Э.С. Светоизлучающие диоды и их применение. - М.: Радио и связь, 1988

30. Якубовский С.В., Барканов Н.А., Ниссельсон Л.И. и др. Аналоговые и цифровые интегральные микросхемы. - М.: Радио и связь, 1985.

31. Кулик С.Д. Свидетельство на базу данных 2001620098, Российская Федерация, "Фактографическая база данных для АФИПС "COLOUR" (FBD-COLR). - Заявка 2001620077; Заяв. 22.05.2001; Зарегистр. 18.07.2001. Бюл. 4 (37) - Ч.2 - С.317. - (РОСПАТЕНТ).

32. Куравский Л.С., Юрьев Г.А. Свидетельство на программу Российской Федерации 2009613028 "Программа распознавания и озвучивания текстов для людей с нарушениями зрения v.1.0" (El-Reader) / Л.С.Куравский, Г.А.Юрьев (Россия). - Заявка 2009611751; Заяв. 21.04.2009; Зарегистр. 10.06.2009. - (РОСПАТЕНТ).

33. Пейч Л.И., Точилин Д.А., Поллак Б.П. LabView для новичков и специалистов. - М.: Горячая Линия - Телеком, 2004.

34. Ту Дж., Гонсалес Р. Принципы распознавания образов. - М.: Мир, 1978. - 411 с.

Устройство для моделирования адаптивного тестирования когнитивных способностей испытуемого, содержащее блок ввода данных, блок сравнения, отличающееся тем, что в него введены блок принятия решения, блок анализа, блок первая фактографическая база данных, блок вторая фактографическая база данных, вход запроса, вход испытуемого, вход параметра для частоты, вход режима выдачи, вход режима записи, вход данных, вход порога, вход отклика, выход команд, выход устройства, при этом

вход запроса соединен с первым входом блока ввода данных, и с первым входом блока анализа, и с первым входом блока вторая фактографическая база данных,

вход испытуемого является вторым входом блока ввода данных,

вход параметра для частоты соединен со вторым входом блока анализа и со вторым входом блока вторая фактографическая база данных,

вход режима выдачи является третьим входом блока вторая фактографическая база данных,

вход режима записи является вторым входом блока первая фактографическая база данных,

вход данных является третьим входом блока первая фактографическая база данных,

вход порога является первым входом блока сравнения,

вход отклика является вторым входом блока сравнения,

выход блока ввода данных соединен с первым входом блока принятия решения, выход которого является выходом команд,

выход блока сравнения соединен с третьим входом блока анализа и с первым входом блока первая фактографическая база данных, выход которого соединен со вторым входом блока принятия решения,

выход блока анализа соединен с четвертым входом блока вторая фактографическая база данных, выход которого является выходом устройства.

Навигационное устройство для ориентации слепых // 110638

Флэш-накопитель // 114805

Интеллектуальная система диагностики заболеваний новорожденных от инфицированных матерей // 108675

Система структурированного хранения нормативно-технической документации в базе данных // 117666

Ресурсосберегающий машинно-тракторный агрегат для интенсивного садоводства // 101612