Комплект для компьютерных систем с функцией слежения за физическим состоянием пользователя

В комплект с функцией слежения за физическим состоянием пользователя, содержащий клавиатуру с набором клавиш, чувствительным элементом (сенсором), микропроцессором, датчиком батареи, подсоединенные через инфракрасный передатчик приемник, компьютер, монитор, сигнальное устройство тревоги, дополнительно введены чувствительный элемент, имеющий механическое соединение с кнопками манипулятора типа "мышь" и мини-видеокамера, монтируемая в переднюю панель дисплея, выходы которых соединены с портами компьютера, с экспертной системой в составе программы обработки сигналов.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для мониторинга физического состояния пользователя при работе на компьютере.

Известна клавиатура с функцией исследования физического состояния пользователя [1], выполняющая аналогичную функцию. Клавиатура включает набор клавиш, чувствительный элемент, микропроцессор, датчик батареи, инфракрасный излучатель, через который подсоединены приемник (получатель), компьютер, монитор, сигнальное устройство, жидко-кристаллический дисплей. Физические параметры пользователя, такие как количество, скорость, ритм нажатий на клавиши, фиксируются чувствительным элементом и передаются через инфракрасный передатчик в приемник, который посылает электрический сигнал в компьютер со встроенной экспертной системой, обрабатывающей данную информацию

и формирующей сообщение непосредственно на мониторе или через средcтво оповещения.

Это устройство не позволяет в полной мере отслеживать физическое состояние пользователя. Все больше программ имеют "мышь" - ориентированный интерфейс, поэтому слежение только с помощью клавиатуры явно недостаточно.

Целью настоящего изобретения является расширение функциональных возможностей компьютерной системы, за счет реагирования на изменение физического состояния пользователя. Для этого в комплект дополнительно введены манипулятор типа "мышь" с чувствительным элементом на кнопках, мини-видеокамера, установленная на монитор, которую обычно применяют для видеоконференций в сети Интернет, добавочные блоки экспертной системы: манипулятор, обнаруживающий скорость движения курсора и мини-видеокамера, отслеживающая параметры движения зрачков пользователя.

На фиг.1 приведена принципиальная схема комплекта с функцией слежения за физическим состоянием пользователя, а на фиг.2 - блок-схема алгоритма работы комплекта и экспертной системы физического состояния пользователя.

Комплект для компьютерных систем с функцией слежения за физическим состоянием пользователя (фиг.1) состоит из клавиатуры 1, включающей набор клавиш 2 с механическим подсоединением к чувствительному элементу (сенсору) 3, микропроцессор 4, соединенный с датчиком батареи 5 и инфракрасным передатчиком 6, посылающим сигнал в приемник 7, манипулятора типа "мышь" 8 с чувствительным элементом 9 на кнопках 10 и мини-видеокамеры 11, выходы которых соединены с портами компьютера 12, с подсоединенными к нему монитором 13 и сигнальным устройством тревоги 14.

Комплект для компьютерных систем с функцией слежения за физическим состоянием пользователя работает следующим образом. Клавиатура 1 с помощью чувствительного элемента 3, который может состоять из прижимного детектора для обнаружения силы нажатая на клавиши, счетчика количества нажатий клавиш, таймера и арифметического устройства для вычисления скорости нажатия клавиш, производит соответствующие измерения физических параметров.

Обнаруженная информация передается через инфракрасный излучатель 6 в приемник 7, который посылает электрический сигнал компьютеру 12; манипулятор типа "мышь" 8 посредством чувствительного элемента 9 фиксирует изменение скорости нажатий на кнопки и скорость движения курсора мыши; мини-видеокамера 11 для мониторинга внешнего состояния пользователя отслеживает скорость и количество движений глаз; таким образом статистическая информация о физических параметрах, полученная от клавиатуры 1, манипулятора 8 и мини-видеокамеры 11, поступает в компьютер 12, где экспертная система в составе программы обрабатывает полученные данные и делает заключение о физическом состоянии пользователя, выдает рекомендации по сохранению здоровья, выводимые на монитор 13, и если параметры превышают заданный предел, генерирует сигнал тревоги через средство оповещения 14, после чего пользователю рекомендуют принять меры по предотвращению ухудшения самочувствия. Анализ проводится с помощью дисперсии интенсивности, математического ожидания, функции распределения вероятностей, спектра мощности, характеризующего частотные распределения, корреляционной функции:

где t - текущий момент времени, Т - измеряемый временной интервал, - период счетных импульсов, U(t) - входная функция.

На фиг.2 приведена блок-схема работы комплекта с функцией слежения за физическим состоянием пользователя. Клавиатура 1 посредством чувствительного элемента 3, соединенного с клавишами 2, обнаруживает параметры нажатия клавиш (количество, скорость, ритм). Инфракрасный излучатель 6 в клавиатуре 1 передает сигнал, содержащий эти параметры в приемник 7. Манипулятор 8 с помощью чувствительного элемента 9 на кнопках 10 обнаруживает скорость нажатия на кнопки и скорость движения курсора мыши. Мини-видеокамера 11 отслеживает параметры движения зрачков пользователя (количество, скорость). Приемник 7, манипулятор 8, мини-видеокамера 12 посылают электрические сигналы на компьютер 13 для регистрации всех параметров.

Компьютер 13 с помощью экспертной системы обрабатывает значения физических параметров и выводит их на монитор 14, а в случае превышения заданного предела, посылает сигнал тревоги через средство оповещения 15.

Данная полезна модель позволит контролировать изменение физических параметров пользователя, сопровождаемое сообщениями соответствующей прикладной программы, выводимыми на монитор, с помощью клавиатуры и манипулятора снизить вредное воздействие на кисти рук и посредством мини-видеокамеры осуществлять визуальный контроль за уровнем его самочувствия. Все эти меры помогут пользователю отслеживать информацию о своем состоянии, избегать перенапряжения, изменить нежелательные индивидуальные привычки при продолжительной работе за компьютером.

Комплект для компьютерных систем с функцией слежения за физическим состоянием пользователя рекомендуется для использования профессиональными программистами, операторами ЭВМ, секретарями, также может использоваться в компьютерных классах, домашних условиях.

Источники информации

1. Патент США №US2001/0001238 А1, 17.05.01 Клавиатура с функцией исследования физического состояния пользователя.

2. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике - М.: Наука, 1968, - 832 с.

3. Горшков Б.М., Яиков О.В., Шлегель О.А. Исследование быстродействия компьютерных устройств BIOS. Тезисы докладов научно-технической конференции ПТИС «Новые технологии в промышленности, экономике и социально-культурной сфере». - Тольятти: ПТИС, 2000, - 102 с.

Комплект с функцией слежения за физическим состоянием пользователя, содержащий клавиатуру с набором клавиш, чувствительным элементом (сенсором), микропроцессором, датчиком батареи, подсоединенные через инфракрасный передатчик приемник, компьютер, монитор, сигнальное устройство тревоги, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей компьютерной системы реагировать на изменение физического состояния пользователя, дополнительно введены чувствительный элемент, имеющий механическое соединение с кнопками манипулятора типа мышь и мини-видеокамера, монтируемая в переднюю панель монитора, выходы которых соединены с портами компьютера с экспертной системой в составе программы обработки сигналов.