Орлов Д.В.1,2, Коротков К.Г. 1,2, Гатчин Ю.А. 1, Сухостат В.В. 1, Гришенцев А.Ю. 1
1 Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики
2 Федеральное государственное бюджетное учреждение «Санкт-Петербургский научно- исследовательский институт физической культуры»,
Метод газоразрядной визуализации (ГРВ) используется во множестве научных и практических областей [1,2]. Одним из новых направлений является регистрация реакции группы людей на различные информационно-психологические воздействия [3-5]. Для проведения таких измерений авторами совместно с компанией ООО “КТИ” были разработаны и запущены в серийное производство прибор «ГРВ Эко-Тестер» и антенна «ГРВ Спутник», которые обеспечивают необходимую чувствительность и стабильность измерительной системы. Прибор «ГРВ Эко-Тестер» был спроектирован в соответствии с рекомендациями по анализу и коррекции дестабилизирующих факторов в процессе измерений методом ГРВ [6]. Была разработана стандартная процедура проведения измерений и обработки результатов [7].
В случае регистрации реакции человека-оператора или групп операторов на различные виды информационно-психологических воздействий возможна реализация двух подходов:
1) мониторинг состояния окружающего операторов пространства по всевозможным характеристикам с целью своевременного выявления факторов, способных оказать влияние на функциональное состояние человека;
2) мониторинг функционального состояния самих операторов.
В случае осуществления первого подхода необходима установка множества датчиков, регистрирующих уровни шумового давления, вибрации, инфразвука, ультразвука, электромагнитных полей промышленных частот, электростатических полей, магнитных полей, радиации, микроклимата, концентрации легких аэроионов, химический состав воздуха. Кроме этого необходимо специальное программное обеспечение, позволяющее централизованно контролировать сигналы от всех вышеперечисленных датчиков и приборов. С технической и коммерческой точек зрения данная задача является нетривиальной.
В случае же реализации второго подхода обычно проводится измерение различных физиологических характеристик (вариабельность сердечного ритма, артериальное давление, проводимость кожи, движения глаз, выражение лица, виброизображение) каждого человека-оператора в реальном времени. В подобном случае кроме сложности осуществления подобной задачи (особенно в случае бесконтактной регистрации) добавляется некомфортность для человека-оператора наличия множества датчиков на теле (контактная регистрация), что сказывается на продуктивности и эффективности работы. Вариантом решения данной проблемы является использование бесконтактных датчиков и технологий, позволяющих неинвазивно получать информацию о функциональном состоянии человека. Однако на данный момент разработаны системы, позволяющие определять функциональную психофизиологическую активность лишь отдельного человека. Следовательно, для контроля состояния группы людей требуется большое количество бесконтактных систем, кратное количеству человек в группе, что означает большие финансовые затраты, хотя и даёт возможность отслеживать состояние каждого члена группы в отдельности.
Принимая во внимание трудности реализации традиционных подходов, возникает потребность в новых методах, позволяющих осуществлять неселективный мониторинг характеристик окружающей среды и неинвазивную оценку функционального состояния группы людей в реальном времени. Таким подходом является метод газоразрядной визуализации, а именно прибор «ГРВ Эко-Тестер» с антенным датчиком «ГРВ Спутник». Целью данной работы является экспериментальное тестирование прибора «ГРВ Эко- Тестер» для определения адекватности получаемых данных поставленным задачам: возможность выявления физических и химических воздействий, влияющих на состояние оператора, и точность реакции на изменение функционального состояния человека- оператора.
Методы исследований
Принцип формирования газоразрядный изображений
Принцип формирования газоразрядных изображений (ГРИ) описан в [8,9].
Процедура формирования ГРИ с помощью прибора «ГРВ Эко-Тестер» заключается в следующем. Металлический цилиндр (тест-объект) помещается на прозрачный кварцевый электрод, на обратную сторону которого нанесено прозрачное токопроводящее покрытие, на которое в течение заданного промежутка времени подаются импульсы напряжения от генератора. Мощность импульсов и длительность воздействия задаются программно на персональном компьютере. При высокой разности потенциалов между тест-объектом и пластиной из металлического цилиндра выбиваются электроны и фотоны, которые, сталкиваясь с молекулами воздуха, ионизируют их, что в итоге приводит к развитию лавинного и/или скользящего газового разряда. Характеристики газового разряда определяются свойствами внешней цепи – то есть тест-объекта, провода, подключенного к нему, антенны «ГРВ Спутник» и пространства между антенной и землей. Пространственное распределение разряда фиксируется специализированной видеокамерой на базе ПЗС-матрицы, расположенной непосредственно под прозрачным электродом.
Видеопреобразователь осуществляет оцифровку изображения и передачу его на компьютер для дальнейшей обработки. ГРИ обрабатываются в специально разработанном программном комплексе, где осуществляется расчет параметров изображений, таких как энергия свечения, площадь засветки, средняя интенсивность разряда и др. Параметры ГРИ зависят от физических характеристик внешней цепи, в частности, электрической емкости и сопротивления [10].
Также существует техническая возможность обработки ГРИ в реальном времени на сервере, на котором установлено специально разработанное программное обеспечение BioDeck. Прибор ГРВ через Интернет посылает каждое снятое ГРИ на сервер, где рассчитываются необходимые параметры. Рассчитанные данные в виде графиков пересылаются с сервера на пользовательский компьютер, на котором установлена пользовательская версия программного обеспечения BioDeck, позволяющая получать числовые значения рассчитанных параметров ГРИ в реальном времени.
1 thought on “СИСТЕМА БЕСКОНТАКТНОЙ РЕГИСТРАЦИИ РЕАКЦИИ”