JPS639463A - 精神生理学的反射弓訓練用シュミレ−タ - Google Patents

精神生理学的反射弓訓練用シュミレ−タ

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JPS639463A
JPS639463A JP62158766A JP15876687A JPS639463A JP S639463 A JPS639463 A JP S639463A JP 62158766 A JP62158766 A JP 62158766A JP 15876687 A JP15876687 A JP 15876687A JP S639463 A JPS639463 A JP S639463A
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JP
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stimulus
computer
switch
test
reaction time
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JP62158766A
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ドナ ジェイ レッディングトン
ラリー ジー マー
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  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は一般的には精神生理学的反射訓練装置に関し、
特に、マーシャルアーツ及びその他の競争・格闘スポー
ツと関連した打撃行動をテストしそして評価するための
装置に関する。
〔従来の技術〕
従来、反応時間形式の課題について打撃行動を訓練する
ために種々の訓練法が用いられた。かかる訓練法の目的
は全体として、擬ランダム信号を出し、訓練者の打撃行
動をモニターし、次に訓練者の能力に応じて訓練者にフ
ィードバックを与えることにある。信号は通常、たとえ
ば光又は光群のような可視刺激のオンセット(onse
t )又はオフセント(offset ) 、又はたと
えばブザー又はスピーカから発生した音声のような可聴
刺激のオンセット又はオフセット、若しくは成る物理的
な物体(たとえば、剣又はシャフト)のスラストである
。訓練者が刺激に気付いたとき、その訓練者は成る打撃
行動をとることが予想される。打撃行動は通常、ジャグ
、パンチ、ブロック、キックであり、その結果、ターゲ
ットに種々の程度の速度及び力で衝撃を与えることにな
る。通常2種類の一般的な打撃行動パラメータ(すなわ
ち、単純反応時間及び打撃力)が評価されて訓練者にフ
ィードバックされる。単純反応時間は信号の提示と打撃
行動との間の秒で表わした遅れ時間の長さである。打撃
力は打撃行動のターゲットのところでの測定圧力である
精神生理学法の背後にある基本理論はウェスト(Wes
t )の生理学説で説明される(ベスト、ティラー著[
医療についての生理学的基礎(Physiologic
al Ba5is of Medical Pract
ice Nバルチモア、ウィリアム&ウィルキンス、1
985 :第3章及び第4章の第9節参照)。生理学的
手法の重要性はタル) (Tart )において説明さ
れている(タルト著「意識状態(States of 
Con5ciousness)J、ニューヨーク、E、
P、ダントン社、1975、第2章参照)。
〔発明が解決しようとする問題点〕
反応時間に基づく打撃能力の組織的測定の技術現状にお
ける対策(ビゲロー氏等に付与された米国特許第453
4557号、ゴールドファルブ氏等に付与された米国特
許第3933354号、シーメル氏に付与された米国特
許第4.088315号参照)では、テストの困難性を
考慮に入れると能力が推定されなかった。従来の対策(
この対策は米国特許第1170467号、第40278
75号、第4309029号、第4353545号、第
4401303号、第4365800号、第44404
00号、第4564192号、第4565366号を含
む)は、予め定められた運動性出力たとえば打撃を開始
して終了する前に訓練者に種々の難度の所定のターゲッ
トシーケンスの発生を心の中で評価させるのを必要とす
る種々の複雑さの弁別刺激を使用していなかった。従来
の特許の技術は、最少の応答時間を推定、次に能力を評
価するために、知覚・出力行動型式について多くのデー
タを有する方法を利用していなかった。知覚・出力行動
についての知識は特定の打撃行動と関連した知覚経路及
び出力経路の形式及び長さと関連した時間の最少遅れを
解明する精神生理学についての理解及びその打撃行動を
行なうように訓練者に与えられる特定の指示に関する理
解を必要とする。従来技術(米国特許第4534557
号)は力の感知を使用したけれども完全にディジタル式
の対策は、本発明に係るようなj■−装置には導入され
なかったし、また、この対策は力の度合いと比例した可
聴フィードバックをもたず、垂直に並ぶフィードバック
光も使用されなかった。従来技術(米国第393335
4号)は複雑なバックリフトスイッチを備えた一般的な
ターゲットの形又は別個のコントロールパネル(米国特
許第4088315号)に取付けられた複雑な身体の形
を使用したが、本発明は特定のマーク付けされた(バッ
クリフトではない)細胞状ターゲットを有し、単一の複
雑なターゲット又は形をより小さな打撃領域に分けるの
ではなく、単にターゲットの数を増やすことにより異な
る主張を複雑さの増すテストに組込むことができる。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、制御された条件のもとて反射神経筋の能力を
向上させる手段を提供する。制御された条件は時間に敏
感な競争・格闘状況、たとえば物体を打撃したり或いは
相手と格闘したりすることをシュミレートし、一方、こ
のような状況で神経学上又は身体上の損傷を受ける危険
を最少にし、或いは完全になくす。反射訓練の物体は、
パッドを打撃することになる予め定められた行動を行な
うことにより弁別性の刺激の提示に対しできるだけ迅速
に応答することになっている。マイクロコンピュータが
刺激の提示を制御し、パッドへの打撃を評価し、そして
反射能力に関するフィードバックを発生させる。特定の
打撃形式、たとえばパンチ、ジャグ、ブロック、キック
が正確さ、速さ、そして力についてまでもモニターされ
る。能力は4つの構成要素、すなわち、応答速度、訓練
者の身体サイズへの考慮(これは附随的構成要素である
)、実行中の打撃形式、パッドへの力の量の構成要素に
基づいている。訓練者の理想的な又は完全な精神生理学
的反射応答を計算するために上記構成要素を使用する。
訓練者の能力は完全な精神生理学的反射と比較され、そ
して、訓練者の直後反射性レベルを表示するフィードバ
ックが視覚的に及び/又は任意には聴覚的に与えられる
本発明の主目的は改良反射評価法を提供し、そして、改
良反射訓練装置を提供することにある。
本発明の別の目的は、利用しうるマイクロプロセッサ技
術を使用した反射訓練技術を提供することにある。
これらの目的に鑑みて、本発明は実行中の打撃行動の形
式及び行動を開始するために用いられる偶発的刺激形式
に従って精神生理学反射を訓練するための装置及び方法
を提供する。
本発明の訓練用シュミレータは反応時間刺激を出すため
の手段と、難度を決めるための手段と、前記反応時間刺
激を前記難度に応じて付勢するための手段と、前記刺激
に応じて反応時間を感知するための手段と、反応時間に
ついての表示を出すための手段と、を有することを特徴
とする。
また、本発明の訓練用シュミレータは反応時間刺激を出
すための手段と、難度を決め、そしてそれに応じて前記
刺激を付勢するための手段と、反応信号を出力するため
に反応に応答する手段と、前記反応信号を感知し、そし
て前記反応時間についての表示を出すための手段と、を
有することを特徴とする。
本発明は、添付図面と関連して以下の詳細な説明を読む
ことにより容易に明らかになろう。
〔実施例〕
第1図は、一般にコントローラ・フィードバックユニッ
ト2とパッド・センサユニット3とを含む自蔵式精神生
理学的反射訓練用シュミレータ1を示す。コントローラ
・フィードバックユニット2は訓練用装置1をオン・ス
タートスイッチ4により動作させたりオフ・ストップス
イッチ5によって停止させたりするための手段を構成す
る。
オン・スタートスイッチ4を押すことにより装置1をい
ったん動作させるとコントローラはスピーカ6で音声に
よる導入的注意を出す。、すなわち、スピーカから、「
“ON”を押してテストを開始するか、又は“旧FFI
CULTY”を押してテストパラメータを設定して下さ
い」という音声が出る。もし棄権又は開始レベル及びパ
ラメータを希望しなければ、難度及びその他のテストパ
ラメータを課題設定用スイッチ7により設定する。コン
トローラ2はスピーカを介して短い音声にする指示命令
を訓練者に与える。まず、コントローラ2は次のような
指示、すなわち「(1,低い、2.中程度、3゜高い、
46極めて高い)の中から身体のサイズを選び、次にO
Nを押してください」という指示を出す。課題設定スイ
ッチ7のキーを1回〜4回押すことにより現在の身体サ
イズが決まる。オンスイッチ4を押すと、コントローラ
2は「現時点(カレント・サイズ)の体型」を知らせ、
すこし間を置いてから「1.パンチ又は2.のキックか
ら打撃形式を選び、次にONを押して下さい」という指
示を出す。課題設定スイッチ7を1回又は2回押すこと
により現時点での打撃形式が定まる。オンスイッチ4を
押すとコントローラ2は「現時点(カレント・ストライ
ク)の打撃形式」を知らせ、すこし間を置いて、「1.
視覚、2.聴覚、30両方、の中からテストモードを選
び、次にONを押して下さい」という指示を出す。課題
設定スイッチ7を1回〜3回押すことにより現時点での
テストモードが決まる。オンスイッチ4を押すとコント
ローラ2は「現時点(カレント・モード)のテストモー
ド」を知らせ、すこし間を置いてから「(1゜10回、
2.25回、3.50回、4.100回)の中から試行
数を選び、次にONを押して下さい」という指示を出す
。課題設定スイッチ7を1回〜4回押すことにより試行
数が定まる。オンスイッチ4を押すと、コンピュータは
「現時点(トライヤル)の試行数」を知らせ、すこし間
を置いてから「(1,初級者(ビギナ)、2.中級者(
インターメディエート)、3.上級者(アドバンス)、
4.エキスパート、5.マスター)の中から難易度を決
・め、次にONを押して下さい」という指示を出す。課
題設定スイッチ7を1回〜5回押すことにより現時点で
の難易度が決まる。オンスイッチ4を押すとコントロー
ラ2は「現時点(ディフィカルテイ)難易度」を知らせ
、すこし間を置いてからrONを押してテストを開始す
るか又はOFFを押してテストを停止して下さい」とい
う指示を出す。難易度は又、5つのレベル指示発光ダイ
オード(LED) 、すなわちビギナー8、インターメ
ディエート9、アドバンス10、エキスパートll、マ
スター11の5つのLEDのうちの1つのLEDて表示
される。開始テストパラメータは現時点では中程度の体
型、パンチ打撃形式、視覚だけのテストモード、25回
の試行数、ビギナーレベルの課題に設定されている。
テストパラメータを随意調節したあと、オン・スタート
スイッチ4をキー押しすることにより訓練テストを開始
し、オフ・ストップスイッチ5を押すことにより訓練テ
ストを終了する。
信号又は刺激LED 13.14、■5.16は視覚に
は反応時間刺激を出す。視覚による反応時間刺激は以下
の(a)〜(e)まで種々のものがある。
fat  ビギナーレベル:任意の色で(例えば二色L
EDは赤と緑を発光する)、断続から連続まで変化する
(b)  インターメディエートレベル:パルス化オン
・オフ主原色からパルス化オン・オフ第二色まで変化し
、これには刺激表象の度合いの増加を伴なったり伴なわ
なかったりする。
(C1アドバンスレベル:明滅する主原色から明滅する
第2色まで変化する。
(d)  エキスパートレベル:1色において主波長か
ら副波長まで明滅周波数が変化する。
(8)  マスターレベル:第二色の副次的な明滅頻度
まで主要な頻度が変化し、これには刺激表象の度合いの
増加を伴なったり伴なわなかったりする。
LEDの明減速度及びドウエル時間(1つの明滅サイク
ル中でのタイムオフの量及びタイムオンの量)は〜30
ヘルツの臨界フリッカ融合周波数以下である限り恣意的
にとることができ、妥当な明滅周波数は5ヘルツ〜0.
25ヘルツの範囲である。反応時間刺激に比例する明滅
周波数の変化は、より早いレベルまで周波数を速くする
ことにより、すなわち明減速度を2倍にすることによっ
て達成される。刺激提示の増加は刺激インタバルの遅れ
時間を減じることにより達成される。
聴覚反応時間刺激は視覚反応時間刺激と等価であり、2
つのカラーLEDのかわりに高音及び低音を用い、そし
て音量を変えることにより音色のパルス特性を変化させ
る。
時間を適当に遅らせた後、反応時間刺激を行なう。すな
わち、LEDをつけ或いはこれらLEDが同一明滅周波
数において第二色、例えば緑で明滅し始め、又は明滅周
波数の変化が生じる。さらに、可聴刺激が与えられる。
反応時間刺激と可聴刺激は両方とも或いはどちらか一方
が行なわれる。
この時点では訓練者は反応時間刺激を感知して標識付け
されたターゲットjff域18内のパッド17をたたく
義務がある。バンド17はゴム状の物質であり、したが
って打撃力の一部を吸収しかくして訓練者の身体の外傷
を最少にする。ターゲット領域18は、打撃の行なわれ
る輪郭までターゲットシンボルが彩色され、或いはエン
ボスされている。ターゲット領域18内でバンド17の
後ろ側には打撃感知領域19及び小さな圧力感知領域2
0がある。打撃感知領域19はバンド17への衝撃時に
閉じる平らな圧力スイッチである。小さな圧力感知領域
20は、パッド17を打撃力の量に比例して測定可能な
電気量すなわち、電圧、電流又は抵抗の変化をつくる圧
カドランスジューサ、たとえば歪ゲージである。訓練者
がパッド17を打ったとき反応時間刺激はセントし直さ
れ基線状態に戻る。たとえば、LED13−16を消し
たときには主原色に戻るか或いは主要な明滅パターンに
戻る。エツチング回路板21は電気部品たとえば圧力ス
イッチ19及び圧カドランスジューサ20を保持してい
る。
基線状態に戻った直後、フィードバックが訓練者に与え
られる。これは動作表示LED22.23.24.25
.26.27.28をつけることによって行なわれる。
LED22〜28は刺激開始と打撃感知スイッチ19の
動作賦活との間の時間の比例遅れを1旨示する。随意、
LED8〜12を使用して圧力感知トランスジューサ2
0から測定された力の比例レベルを指示させる。別の且
つ随意の形態の可聴フィードバックをスピーカ6から発
生させ、このスピーカ6の特性、例えば音色、音量は打
撃速度、打撃力にそれぞれ比例し、たとえば、コントロ
ーラ2はブーブーという音、ギーギーという音、又はそ
の他の音を発生させる。
コントローラ2は任意に、「“ナンバー”ミリセカンド
の経過時間を・・・」という指示に発生させる。
反射訓練テストを多数回繰返す。10〜100回が1セ
ツトを構成する。代表的には各セットのあとオフ・スト
ップスイッチ5を押すことによりテストを停止する。コ
ンピュータは「“ナンバー”ミリセカンドの経過時間を
平均して下さい」という命令を出し、すこし間を置いて
「小休止し、次に、ONを押して続行するか又はOFF
を押して停止して下さい」という指示を出す。通常30
〜60秒間の短い休憩を行ってからオン・スタートスイ
ッチ4を押すことによりテストを再び始める。
平均的な1回の反射訓練セツションは4〜8セントで構
成され、特定の形式の打撃行動についてはそれ以上のセ
ット数で構成される。訓練セツションの終りではオフ・
ストップスイッチ5を再び押して反射訓練装置を止める
か、或いは、オン・スタートスイッチ4を押すときまで
は低電力消費モードにする。
反射訓練装置の外シェル29.30は物理的には、任意
の色、たとえば黒、赤、青又は白のついた高強度成形プ
ラスチックで作られている。パッド・センサユニット3
をコントローラ・フィードバックユニット2から取外し
てディジタルインタフェースコネクタ31で結合し、制
御ディジタルインタフェースコネクタ32を介して取外
式コントローラ・フィードバックユニット2に連結する
ことができる。
訓練装置33における人間の競争・格闘行動を第2図に
示す精神生理学的要素を使って簡単に説明することがで
きる。全体をブロック33で示す訓練を通常訓練装置3
4と訓練者35とに分割するのがよい。
通常訓練装置34は3つの構成要素、すなわち、行動ト
ランスジューサ36、コントローラ37及び物理的刺激
トランスジューサ38の構成要素を有している。行動ト
ランスジューサ36は単に、訓練者の行動39を、コン
トローラ37によって処理される電気信号40に変換す
る手段であり、行動トランスジューサ36の例として第
1図の打撃感知スイッチ19及びパッド・センサの力感
知領域20がある。コントローラ37は超小型電子装置
、たとえばシングルチップマイクロコンピュータ又はマ
イクロプロセッサである。電気的に変換された行動40
を検査評価しそして次に電気フィードバック信号41を
刺激トランスジューサ38に出力する。刺激トランスジ
ューサ38は電気信号41を、訓練者35に知覚的に示
しうる物理的刺激42に変換する 訓練者35は精神生理学訓練装置33のうちの第2部分
であり、この訓練者35を3つの主要なサブシステム、
すなわち、外受容器43、内部処理44及び運動性出力
45のサブシステムに分けることができる。外受容器4
3は訓練者と世界(タルトの著作物参照、前掲)とを結
ぶ2つの下位装置のうちの1つである。ここで刺激42
は生理学的な信号又は情報46に変換され、そして脳に
達する。
内部処理44は脳の中で起って「内部世界」に及び、こ
の内部処理44は簡略化のためにタルトの生理学的な「
潜在意識のサブシステム」の考えと一致して入力処理、
認識及び評価を強調して記憶、同−性惑覚、潜在意識、
感情、空間・時の観念のサブシステムを含む。決定47
は内部処理44の1つの産物である。第3のサブシステ
ムはモータ出力45であり、そして身体39の行なう身
体活動への決定47の翻訳を行なう。外受容器43及び
運動性出力45の生理機能はそれらの時間的特性、すな
わち推定時間遅れを評価する″ことができるほど理解さ
れている。
競争、格闘の状況では、打撃の過程は、三段階反射弓の
形態の外受容器43、内部処理44及び運動性出力45
に関連した構成要素をもつ人間行動である。精神生理学
反射弓は知覚段階48、決定段階49及び行為段階50
に分けられる。
反射弓の知覚段階48は外受容器43に関連し、この知
覚段階48は、訓練者が視覚過程、聴覚過程及び体性感
覚過程を強調して感覚を通して「世界」をモニターする
ことを含む。神経系の生理機能により、身体上のでき事
(喚起刺激)の発生と脳に達したそのでき事の表象との
間の時間のずれが決定される。知覚段階での時間遅れは
刺激を、喚起のオンセット(開始)と知覚経路のパラメ
ータ(長さ及び知覚形式)から推定することができる。
たとえば、人差し指のところで生じた突刺しすなわち体
性感覚上のでき事は知覚神経伝導速度と等しい速度で脳
まで進み、体性怒覚上のでき事についての知覚段階の遅
れは、脳までの求心性神経路の推定長さを掛けた伝導速
度にほぼ等しい。
単純化のために、知覚段階の遅れ時間は知覚形式(視覚
又は聴覚)についての定数を掛けた訓練者の身体サイズ
(小、中、大、特大)に基づいた4つの推定値に分類さ
れる。
反射弓の決定段階49は内部処理44に関連し、決定段
階49は訓練者が前もって特定された条件に抗して到達
刺激を評価し、次に行為(打撃又はその他の運動性出力
)が生じるときに無意識で決定することを含む。基本決
定段階49は刺激が生じたとき(以下、「単純反応時間
刺激」と称する)、すなわち光をつけ、又は消したとき
を決定することになっている。単純反応時間の仕事では
最少の内部処理時間が必要になる。残念なことには、武
器を使用しない競争・格闘状況では単純オン・オフ刺激
はまれにしか起こらない。さらに複雑な決定段階時間は
、高い難度の刺激変化パターンを弁別すること、たとえ
ば光の色が変化するとき、音色のピッチが変化するとき
、又は明減光の明滅速度が変化するときを識別すること
と関連している。
その結果、内部処理44についての時間が増す。
刺激のパターンの変化は現実の競争・格闘とほぼ等しい
。たとえば、ボクサーは自分を移動させるために右側へ
の移動を決定しなければならず、そのボクサーは相手に
精確なパンチをくり出すためには好機がどこにあるかい
つあるかを弁別しなければならない。この状況は、別の
光の無秩序に生じている明減光の入った主原色の明減光
で構成されている刺激パターンを弁別することと単純に
類似している。別の色の明減光は象徴的に動作すべき「
好機」を示している。光の変化は、光の単純なオンセン
ト又はオフセットを認識するのと比べて弁別されるべき
一層真に迫った知覚上のでき事になる。
反射弓の行為段階50は運動性出力45と関連し、この
行為段階50−は観察しうる行為3つを行なうことを含
む。通常、観察しうる行為39はパンチ、ジャグ、ブロ
ック又はキックのような動きである。知覚段階48にお
けるように行為段階50の遅れ時間を、打撃の時間及び
、打撃するのに筋肉を使う訓練者のサイズと直接関連し
ている打撃行動の形式から観察的に推定することができ
る。たとえば、バッドへの右手のパンチが開始されるの
は脳の主観的な命令に起因し、この命令が運動路板(e
nd−plate)を通り運動神経を下って進み、その
結果、手をパッドに当てさせる筋肉群が収縮する。行為
段階50の遅れを、神経路の長さと運動性神経の伝導速
度との積から推定することができる。単純化のために、
行為段階の遅れ時間は訓練者の身体サイズ(低、中程度
、高、極めて高)とパンチ又はキックの平均伝導速度遅
れ時間を表示する定数との積に基づいた4つの推定値の
うちの1つに分類される。
精神生理学的反射弓、すなわち、42.43.46.4
4.47.45.39を知覚−決定−行為のループとし
て要約することができる。知覚−決定−行為ループのパ
ラメータを使用して動作をモニターして打撃行動の際の
訓練者へのフィードバックを発生させることができる。
総反射弓反応時間は知覚48に必要な時間と決定49に
必要な時間と行為50に必要な時間との合計である。刺
激提示42の時間を客観的に制御しそして行動応答39
の時間をモニターすることにより反射時間を推定するこ
とができる。真の経験的打撃行動は、刺激が脳に伝わる
のに要し、知覚段階48の遅れである全時間及び打撃行
動をひき起こす衝撃をモニターするのに要し、行為段階
50での遅れである時間より物理的には短いはずがない
。もっと正確な反射時間は、複雑さ及び難度を変える刺
激を使用し且つ、精神生理学的反射弓を働らせる際に使
用される知覚・運動経路の長さ及び種類を知ることによ
り推定することができる。内部処理量は、特定の知覚・
運動経路に関してなされる単純弁別反応時間ともっと複
雑な弁別反応時間との間の動作の差に直接関連している
。かくして決定段階49の経過時間を次のようにして計
算することができる。すなわち、訓練者が、同一形式の
打撃行動を行なったとして現レベルから難度の少し低い
動作の(平均)経過時間を引くことである。その結果、
一層正確なフィードバックを訓練者に与え、単純反応時
間に対する複雑な又は弁別の反応時間の差に基づいて訓
練者の内部処理推定値を与えることにより精神生理学的
反射弓の各段階における最適能力の達成を助けることが
できる。
第3図は訓練用シュミレータ51の好ましい実施例を示
している。訓練用シュミレータはシングル・チップマイ
クロプロセッサ・マイクロコンピュータ52で構成され
ている。このコンピュータ52を直列インタフェース5
3によりオプションとしてのホストマイクロプロセッサ
装置54に連結するのが良い。制御バス、アドレスバス
及びデータバスがインタフェースラッチ55.56.5
7.58.59に接続されている。バッファー回路60
.62又は変換回路61.63.64により可聴出力6
7、スイッチ68及び圧カドランスジューサ69がう゛
ツチをそれぞれ可視ディスプレイ65.66に連結して
いる。
シングル・チップマイクロプロセッサ・マイクロコンピ
ュータ52は読取り (読出し)専用記憶装置(ROM
)又はその他の「永久」記憶装置、たとえば消去可能な
プログラム可能読出し専用記憶装置(EFROM)を有
する。「永久」記憶装置には、打撃行動をモニターして
テスト設定要件を発生させるため、打撃行動を評価する
ため、及び訓練者にその能力についてフィードバックを
発生させるために、シングルチップコンピュータ52に
より使用されるディジタル化段階を含む、前もって記録
されたコンピュータプログラム及びデータが入っている
。シングルチップコンピュータ52は、ラッチされる特
定のメモリ・ポートロケーション55〜59を読出して
これらを書込むことができる。
5種類の一般形式の機能、すなわち、可視フィードバッ
ク65、可聴フィードバック、可視刺激66、スイッチ
感知68及び打撃圧力感知69が訓練装置51に組み込
まれている。フィードバックを発生させるためには可視
回路65又は可聴回路のいずれかを使用する。フィード
バック光65の場合、LEDはバッファランチ たとえ
ば市販のラッチ74LS75で構成されたバッファ回路
60に接続されており、バッファランチへの入力はメモ
リ・ポートアドレス指定ラッチ59から制御される。可
聴フィードバック67の場合、小口径の(直径2.5イ
ンチ、すなわち、6.25 cm以上の)スピーカ6は
インテグレーテッド形増幅器、たとえばLM−380又
はその他適当な増幅器で駆動され、この増幅器の入力は
ディジタルパルス幅被変調(PWM)信号又はDAコン
バータから発生した単純電圧のいずれかである。PWM
入力をソフトウェア制御のもとで、メモリ・ポートアド
レス指定ラッチ58を介して可変期間の単一のビット値
すなわち「0」または「1」を単に送るシングル・チッ
プコンピュータ52で発生させることができる。また、
DAコンバータにも類似のランチ58を介してビット値
を入れることができる。ただし、この場合にはバット値
がレベルを決める。
二色ディスプレイの刺激提示制御に関してLED66は
60で分かるように62については同一のバッファ回路
構成を使用する。打撃を感知してシングルチップコンピ
ータ52を制御することは押しボタンスイッチ68によ
り行なわれ、このスイッチ68は必要ならば、74LS
132カツド・シュミットトリガ回路のようなデバウン
ス(debounce)回路をトリガする。デバウンス
回路63はメモリ・ポートアドレス指定ラッチ56にイ
ンタフェース連結されそしてシングル・チップコンピュ
ータによって読出される。打撃の力を感知することは抵
抗歪ゲージのような圧カドランスジューサによって行な
われ、この歪ゲージはADコンバータに人力し或いは発
振器の周波数ベース(シフト)すなわちFSXを修正す
る。シングル・チップコンピュータ52はADコンバー
タから1つ又は2つのバイトについてメモリ・ポートア
ドレス指定ラッチ55を読出し、又は所定期間内のパル
ス数をカウントしてFSKからの周波数を計算する。A
D値又は計算された周波数はどちらかが圧カドランスジ
ューサ69にj″止り込まれた打撃力と比例する。
シングル・チップコンピュータ52は任意に直列(R3
−232)ポート53を介してホストコンピュータ装置
54にインタフェース連結される。
ホストマイクロコンピュータ装置54はパーソナルコン
ピュータであり、たとえばアンプル■、コモドールC1
28/64、又はアミガ、アタリ520ST又はLO4
0ST、アップルマツキントラシュ、IBMPC又はそ
れと同等の性能のコンピュータ装置若しくはその他の適
当なコンピュータ装置である。
(1)EPROMを有する既製のシングルチップマイク
ロプロセッサ、マイクロコンピュータ(たとえば、イン
テル(IN置)のMC3−48、MC3−51、MC3
−96、又はMC5−86群、ジローグZ8又はモトロ
ーラ680X又は1468X群)を使用し、若しくは(
2)マスクプログラム化ROM (同−又は類似の群か
らのROM)を使用し、若しくは、(3) (11と機
能上等価のカスタムチップ又はチップセットを使用し、
又は、(4)ホストマイクロプロセッサ装置から(1)
の機能上等価なプログラムのダウンロープイドされるシ
ングル・チップマイクロプロセッサと関連したRAMを
使用するシングルチップコンピュータを組込んでいる反
射訓練シュミレータ51として4つの具体例がある。
第4図は訓練用シュミレータ51の動作の理解に役立つ
一般系統フローチャートを示す。パワーダウン70の状
態ではシングル・チップコンピュータ52はオン・スタ
ートパワースイッチ4 (第1図)をモニターし、或い
はインターフェース53を介してホストコンピュータ5
4から到来するデータをモニターする。もしシングル・
チップコンピュータ52がオンスイッチ4を作動させた
ことを決定71するとパワーアンプ手続き72が起こる
。パワーアップ72中、反射訓練装置51の構成がチェ
ックされ必要な調節が行なわれる。
もしホストコンピュータ54があればシングル・チ・ノ
ブコンピュータ52は直列ボート53を介して与えられ
た命令に従い、もしそうでなければシングル・チップコ
ンピュータ52が決定73.74.75によりそれぞれ
オフスイッチ5、スタートスイッチ4、課題スイッチ7
をモニターする。
もしオフスイッチ5を押すとシングル・チップコンピュ
ータ52はパワーダウン状態70に戻る。
課題スイッチ7を押すと75を介してコンピュータ52
が、体型(低、中程度、高、極めて高)、打撃形式(パ
ンチ又はキック)、可聴刺激形式6及び/又は可視刺激
形式13〜16についてのテストモード78、試行回数
79(10回、25回、50回、又は100回)、及び
テスト難度レベル80 (ビギナー、インターメゾイエ
ート、アドバンス、エキスパート、マスター)を含むテ
ストパタメータを設定することになる。テストの難度を
設定する場合には4つのレベルのうち1つを選ぶ。
ビギナーテストは刺激を、1色の連続オフから連続オン
までの二色LED13〜16の変化に設定する。インタ
ーメゾイエ−トチストでは、パルス化主原色からパルス
化第二色まで変化することになる。アドバンステストで
は、−色の明滅光から別の色の明滅光まで変化し、エキ
スパートテストは低周波から高周波までの光の明滅周波
数の変化を一定にし、マスターテストでは、刺激提示速
度の増加を伴って又はこれを伴わないで第二色の明滅周
波数が変化することになる。そのとき、難度の現在レベ
ルが第1図のLED8〜12で示される。
スタートスイッチ4によりコンピュータ52は決定74
を通じて、テストを開始81するテストシーケンスを始
める。もし他のものを選ばなければ、ステップ76〜8
0又はホストコンピュータ54のいずれかにより手引に
従って、反射形式、訓練者の体型サイズ、刺激形式及び
テスト条件と関連した全てのパラメータは標準(プリセ
ット)値になる。コンピュータ52はテストを繰返し、
コンピュータ52は擬ランダム刺激時間83を選択する
ことによりテストパラメータをチェックする決定82を
繰返し、そして、所要時間84待ち、次に52のスター
トタイマーをセントして刺激85を光66又はスピーカ
67のどちらかを介して与え、決定86を通じてスイッ
チ押し19を待ち、適切なスイッチを反応形式87とし
てチェックし、そして82を介して出力するか或いはコ
ンピュータ52内のタイマー88を止める。その結果得
られたタイマーの値は知覚48、決定49、行為50の
経過反応時間を示す。コンピュータは次に、棄権/現時
点のテスト値又はホストコンピュータ54により確立さ
れるようなもっと正確な数値データのどちらかを使用す
ることによって組合わされた知覚・行為段階(48と5
0)の最少反応時間推定値と関連して経過時間を評価す
る。
真の経験的反応時間は刺激を弁受容器43及び運動性出
力45で処理するのにかかる時間よりも長いに違いない
。経過反応時間が妥当であれば、数、すなわち知覚48
及び行為50についての最小推定値よりも大きければコ
ンピュータ52は、現時点のレベル経過時間から、もっ
と難度の低いレベルの知覚・決定・行為反射時間につい
ての平均反応時間推定値を引くことにより決定構成要素
49を推定89し、もしそうでなければ、エラー光22
又は6を介して誤りメツセージ「あなたは前もって処理
している・・・」が出てテストが繰返される。
その結果生じる決定構成要素49の時間は7つのレベル
90のうちの1つにスケーリングされる。
コンピュータ52はフィードバック91を発生し、そし
てスケーリングされた反応時間をLED22〜28に表
示し、又はスピーカ6で可聴フィードバックを発生させ
る。たとえば試行を増やしそして平均能力92を計算し
てテストパラメータを更新し、そしてコンピュータ52
はテストが終了するまで、82〜92をサイクルする。
テストを終えると平均能力データが訓練者35に与えら
れる93゜ 第4図のプログラムフローを使用する第1図の訓練用シ
ュミレータ1についての代表的な使用法シナリオは次の
通りである。すなわち、これが最初の時間使用法である
とすれば訓練者35はオン・スタートスイッチ4を押す
。コンピュータ52はパワーダウン状態70でオンスイ
ッチ4をチェック71し、そしてパワーアップ状態72
まで進んでLED13〜16をつけ及び/又は開始メツ
セージrONを押してテストを開始するか又はDIFF
TCULTYを押してテストパラメータを選んで下さい
」を発生させる。パワーアップ72に続いてコンピュー
タ52は3つの決定73〜75を繰返し、オフスイッチ
5.のキー押し、オン・スタートスイッチ4のキー押し
、又は課題設定スイッチ7のキー押しのいずれかを待つ
続いて、訓練者は課題設定スイッチを押す。コンピュー
タ52は「1.低、2.中程度、3.高、4.極めて高
い、の中から身体サイズを選び、次にONを押しなさい
」というメツセージを出し、そして訓練者35は最初に
課題設定スイッチ7を2回押し次にオンスイッチ4を押
す。コンピュータ52は「現時点では中程度の体型」と
知らせ、すこし間を置いてから「1.パンチ又は2.キ
ックから打撃形式を選び、次にONを押して下さい」と
いう指示を出す。訓練者35は課題設定スイッチ7を1
回押し、次にオンスイッチ4を押す。コンピュータ52
は「現時点ではパンチ打撃形式」と知らせ、すこし間を
置いてから「1.視覚、2.聴覚、30両方、の中から
テストモードを選び、次にONを押して下さい」という
指示を出す。訓練者35は課題設定スイッチ7を1回押
す。コンピュータ52は「現時点では視覚テストモード
」と知らせ、すこし間を置いてからrl、10回、2.
25回、3.50回、4.100回、中から試行回数を
選び、次にONを押して下さい」という指示を出す。訓
練者は課題設定スイッチ7を2回押す。コンピュータ5
2は「現時点では試行数0〜25回」と知らせ、少し間
を置いてから「1.ビギナー、2.インターメディエー
ト、3.7ドバンス、4.エキスパート、5゜マスター
、の中から難易度を選び、次にONを押して下さい」と
いう指示を出す。訓練者35は課題設定スイッチ7を1
回押す。コンピュータ52は「現時点では難易度ビギナ
ーjと知らせ、すこし間を置いてから「ONを押してテ
ストを開始するか又はOFFを押して停止して下さい」
という指示を出す。
今、訓練者35はオン・スタートスイッチ4を押し、そ
してコンピュータ52はテスト開始81に進むのを決定
74する。コンピュータ52はLED 13〜16を消
し、及び/又はスピーカ6を介して「テストを始めて下
さい」というメツセージを出す。テスト群が始まる。決
定82が働らかず、新しい凝ランダム刺激時間が選択8
3される。コンピュータ52は内部タイマーをセットし
た後に、遅れ時間が終了84するまで待機する。
遅れ時間が終わるとコンピュータ52は即座に内部タイ
マーをセットし直しそしてプロセス85の二次刺激を与
える。その結果、刺激LED13〜16が赤に変わる。
訓練者35は物理的刺激42を処理43して、パッドを
打つのを決定44し、運動性出力45を出し、そしてパ
ッド17のターゲット18を打つ。コンピュータ52は
、押しボタンスイッチ19及び又は圧カドランスジュー
サ20が打撃を記録するまで、決定86をサイクルする
。打撃が記録87されるとコンピュータ52は経過タイ
マー88を停止して決定構成要素49を推定89し、そ
してその結果得られた経過反応時間をスケーリング90
する。コンピュータ52はスケーリングされた経過時間
をLED22〜28に設けられた垂直棒に変換し、及び
/又はスピーカ6を介して「経過時間、300ミリセカ
ンド」と知らせ試行カウントを増やす。プログラムフロ
ー82〜92は、25回の試行が訓練者により完了する
までコンピュータ52によって繰返される。テスト終了
時にコンピュータ52は訓練者に「平均能力300ミリ
セカンド」という指示93を出し、すこし間を置いてパ
ワーアップ72の指示を繰返す。訓練者35はオン・ス
タートスイッチ4を押すことにより別のテストを開始す
るか、或いは、オフ・スイッチ5を押すことによりテス
トセツションを皐冬わらせ、そしてコンピュータ52は
パワーダウン状態70に戻る。
本発明の別の実施例が第5図に示されている。
この実施例は、追加のパッドユニット3を備えた、第1
図に示す型式の基本訓練ユニソ)1を含む。
この訓練ユニット1は2つの別々の場所で刺激をもたら
すための手段を備えている。
第6図は、第1図のようなコントローラ2及びパッドユ
ニット3で構成された基本訓練ユニットlを有する別の
実施例を示している。コントローラ2にインタフェース
連結されたさらに3つのパッドユニット3がある。これ
らのパッドユニットは4つの場所で刺激を出力する。
第7図は変形例を示す。この実施例は単一のコントロー
ラ・フィードバックユニット2にインタフェース連結さ
れた多くのパッドユニット3を有し、前記コントローラ
・フィードユニット2はインタフェースポート53を介
してパーソナルコンピュータ装置54にインタフェース
連結されている。
第1図の訓練用シュミレータ1は標準のディジタル工学
技術を使用している。マイクロプロセッサのインターフ
ェース連結技術についてはZaksand Lesea
  (マイクロプロセッサインタフェース連結技術、バ
ークレー、シベソクス(Sybex)社、1979年)
及び0sborne and Kane (4& 8ビ
ツトマイクロプロセツサハンドブツク、バークレー、オ
スポーン/マツグローヒル、1981)を参照されたい
。特にマイクロプロセッサをインタフェース連結するこ
とについての特定の情報を製造者の文献、たとえばイン
テルのマイクロコントロールハンドブック(サンタクラ
ラインテル社1986)に見出すことができる。同様に
トランスジューサについてのインターフェース連結技術
は周知であり(ベネディクト(温度、圧力及びフロー測
定の基礎、スタンフォードCTニオメガ出版社1985
)を参照されたい)、そして特に製造者の文献、たとえ
ばオメガ社の1986圧力及び歪測定ハンドブック及び
専門表(スタンフォードCT:オメガ工学社、1985
)に見出される。
本発明を、マルチ構成要素反射弓動作の可聴命令指示及
び可聴/可視フィードバックで難度を変える反応時間テ
ストについての特定の実施例を参照して説明したが説明
は本発明の例示であって本発明を限定するものと解して
はならない。当業者であれば、特許請求の範囲で特定さ
れる本発明の精神及び範囲から逸脱することなく種々の
変更を行なうことができる。特に、予め特定された打撃
行動に対するテス)t1度についての種々の条件のもと
て反応時間を測定すること、及び反応時間を構成要素に
分割して精神生理学的反射弓の能力パラメータを推定す
ること、及び英語とは異なる言語で可聴命令/フィード
バックを発生させることができるからこれらのことは本
発明の精神に含まれる。
【図面の簡単な説明】
第1図は打撃行動を評価するのに使用される訓練装置の
好ましい実施例を示す。 第2図は精神生理学的訓練装置の略図である。 第3図はコントローラとしてマイクロプロセッサを有す
る本発明の反射訓練装置のブロック図である。 第4図は反射訓練プログラムのフローチャートである。 第5図は2つの打撃パッド及び1つのコントローラを備
えた本発明の別の実施例を示す図である。 第6図は本発明のもう一つの実施例を示す図である。 第7図は本発明のさらにもう一つの実施例を示す図であ
る。 1・・・・・・反射訓練用シュミレータ2・・・・・・
コントローラ・フィードバックユニット3・・・・・・
パッド・センサユニット4・・・・・・オン・スタート
スイッチ5・・・・・・オフ・ストップスイッチ6・・
・・・・スピーカ Figuze6

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)反応時間刺激を出すための手段と、難度を決める
    ための手段と、前記反応時間刺激を前記難度に応じて付
    勢するための手段と、前記刺激に応じて反応時間を感知
    するための手段と、反応時間についての表示を出すため
    の手段と、を有することを特徴とする訓練用シュミレー
    タ。
  2. (2)反応時間刺激を出すための手段と、難度を決め、
    そしてそれに応じて前記刺激を付勢するための手段と、
    反応信号を出力するために反応に応答する手段と、前記
    反応信号を感知し、そして前記反応時間についての表示
    を出すための手段と、を有することを特徴とする訓練用
    シュミレータ。
JP62158766A 1986-06-25 1987-06-25 精神生理学的反射弓訓練用シュミレ−タ Pending JPS639463A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/878,232 US4818234A (en) 1986-06-25 1986-06-25 Psychophysiological reflex arc training simulator
US878232 1986-06-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS639463A true JPS639463A (ja) 1988-01-16

Family

ID=25371632

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62158766A Pending JPS639463A (ja) 1986-06-25 1987-06-25 精神生理学的反射弓訓練用シュミレ−タ

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Country Link
US (1) US4818234A (ja)
EP (1) EP0251541A3 (ja)
JP (1) JPS639463A (ja)
KR (1) KR880000864A (ja)
AU (1) AU7469887A (ja)
GR (1) GR3007298T3 (ja)

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