LT6841B - Individualaus pastatų patalpų mikroklimato valdymo būdas ir jo realizavimo sistema - Google Patents
Individualaus pastatų patalpų mikroklimato valdymo būdas ir jo realizavimo sistema Download PDFInfo
- Publication number
- LT6841B LT6841B LT2020049A LT2020049A LT6841B LT 6841 B LT6841 B LT 6841B LT 2020049 A LT2020049 A LT 2020049A LT 2020049 A LT2020049 A LT 2020049A LT 6841 B LT6841 B LT 6841B
- Authority
- LT
- Lithuania
- Prior art keywords
- data
- user
- microclimate
- processor
- emotional
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/011—Arrangements for interaction with the human body, e.g. for user immersion in virtual reality
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/16—Devices for psychotechnics; Testing reaction times ; Devices for evaluating the psychological state
- A61B5/165—Evaluating the state of mind, e.g. depression, anxiety
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/48—Other medical applications
- A61B5/486—Bio-feedback
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F11/00—Control or safety arrangements
- F24F11/30—Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring
- F24F11/46—Improving electric energy efficiency or saving
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F11/00—Control or safety arrangements
- F24F11/62—Control or safety arrangements characterised by the type of control or by internal processing, e.g. using fuzzy logic, adaptive control or estimation of values
- F24F11/63—Electronic processing
- F24F11/64—Electronic processing using pre-stored data
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/011—Arrangements for interaction with the human body, e.g. for user immersion in virtual reality
- G06F3/015—Input arrangements based on nervous system activity detection, e.g. brain waves [EEG] detection, electromyograms [EMG] detection, electrodermal response detection
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2503/00—Evaluating a particular growth phase or type of persons or animals
- A61B2503/20—Workers
- A61B2503/24—Computer workstation operators
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/48—Other medical applications
- A61B5/4836—Diagnosis combined with treatment in closed-loop systems or methods
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F2110/00—Control inputs relating to air properties
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F2120/00—Control inputs relating to users or occupants
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
- G06F2203/01—Indexing scheme relating to G06F3/01
- G06F2203/011—Emotion or mood input determined on the basis of sensed human body parameters such as pulse, heart rate or beat, temperature of skin, facial expressions, iris, voice pitch, brain activity patterns
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06N—COMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
- G06N7/00—Computing arrangements based on specific mathematical models
- G06N7/01—Probabilistic graphical models, e.g. probabilistic networks
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Psychiatry (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Pathology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Fuzzy Systems (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Social Psychology (AREA)
- Developmental Disabilities (AREA)
- Child & Adolescent Psychology (AREA)
- Dermatology (AREA)
- Neurology (AREA)
- Neurosurgery (AREA)
- Educational Technology (AREA)
- Hospice & Palliative Care (AREA)
- Psychology (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
Išradimas skirtas realizuoti mikroklimato reguliavimo metodui ir reguliavimą realizuojančiai sistemai, sukuriančiai specialų poveikį ir analizuojančiai žmogaus darbingumo lygį, priklausomai nuo sukurto mikroklimato darbo vietoje. Ši sistema leidžia padidinti bendrą darbo efektyvumą ir užtikrina ypatingai naudingo žmogaus darbingumo periodo palaikymą bei jo pratęsimą keičiant darbo vietos mikroklimato parametrus pagal trumpalaikes ir vidutinės trukmės darbuotojo emocinės ir afektinės būsenos bei fiziologinės būklės reakcijas. Išradime pateikiamas siūlomas individualaus mikroklimato valdymo būdas ir jo realizavimo sistema.
Description
Technikos sritis, kuriai skiriamas išradimas
Išradimas skirtas realizuoti pastatų patalpų mikroklimato reguliavimo būdui ir reguliavimą realizuojančiai sistemai, sukuriančiai specialų poveikį ir analizuojančiai žmogaus darbingumo lygį, priklausomai nuo sukurto mikroklimato darbo vietoje. Tokios sistemos leidžia ištirti ir padidinti bendrą darbo efektyvumą ir ypatingai naudingo žmogaus darbingumo periodo palaikymą bei jo pratęsimą ir leidžia keisti patalpų mikroklimato parametrus bei pritaikyti jį pagal trumpalaikes ir vidutinės trukmės darbuotojo reakcijas. Tokia sistema remiasi ilgalaikiais mokslo tyrimais ir naudoja dirbtinio intelekto (Dl) sistemų pasiekimus.
Technikos lygis
Pastaraisiais metais tiriami įvairūs emociniai ir afektiniai rodikliai, įskaitant grynąją emocinę vertę (angį. Net Emotional Value), tiesioginio aptarnavimo emocinę vertę (angį. Service Encounter Emotional Value), hedoninę vertę (angį. Hedonic Value), suvoktą vertę (angį. Perceived Value) siekiant sukurti asmens reakcijos vertinimo kriterijų bei jį išreikšti skaitine forma.
Vienu tokiu kriterijumi yra Grynoji emocinė vertė (GEV), apskaičiuojama iš teigiamų emocijų įverčių atėmus neigiamų emocijų įverčius. Skaičiuojant GEV, iš teigiamų emocijų (laimingas, patenkintas, pasitikintis, vertinamas, dėmesingai aptarnaujamas, saugus, susitelkęs, atlaidus, stimuliuojamas, tyrinėjantis, susidomėjęs, energingas) vertinimų vidurkio atimamas neigiamų emocijų (nepatenkintas, apimtas frustracijos, nusivylęs, susierzinęs, įsitempęs, nelaimingas, ignoruojamas, skubinamas) vertinimų vidurkis. Didesnė rodiklio reikšmė atitinka geresnę asmens būseną.
Ilgainiui žmogaus nuotaikos bei darbingumo nustatymo metodikos pasipildė naujais biometriniai metodais, pagrįstais instrumentiniais pulso, odos elektrinio laidumo ir vyzdžių išsiplėtimo stebėjimais. Atsirado nauja specializuota tyrimų sritis biometrika, kuri naudoja įvairias biometrines priemones (funkcinis magnetorezonansinis vaizdavimas (fMRI), elektroencefalogramos, veido išraiškos, balso tonas, pulsas ir pan.). Jos padeda atpažinti darbuotojo reakcijas į patalpų mikroklimato sukeliamus dirgiklius, klasifikuojamus pagal SIS International Research metodiką.
Šiuo metu žinoma keletas techninių sprendimų individualaus pastatų patalpų mikroklimato kontrolės srityje. Jie apima techninius sprendimus fiziologinių parametrų nustatymui, nustato žmogaus emocijas aprašančių parametrų nustatymo įrangą, tačiau tiesiogiai neapima siūlomo patalpų mikroklimato reguliavimo metodo ir jai realizuoti skirtos įrangos.
Viena iš mikroklimato kontrolės taikymo sričių - automobilio klimato sistema - aprašoma JAV patente US9677894B2, kuriame aprašyta kaip žmogaus biometriniai duomenys naudojami automobilio vidinės erdvės keleivio zonos klimato kontrolės parametrams reguliuoti. Šios klimato sistemos parametrai reguliuojami automatiškai, naudojant iš anksto numatytus klimato parametrus, nustatomus po biometrinio atpažinimo identifikavus vieną iš vairuotojų ar keleivių. Ši sistema yra adaptyvi fiksuotų žmonių profilių išrinkimo atveju, bet neveikia pagal realaus laiko parametrų pokyčius. Iš kitos pusės, klimato parametrų nustatymas profilyje yra tik vartotojo išorinis įvertinimas, nekreipiant dėmesio į organizmo reakciją.
JAV patente US8478447B2 aprašyta klimato kontrolės sistema, susidedanti iš daugelio mažų klimato poveikio įrenginių, kurie valdomi iš vieno kompiuterinio valdymo centro. Tokio tipo sistema leidžia dirbti su mikroklimato formavimu, esant prieštaringiems zoniniam temperatūros ir drėgmės reikalavimams, esant jungtinėms patalpoms ir grupinėms darbo vietoms. Tokios sistemos leidžia naudoti biometrinius duomenis mikroklimato nustatymui, tačiau jose tiesioginis biometrinis valdymas nėra numatytas.
JAV patento paraiškoje US20110272131A1 aprašoma automobilio sektoriaus arba patalpos klimato valdymo sistema, kurioje valdoma oro temperatūra bei oro greitis, kurie gali būti didinami ar mažinami. Valdymo parametrai nustatomi naudojant specialų jutiklį, kuris paliečiamas ranka. Rankos temperatūra bei drėgmė lemia klimato parametrų reikšmę, o jutiklio parametrai į klimato valdymo sistemą perduodami bevieliu ryšiu. Sistemos greitaveika nėra aprašyta, jos nustatomi parametrai išlieka pakankamai statiški bei nereaguoja į žmogaus savijautą ar nuovargį.
JAV patento paraiškoje US20140310105A1 aprašoma nešiojamų jutiklių sistema bei jų signalą apdorojanti kompiuterinė sistema, apibūdinanti žmogaus būseną ir pagal ją valdanti įvairią įrangą, įskaitant ir individualaus klimato reguliavimo sistemą. Šis išradimas suteikia galimybę valdyti įrenginius pagal tiesioginius jutiklių signalus, tačiau emocinė būsena šiame išradime pateikiamame techniniame sprendime nėra vertinama.
Panašus sprendimas pateikiamas ir JAV patento paraiškoje US20140222735A1“, kur emocijų dešifravimas ir jutiklių parodymų vertinimas atliekamas naudojant kompiuterį, tačiau dėmesys nukreiptas į emocijas, įvertinant darbingumo bei elgesio aktyvumo būsenos identifikavimą. Sprendimas tai pat sukuria valdymo signalą, besiremianti dėvimojo jutiklio signalu, tačiau emocijos nėra dešifruojamos ir analizuojamos.
Pažangi klimato valdymo sistema pateikiama JAV patente US9020647B2, kuri naudoja sukauptus pramoninio komforto klimato nustatymų parametrus, saugomus nuolatinėje jungtyje esančioje duomenų bazėje. Komfortišką klimato lygį nustato kiekvienas darbuotojas, o jis atpažįstamas pagal jo biometrinius duomenis ir klimatas sureguliuojamas kiekvienam individui. Sistema neinteraktyvi asmens komforto atžvilgiu, ji reaguoja atpažindama asmenis pastato zonose.
Žmogaus fizinio darbingumo lygio nustatymui įvertinti bei išreikšti objektyvia kriterijaus reikšme yra techninis sprendimas, aprašytas JAV patente US9478149B2. Šis patentas skirtas momentinei žmogaus fizinei būklei įvertinti, tačiau jis menkai tinka intelektualiam darbingumui nustatyti. Šis išradimas atspinti žmogaus biometrinius duomenis ir jų apdorojimą charakteristikoms nustatyti, tačiau klimato parametrams valdyti jis neteikia reikiamos techninio sprendimo.
Panašūs techniniai sprendimai pateikiami patentuose JP2009131964, JP2009274085, JP2009131964, US12172914, tačiau nurodytuose žinomuose sprendimuose:
- nėra integruotai analizuojamos emocinės (laimingas, liūdnas, piktas, išsigandęs, pasibjaurėjęs) ir afektinės (nuobodulys, susidomėjimas, sumišimas) darbuotojo būsenos, valentingumas, susijaudinimas bei fiziologinės būklė (veido temperatūra, pulsas, kvėpavimo dažnis), nenustatomas darbingumo lygis bei darbo ritmo būsena;
- sudarant personalizuotas pastatų patalpų mikroklimato kontrolės schemas nėra naudojamos biometrinės ir afektinės kompiuterijos (affective computing) technologijos bei nėra sudaromi visi galimi variantai ir išrenkami efektyviausi;
- sudarant personalizuotas pastatų patalpų mikroklimato kontrolės schemas nėra naudojamos sprendimų priėmimo neuromatricos ir neurokoreliacinės matricos;
- nebuvo nustatomos utilitarinė/instrumentinė, hedonistinė, vartotojo suvokiamos bei emocinė vertės, integruotai taikant biometrines ir intelektines technologijas.
Dėl aukščiau nurodytų požymių žinomi pastatų patalpų mikroklimato valdymos būdai bei įrenginiai nėra tikslūs ir patikimi bei gali būti naudojami siauroje srityje.
Sprendžiama techninė problema
Išradimu siekiama padidinti individualaus pastatų patalpų mikroklimato valdymo būdo bei sistemos tikslumą ir patikimumą bei praplėsti panaudojimo sritį, sukuriant darbo vietos patalpų mikroklimato reguliavimo pagal žmogaus būseną būdą bei jam realizuoti skirtą sistemą, kuri leidžia nustatyti žmogaus jauseną ir pritaikyti aktualius mikroklimato parametrus didžiausiam žmogaus darbingumui užtikrinti arba nustatyti jo pertraukos režimą.
Uždavinio sprendimo esmė:
1. Individualaus pastatų patalpų mikroklimato valdymo būdas, kur mikroklimatas patalpoje yra reguliuojamas priklausomai nuo patalpoje esančio vartotojo biometrinių duomenų, atspindinčių fiziologinę būseną, apimantis:
- patalpoje esančio vartotojo emocinės, afektinės ir fiziologinės būsenos dekodavimą realiu laiku jutiklių pagalba,
- jutikliais dekoduotų duomenų apie vartotojo fiziologinę būseną perdavimą j duomenų surinkimo įrenginį,
- iš jutiklių surinktų duomenų perdavimą j kompiuterio procesorių, kuris skaitiškai įvertina vartotojo darbingumo būseną, kaip aplinkos mikroklimato valdymo parametrą, ir perduoda į klimato reguliavimo PLV/mikrovaldiklį besiskiriantis tuo, kad kompiuterio procesoriuje vykdomi šie etapai:
- duomenis, patekusius j kompiuterio procesorių įrašo į atmintį,
- atlieka įrašytų duomenų įvertinimą pagal tiriamojo vartotojo emocines, afektines, fiziologinių būsenų lygius ir suformuoja neuromatricą, kuri nurodo-minėtų būsenų lygių tikimybių dydžius bei juos įrašo į atmintį,
- iš atmintyje įrašytos neuromatricos duomenų procesoriuje suformuoja neurokoreliacinę matricą, nurodančią tiriamojo vartotojo paminėtų būsenų lygių tarpusavio reikšmingumą,
- iš atmintyje saugomų neurokoreliacinės matricos duomenų ir optimalių klimato parametrų modelio duomenų bei susijaudinimo ir darbingumo lygio priklausomybės nustato optimalius klimato parametrus,
- nustato reikalingus klimato pokyčio pataisos koeficientus, kuriuos perduoda j klimato reguliavimo PLV/mikrovaldiklį parametrams vykdyti.
2. Būdas pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo, kad jutikliai yra biometriniai jutikliai, kuriais dekoduojama:
- tiriamojo vartotojo emocinė būsena, kuri pasirinktinai apima: laimingas, liūdnas, piktas, išsigandęs, pasibjaurėjęs;
- afektinė būsena pasirinktinai apima: nuobodulys, susidomėjimas, sumišimas;
- fiziologinės būklė pasirinktinai apima veido temperatūra, pulsas, kvėpavimo dažnis;
- vartotojo valentingumas, susijaudinimas.
3. Individualaus pastatų patalpų mikroklimato realizavimo sistema, kur mikroklimatas patalpoje yra reguliuojamas priklausomai nuo patalpoje esančio vartotojo biometrinių duomenų, atspindinčių fiziologinę būseną, apimantis jutiklių rinkinį (2), susietą su patalpoje esančiu vartotoju, jutiklio duomenų surinkimo įrenginį (3), kompiuterį (4), kurio procesorius skaitiškai įvertina vartotojo darbingumo būseną, kaip aplinkos mikroklimato valdymo parametrą, ir perduoda į klimato reguliavimo PLV/mikrovaldiklį, besiskirianti tuo, kad kompiuterio (4) procesorius iš duomenų surinkimo įrenginio (3) į procesoriaus atmintį (14) įrašytų duomenų apie tiriamojo vartotojo emocines, afektines, fiziologines būsenų lygius, procesorius suformuoja neuromatricą (9), kuri nurodo tiriamojo vartotojo paminėtų būsenų lygių tarpusavio reikšmingumą bei juos įrašo j atmintį, o iš atmintyje įrašytos neuromatricos (9) duomenų procesorius suformuoja neurokoreliacinę matricą, nurodančią paminėtų būsenų lygių tarpusavio reikšmingumą, kuri vienareikšmiškai atskleidžia vartotojo būseną, reikalingą klimato kontrolei.
4. Sistema pagal 3 punktą, besiskirianti tuo, kad įrenginio duomenys apdorojami ir saugojami debesų kompiuterijos teikiamuose resursuose.
Išradimo naudingumas
Individualaus pastatų patalpų mikroklimato valdymo būdas bei jam realizuoti skirta sistema, įvertina tiriamojo vartotojo emocinę ir afektinę būseną, atlikdamas informacijos apdorojimą vietiniame kompiuteryje, įvertina žmogaus fiziologinę būklę ir jo nuovargio laipsnį, kurie lemia optimalius darbo vietos mikroklimato parametrus. Parametrai nustatomi dinamiškai, suteikiant mažą mikroklimato pokytį kas nustatytą laiko tarpą ir įvertinant žmogaus darbingumo būseną realiu laiku, tokiu būdu surasdamas tam laiko tarpui optimalias darbo aplinkos mikroklimato parametrų reikšmes. Sistema yra universali ir nepriklauso nuo klimato juostos, tačiau priklauso nuo patalpos tipo. Ji leidžia tirti darbuotojų emocines, afektines ir fiziologines reakcijas prevenciškai ir gali reaguoti į darbingumo pokyčius, kurie gali lemti užduodamo darbo pobūdį ritmą ar nustatyti pertraukos režimą, jeigu numatytas darbas negali būti vykdomas arba jis gali būti atliekamas klaidingai. Pasiūlytas būdas ir jam realizuoti reikalinga įranga leidžia nustatyti optimalius patalpų mikroklimato parametrus, atitinkančius žmogaus darbingumo periodą naudojant moksliniais tyrimais pagrįstus metodus.
Pasiūlytas būdas ir jam realizuoti skirta sistema panaudoja specialų duomenų apdorojimą naudojant neuromatricas, skirtas daugiakriterijinei analizei atlikti ir rasti optimalų žmogaus emocinės būsenos ir emocijų lygio vertinimą. Atliekant duomenų tarpusavio susietumo įvertinimą bei nustatant jų sąsajų intensyvumo lygį, taikomos neurokoreliacinės matricos, kurios užtikrina didžiausią duomenų ryšio patikimumą, atitinkantį realų patalpų mikroklimato sąlygų poveikį tiriamajam darbuotojui, todėl pasiūlytas būdas ir sistema pasižymi dideliu valdymo tikslumu, patikimumu bei gali būti plačiai panaudotas visose srityse, kur reikalingas darbo vietos patalpų mikroklimato reguliavimas pagal žmogaus būseną.
Trumpas brėžinių aprašymas
Fig. 1 pavaizduota individualaus pastatų patalpų mikroklimato realizavimo sistema.
Fig. 2 pavaizduota valdymo sistemos pagal Fig. 1 veikimo seka.
Fig. 3 pavaizduota susijaudinimo ir darbingumo lygio priklausomybė.
Vienas iš išradimo realizavimo pavyzdžių
Individualaus pastatų patalpų mikroklimato realizavimo sistema pateikta Fig. 1, pritaikyta tiriamojo vartotojo 1 emocinių, afektinių ir fiziologinių parametrų tyrimui mikroklimato kontrolės proceso metu. Temperatūra, drėgmė, apšviestumas ir oro tarša yra nustatomi naudojant konkretaus pastato konkrečios patalpos klimato reguliavimo įrenginius, o tiriamo vartotojo emocinė (laimingas, liūdnas, piktas, išsigandęs, pasibjaurėjęs), afektinė (nuobodulys, susidomėjimas, sumišimas) vartotojo būsenos, valentingumas, susijaudinimas bei fiziologinės būklė (veido temperatūra, pulsas, kvėpavimo dažnis) nustatoma naudojant vartotojo emocinių, afektinių ir fiziologinių parametrų matavimų jutiklių rinkinį 2, apimantį daugelį fiziologinių reakcijų. Jiems priklauso smegenų elektromagnetinių bangų jutiklis (EEG), akies vyzdžio reakcija, pulsas, kvėpavimo dažnis, kūno temperatūra bei jos dinamika, prakaitavimo lygis ir daugelis žinomų kitų fiziologinių reakcijų jutiklių. Šie jutikliai su savo duomenų apdorojimo įranga pateikia duomenis j duomenų magistralę, kuri juos tiesiogiai perduoda duomenų surinkimo įrenginiui 3, kuris sujungtas su kompiuteriu 4, kuriame duomenys normalizuojami (sugrupuojami pagal reikšmingumą, panaikinamos pasikartojančios reikšmės) ir analizuojami, suformuojamos valdymo komandos programuojamam loginiam valdikliui (PLV) arba mikrovaldikliui 5. Magistralės jungtis tarp duomenų surinkimo įrenginio 3 ir kompiuterio 4 gali būti standartinė (USB, Eth, WiFi) arba specializuota per papildomą duomenų kanalą, esant didelės apimties duomenims. PLV pagal kompiuterio siunčiamus duomenys valdo mikroklimato reguliavimo įrenginius 6, užtikrinančius nustatytos patalpos temperatūros, drėgmės, apšviestumo, oro taršos palaikymą bei optimalią oro apykaitą.
Individualaus pastatų patalpų mikroklimato valdymo sistemos, pateiktos Fig. 1, veiksmų eiga parodyta Fig. 2. Sistemos veikimas prasideda kai tiriamojo vartotojo 1 emociniai, afektiniai ir fiziologiniai parametrai yra pamatuojami jutiklių rinkiniu 2. Gauti matavimo duomenys perduodami duomenų surinkimo įrenginiui 3, kuris vėliau perduoda juos į pagrindinio kompiuterio 4 atmintį 14 per tinklo plokštę 7. Jutiklių duomenys yra įrašomi į atmintyje saugomą optimalių klimato parametrų modelį 13 bei perduodami j pagrindinį procesorių 12, emocijų lygio 8 įvertinimui. Emocijų lygio vertė, išreikšta kaip valentingumo ir susijaudinimo lygis, yra saugoma kompiuterio atmintyje. Antrame duomenų apdorojimo etape duomenys apie emocijų lygį vėl perduodami į pagrindinį procesorių 12, kuriame suformuojama neuromatrica 9, nurodanti emocijų tikimybių dydžius, kurie įrašomi į atmintį. Trečiame etape neuromatrica yra siunčiama į pagrindinį procesorių ir jame suformuojama neurokoreliacinė matrica 10, nurodanti emocijų tarpusavio reikšmingumą, šie duomenis įrašomi į atmintyje 14 saugomą optimalių klimato parametrų modelį 13, kuris aprašo ryšius tarp emocijų ir mikroklimato. Ketvirtame duomenų apdorojimo etape, atmintyje saugomas optimalių parametrų modelyje įrašyti duomenys yra siunčiami, į pagrindinį procesorių 12, kuriame nustatomi reikalingi klimato pataisos koeficientai kaip valdymo parametrai 11, šie koeficientai įrašomi j atmintyje 14 saugomą modelį 13 jį atnaujinant bei kaip valdymo komandos per tinklo plokštę yra perduodamos PLC / mikrovaldikliui 5, kuris valdo klimato reguliavimo įrenginius 6.
Individualaus pastatų patalpų mikroklimato valdymo sistemos parametrai yra parenkami pagal Fig. 3 pavaizduota susijaudinimo ir darbingumo lygio priklausomybę, kuri leidžia išskirti 3 zonas: jei susijaudinimo lygis patenka į zoną 15, tuomet didėja motyvacija, dėmesys, susidomėjimas, stresas, nerimas, darbo komfortas; jei susijaudinimo lygis patenka j zoną 16, tuomet yra pasiekiamas racionalus streso bei susijaudinimo lygis, užtikrinantis optimalų produktyvumą; jei susijaudino lygis patenka j zoną 17, tuomet darbo efektyvumas mažėja dėl stipraus streso ir susijaudinimo. Patalpų klimato realizavimo sistema yra suderinta taip, kad susijaudino lygmuo visa laiką būtų išlaikomas zonoje 16 (Fig. 3).
Struktūrinė ir veikimo eigos schemos pateiktos Fig. 1 - Fig. 3 realizuojama naudojant asmeninio kompiuterio arba debesų kompiuterijos resursus. Sistema prijungta prie bendrojo kompiuterinio tinklo arba yra jo dalis. Biometrinių jutiklių duomenys (emocinė ir afektinės būsenos bei fiziologinės būklė), kurių signalas per duomenų surinkimo plokštes arba tiesiai per universalias USB sąsajas perduodamas kompiuteriui 4 arba tarpiniams kompiuteriams tolimesniam apdorojimui. Kompiuterio / debesies / serverio sugeneruotas mikroklimato pokytis perduodamas PLV arba mikrovaldikliui 5, su galios perjungimo / valdymo grandinėmis, kurios valdo mikroklimato palaikymo aparatūrą, kurią sudaro individualūs ir bendri pastatui įrenginiai, tokie, kaip mikroklimato sistemos HVAC (patalpų šildymo oru ir mikroklimato sukūrimo sistemos).
Claims (4)
- Išradimo apibrėžtis1. Individualaus pastatų patalpų mikroklimato valdymo būdas, kur mikroklimatas patalpoje yra reguliuojamas priklausomai nuo patalpoje esančio vartotojo biometrinių duomenų, atspindinčių fiziologinę būseną, apimantis:- patalpoje esančio vartotojo emocinės, afektinės ir fiziologinės būsenos dekodavimą realiu laiku jutiklių pagalba,- jutikliais dekoduotų duomenų apie vartotojo fiziologinę būseną perdavimą į duomenų surinkimo įrenginį,- iš jutiklių surinktų duomenų perdavimą į kompiuterio procesorių, kuris skaitiškai įvertina vartotojo darbingumo būseną, kaip aplinkos mikroklimato valdymo parametrą, ir perduoda j klimato reguliavimo PLV/mikrovaldiklį besiskiriantis tuo, kad kompiuterio procesoriuje vykdomi šie etapai:- duomenis, patekusius į kompiuterio procesorių įrašo į atmintį,- atlieka įrašytų duomenų įvertinimą pagal tiriamojo vartotojo emocines, afektines, fiziologinių būsenų lygius ir suformuoja neuromatricą, kuri nurodo-minėtų būsenų lygių tikimybių dydžius bei juos įrašo į atmintį,- iš atmintyje įrašytos neuromatricos duomenų procesoriuje suformuoja neurokoreliacinę matricą, nurodančią tiriamojo vartotojo paminėtų būsenų lygių tarpusavio reikšmingumą,- iš atmintyje saugomų neurokoreliacinės matricos duomenų ir optimalių klimato parametrų modelio duomenų bei susijaudinimo ir darbingumo lygio priklausomybės nustato optimalius klimato parametrus,- nustato reikalingus klimato pokyčio pataisos koeficientus, kuriuos perduoda į klimato reguliavimo PLV/mikrovaldiklį parametrams vykdyti.
- 2. Būdas pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo, kad jutikliai yra biometriniai jutikliai, kuriais dekoduojama:- tiriamojo vartotojo emocinė būsena, kuri pasirinktinai apima: laimingas, liūdnas, piktas, išsigandęs, pasibjaurėjęs;- afektinė būsena pasirinktinai apima: nuobodulys, susidomėjimas, sumišimas;- fiziologinės būklė pasirinktinai apima veido temperatūra, pulsas, kvėpavimo dažnis;- vartotojo valentingumas, susijaudinimas.
- 3. Individualaus pastatų patalpų mikroklimato realizavimo sistema, kur mikroklimatas patalpoje yra reguliuojamas priklausomai nuo patalpoje esančio vartotojo biometrinių duomenų, atspindinčių fiziologinę būseną, apimantis jutiklių rinkinį (2), susietą su patalpoje esančiu vartotoju, jutiklio duomenų surinkimo įrenginį (3), kompiuterį (4), kurio procesorius skaitiškai įvertina vartotojo darbingumo būseną, kaip aplinkos mikroklimato valdymo parametrą, ir perduoda į klimato reguliavimo PLV/mikrovaldiklį, besiskirianti tuo, kad kompiuterio (4) procesorius iš duomenų surinkimo įrenginio (3) į procesoriaus atmintį (14) įrašytų duomenų apie tiriamojo vartotojo emocines, afektines, fiziologines būsenų lygius, procesorius suformuoja neuromatricą (9), kuri nurodo tiriamojo vartotojo paminėtų būsenų lygių tarpusavio reikšmingumą bei juos įrašo į atmintį, o iš atmintyje įrašytos neuromatricos (9) duomenų procesorius suformuoja neurokoreliacinę matricą, nurodančią paminėtų būsenų lygių tarpusavio reikšmingumą, kuri vienareikšmiškai atskleidžia vartotojo būseną, reikalingą klimato kontrolei.
- 4. Sistema pagal 3 punktą, besiskirianti tuo, kad įrenginio duomenys apdorojami ir saugojami debesų kompiuterijos teikiamuose resursuose.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LT2020049A LT6841B (lt) | 2020-12-22 | 2020-12-22 | Individualaus pastatų patalpų mikroklimato valdymo būdas ir jo realizavimo sistema |
| EP21151959.0A EP4020134A1 (en) | 2020-12-22 | 2021-01-16 | Method for controlling a customized microclimate in a building and realization system thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LT2020049A LT6841B (lt) | 2020-12-22 | 2020-12-22 | Individualaus pastatų patalpų mikroklimato valdymo būdas ir jo realizavimo sistema |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| LT2020049A LT2020049A (lt) | 2021-06-25 |
| LT6841B true LT6841B (lt) | 2021-08-25 |
Family
ID=74732572
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| LT2020049A LT6841B (lt) | 2020-12-22 | 2020-12-22 | Individualaus pastatų patalpų mikroklimato valdymo būdas ir jo realizavimo sistema |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP4020134A1 (lt) |
| LT (1) | LT6841B (lt) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023200351A1 (ru) * | 2022-04-12 | 2023-10-19 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Инсмартавтоматика" | Способ адаптивного управления микроклиматом в помещении |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2002255568B8 (en) | 2001-02-20 | 2014-01-09 | Adidas Ag | Modular personal network systems and methods |
| US20080320030A1 (en) | 2007-02-16 | 2008-12-25 | Stivoric John M | Lifeotype markup language |
| US9020647B2 (en) | 2009-03-27 | 2015-04-28 | Siemens Industry, Inc. | System and method for climate control set-point optimization based on individual comfort |
| US8280584B2 (en) | 2010-05-10 | 2012-10-02 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Climate control system |
| US9104211B2 (en) | 2010-11-19 | 2015-08-11 | Google Inc. | Temperature controller with model-based time to target calculation and display |
| US9619638B2 (en) | 2015-08-25 | 2017-04-11 | International Business Machines Corporation | Vehicle operations based on biometric fingerprint analysis |
| US10887857B2 (en) | 2017-12-28 | 2021-01-05 | United States Cellular Corporation | Interior climate control augmentation by personal comfort data provided via wireless wearable device communications |
| CN110470033B (zh) * | 2019-08-06 | 2021-07-23 | 青岛海尔空调器有限总公司 | 用于控制空调的方法、装置和空调 |
-
2020
- 2020-12-22 LT LT2020049A patent/LT6841B/lt unknown
-
2021
- 2021-01-16 EP EP21151959.0A patent/EP4020134A1/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023200351A1 (ru) * | 2022-04-12 | 2023-10-19 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Инсмартавтоматика" | Способ адаптивного управления микроклиматом в помещении |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP4020134A1 (en) | 2022-06-29 |
| LT2020049A (lt) | 2021-06-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Shan et al. | Supervised machine learning of thermal comfort under different indoor temperatures using EEG measurements | |
| Pigliautile et al. | Assessing occupants’ personal attributes in relation to human perception of environmental comfort: Measurement procedure and data analysis | |
| Kim et al. | Personal comfort models–A new paradigm in thermal comfort for occupant-centric environmental control | |
| Choi et al. | Development of the data-driven thermal satisfaction prediction model as a function of human physiological responses in a built environment | |
| Nkurikiyeyezu et al. | The effect of person-specific biometrics in improving generic stress predictive models | |
| JP7338886B2 (ja) | エリア別環境管理システム及び方法とプログラム | |
| Khan et al. | IoT based on secure personal healthcare using RFID technology and steganography | |
| Megri et al. | Prediction of the thermal comfort indices using improved support vector machine classifiers and nonlinear kernel functions | |
| CN101218474A (zh) | 环境控制装置、环境控制方法、环境控制程序以及记录该程序的记录介质 | |
| JP2004532451A (ja) | 人の認知能力を予測する方法およびシステム | |
| JP2016101222A (ja) | 入浴システム及びネットワークシステム | |
| Langensiepen et al. | Activities recognition and worker profiling in the intelligent office environment using a fuzzy finite state machine | |
| Van Der Valk et al. | Sensor networks in workplaces: Correlating comfort and productivity | |
| Sundaravadivel et al. | i-rise: An iot-based semi-immersive affective monitoring framework for anxiety disorders | |
| JPWO2020162358A1 (ja) | 覚醒度制御装置、覚醒度制御方法および記録媒体 | |
| LT6841B (lt) | Individualaus pastatų patalpų mikroklimato valdymo būdas ir jo realizavimo sistema | |
| Morresi et al. | Measuring thermal comfort using wearable technology in transient conditions during office activities | |
| Xu et al. | Action-based personalized dynamic thermal demand prediction with video cameras | |
| Nkurikiyeyezu et al. | Toward a real-time and physiologically controlled thermal comfort provision in office buildings | |
| CN110574054A (zh) | 智力生产率评价装置和智力生产率评价方法 | |
| CN113841205A (zh) | 热应激的影响推定装置、热应激的影响推定方法以及计算机程序 | |
| Schmitter-Edgecombe | Automated clinical assessment from Smart home-based behavior data | |
| Sugimoto | Human sensing using wearable wireless sensors for smart environments | |
| CN113566395B (zh) | 空调器及其控制方法及装置、计算机可读存储介质 | |
| Sahoh et al. | Physiological Signals-Driven Personal Thermal Comfort System Based on Environmental Intervention |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BB1A | Patent application published |
Effective date: 20210625 |
|
| FG9A | Patent granted |
Effective date: 20210825 |