RU2425667C1 - Device for creation of space disorientation in people - Google Patents

Device for creation of space disorientation in people Download PDF

Info

Publication number
RU2425667C1
RU2425667C1 RU2010107358/14A RU2010107358A RU2425667C1 RU 2425667 C1 RU2425667 C1 RU 2425667C1 RU 2010107358/14 A RU2010107358/14 A RU 2010107358/14A RU 2010107358 A RU2010107358 A RU 2010107358A RU 2425667 C1 RU2425667 C1 RU 2425667C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
platform
ring
base
support
electric drive
Prior art date
Application number
RU2010107358/14A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Леонид Андреевич Косик (RU)
Леонид Андреевич Косик
Original Assignee
Леонид Андреевич Косик
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Леонид Андреевич Косик filed Critical Леонид Андреевич Косик
Priority to RU2010107358/14A priority Critical patent/RU2425667C1/en
Priority to PCT/RU2010/000387 priority patent/WO2011108957A1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2425667C1 publication Critical patent/RU2425667C1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M21/00Other devices or methods to cause a change in the state of consciousness; Devices for producing or ending sleep by mechanical, optical, or acoustical means, e.g. for hypnosis
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/16Devices for psychotechnics; Testing reaction times ; Devices for evaluating the psychological state
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09BEDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B9/00Simulators for teaching or training purposes
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M21/00Other devices or methods to cause a change in the state of consciousness; Devices for producing or ending sleep by mechanical, optical, or acoustical means, e.g. for hypnosis
    • A61M2021/0005Other devices or methods to cause a change in the state of consciousness; Devices for producing or ending sleep by mechanical, optical, or acoustical means, e.g. for hypnosis by the use of a particular sense, or stimulus
    • A61M2021/0022Other devices or methods to cause a change in the state of consciousness; Devices for producing or ending sleep by mechanical, optical, or acoustical means, e.g. for hypnosis by the use of a particular sense, or stimulus by the tactile sense, e.g. vibrations
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M21/00Other devices or methods to cause a change in the state of consciousness; Devices for producing or ending sleep by mechanical, optical, or acoustical means, e.g. for hypnosis
    • A61M2021/0005Other devices or methods to cause a change in the state of consciousness; Devices for producing or ending sleep by mechanical, optical, or acoustical means, e.g. for hypnosis by the use of a particular sense, or stimulus
    • A61M2021/0027Other devices or methods to cause a change in the state of consciousness; Devices for producing or ending sleep by mechanical, optical, or acoustical means, e.g. for hypnosis by the use of a particular sense, or stimulus by the hearing sense
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M21/00Other devices or methods to cause a change in the state of consciousness; Devices for producing or ending sleep by mechanical, optical, or acoustical means, e.g. for hypnosis
    • A61M2021/0005Other devices or methods to cause a change in the state of consciousness; Devices for producing or ending sleep by mechanical, optical, or acoustical means, e.g. for hypnosis by the use of a particular sense, or stimulus
    • A61M2021/0044Other devices or methods to cause a change in the state of consciousness; Devices for producing or ending sleep by mechanical, optical, or acoustical means, e.g. for hypnosis by the use of a particular sense, or stimulus by the sight sense
    • A61M2021/005Other devices or methods to cause a change in the state of consciousness; Devices for producing or ending sleep by mechanical, optical, or acoustical means, e.g. for hypnosis by the use of a particular sense, or stimulus by the sight sense images, e.g. video
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2205/00General characteristics of the apparatus
    • A61M2205/10General characteristics of the apparatus with powered movement mechanisms

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Educational Technology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Psychology (AREA)
  • Anesthesiology (AREA)
  • Developmental Disabilities (AREA)
  • Social Psychology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Psychiatry (AREA)
  • Hospice & Palliative Care (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • Child & Adolescent Psychology (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Educational Administration (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: invention relates to medicine, namely to field of psychophysiological studies. Device contains base, made in form of rectangular plate and provided with vertically installed on plate angles telescopic supports with sliding bars. Support element includes rectangular platform, located on upper ends of sliding bars, and two posts. On upper end of posts guiding roller is installed. Support element has electric drive, which is installed on upper surface of platform, leading roller, kinematically connected with electric drive and interacting with ring, and mechanism of movement. Device is also provided with inflatable pneumatic rest for feet, compressor and installed on platform two-axial sensor of horizon for determination of position of bewaring construction in three-dimensional space.
EFFECT: creation of space disorientation in person aimed at formation of realistic perception of artificial visual-audio series by application of peculiarities of brain activity for control of person's position in space.
4 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к медицине, а именно к области психофизиологических исследований.The invention relates to medicine, namely to the field of psychophysiological research.

Известно устройство для уменьшения отрицательного действия гравитационного поля Земли на организм человека, содержащее основание, несущую конструкцию, подвижно установленную на основании, и закрепленные на несущей конструкции кресло с сидением и спинкой, объект работы и периферийное оборудование (RU 2215512 С1, 10.11.2003).A device is known for reducing the negative effect of the Earth's gravitational field on the human body, containing a base, a supporting structure, movably mounted on the base, and a chair with a seat and back mounted on a supporting structure, an object of work and peripheral equipment (RU 2215512 C1, 11/10/2003).

Известно также устройство для уменьшения отрицательного действия гравитационного поля Земли на организм человека (RU 2290157 С2, 27.12.2006).A device is also known to reduce the negative effect of the gravitational field of the Earth on the human body (RU 2290157 C2, 12/27/2006).

Устройство, известное из патента RU 2290157, выбрано в качестве прототипа, поскольку содержит максимальное количество признаков, сходных с признаками предлагаемого технического решения.The device, known from patent RU 2290157, is selected as a prototype because it contains the maximum number of features similar to those of the proposed technical solution.

Устройство по патенту RU 2290157 содержит, как и заявленное, основание и подвижно установленную на основании несущую конструкцию, включающую опорный элемент, оснащенный направляющими роликами, несущий элемент, выполненный в форме кольца, установленного на направляющих роликах с возможностью вращения относительно центральной оси кольца, и закрепленные на кольце кресло с сидением и спинкой, визуальный объект и оборудование.The device according to the patent RU 2290157 contains, as claimed, a base and a support structure movably mounted on the base, including a support element equipped with guide rollers, a support element made in the form of a ring mounted on the guide rollers with the possibility of rotation relative to the central axis of the ring, and fixed on the ring is a chair with a seat and back, a visual object and equipment.

В обычных условиях восприятие пространства и пространственные оценки действительности формируются под воздействием постоянного гравитационного поля Земли и основаны на взаимосогласованной информации от рецепторов органов чувств к головному мозгу. Отражение реальной действительности, контроль местоположения и перемещения человека в пространстве осуществляется корковыми и подкорковыми функциональными системами головного мозга. Внешние и внутренние раздражители поступают по афферентным потокам от рецепторов к анатомо-физиологическим системам - анализаторам (к анализаторам относятся все органы чувств). Функциональные системы головного мозга непрерывно анализируют интенсивность и взаимосогласованность раздражителей, поступающих от рецепторов органов чувств. Корковые центры головного мозга сравнивают полученные данные с предыдущим опытом и оценивают окружающую действительность как реальную - привычную и спокойную, необычную и тревожную или опасную.Under ordinary conditions, the perception of space and spatial assessments of reality are formed under the influence of the constant gravitational field of the Earth and are based on mutually agreed information from receptors of the sensory organs to the brain. Reflection of reality, control of the location and movement of a person in space is carried out by the cortical and subcortical functional systems of the brain. External and internal stimuli enter through afferent flows from receptors to anatomical and physiological systems - analyzers (analyzers include all sensory organs). Functional systems of the brain continuously analyze the intensity and mutual coordination of stimuli coming from receptors of the senses. Cortical centers of the brain compare the data obtained with previous experience and evaluate the surrounding reality as real - familiar and calm, unusual and disturbing or dangerous.

При резком изменении афферентации (интенсивности возбуждений) со стороны любого из названных анализаторов, как и противоречивости информации от различных анализаторов, развивается рассогласование функциональных систем восприятия пространства и, как следствие, нарушение пространственной ориентации. Мозг оценивает эту ситуацию как опасную, и функциональные системы головного мозга активизируют контроль над другими анализаторами с целью подтверждения соответствия окружающей реальной действительности неадекватной афферентации. При отсутствии неадекватных сигналов со стороны остальных анализаторов их сигналы (сигналы остальных анализаторов) становятся доминирующими, так как не противоречат предыдущему опыту и поэтому неадекватная афферентация не воспринимается как реальная действительность.With a sharp change in afferentation (intensity of excitations) on the part of any of the above analyzers, as well as inconsistency of information from various analyzers, a mismatch in the functional systems of space perception and, as a consequence, a violation of spatial orientation develops. The brain assesses this situation as dangerous, and the functional systems of the brain activate control over other analyzers in order to confirm the conformity of the surrounding reality with inadequate afferentation. In the absence of inadequate signals from other analyzers, their signals (signals from other analyzers) become dominant, since they do not contradict previous experience and therefore inadequate afferentation is not perceived as real reality.

При просмотре динамичного видеоряда (фильма, компьютерной игры) мозг получает мощный поток визуальной информации с экрана (монитора), но, не получая при этом адекватных раздражающих сигналов от других анализаторов (вестибулярного аппарата, проприорецепторов, тактильных рецепторов, висцеральных рецепторов, слухового анализатора), не воспринимает данную информацию как события реально происходящие с человеком. Периферические рецепторы различных органов чувств дают информацию о параметрах окружающей действительности.When viewing a dynamic video sequence (film, computer game), the brain receives a powerful stream of visual information from the screen (monitor), but without receiving adequate annoying signals from other analyzers (vestibular apparatus, proprioreceptors, tactile receptors, visceral receptors, auditory analyzer), does not perceive this information as events really occurring with a person. Peripheral receptors of various senses provide information about the parameters of the surrounding reality.

Зрительный анализатор воспринимает излучаемый и отраженный свет и является высокодифференцированным источником информации пространственного взаиморасположения и перемещения объектов. При этом центральное - сфокусированное зрение дифференцирует объекты, определяет их взаиморасположение, расположение относительно наблюдателя, также отслеживает их взаимное перемещение и перемещение относительно наблюдателя. Периферическое зрение дифференцирует направление и скорость перемещения объектов относительно наблюдателя. Вестибулярная система человека воспринимает изменения положения головы относительно гравитационной вертикали и состоит из трех взаимно перпендикулярных полукружных каналов слева и справа, которые играют роль датчиков угловых ускорений, и двух пар отолитовых органов, которые реагируют на линейные ускорения и движения головы относительно гравитационной вертикали.The visual analyzer perceives emitted and reflected light and is a highly differentiated source of information for spatial relative positioning and movement of objects. At the same time, central - focused vision differentiates objects, determines their relative position, location relative to the observer, and also tracks their mutual movement and movement relative to the observer. Peripheral vision differentiates the direction and speed of movement of objects relative to the observer. The human vestibular system perceives changes in the position of the head relative to the gravitational vertical and consists of three mutually perpendicular semicircular canals on the left and right, which play the role of angular acceleration sensors, and two pairs of otolith organs, which respond to linear accelerations and head movements relative to the gravitational vertical.

Вестибулярная система тесно связана с периферическим полем зрения в корковых представительствах центральной нервной системы. Она по существу является дополнением и продолжением периферического зрения человека, обеспечивающего пространственную ориентацию относительно плоскости земной поверхности. При неадекватных возмущениях вестибулярной системы предпочтение (контроль) в определении пространственного положения и перемещения человека отдается периферическому зрению.The vestibular system is closely related to the peripheral field of vision in the cortical representations of the central nervous system. It is essentially a complement and continuation of the peripheral vision of a person, providing a spatial orientation relative to the plane of the earth's surface. With inadequate perturbations of the vestibular system, preference (control) in determining the spatial position and movement of a person is given to peripheral vision.

Проприорецепторы мышц, костей, суставов и внутренних органов воспринимают действие гравитационного поля, информируют мозг о силе давления тела на опору под воздействием гравитационного поля Земли или под воздействием ускорения (при перемещении тела в пространстве). Тактильные рецепторы кожи воспринимают наличие контакта с окружающими объектами, информируют мозг о локализации и площади контакта. Проприорецепторы и тактильные рецепторы тесно связаны в корковых представительствах центральной нервной системы и дополняют друг друга.The proprioreceptors of muscles, bones, joints and internal organs perceive the action of the gravitational field, inform the brain about the pressure force of the body on the support under the influence of the gravitational field of the Earth or under the influence of acceleration (when moving the body in space). Tactile skin receptors perceive the presence of contact with surrounding objects, inform the brain about the location and area of contact. Proprioreceptors and tactile receptors are closely related in the cortical representations of the central nervous system and complement each other.

Слуховой анализатор воспринимает колебания воздуха, вызываемые движущимися объектами, определяет локализацию и направление перемещения звучащих объектов, интенсивность общего звукового фона.The auditory analyzer perceives air vibrations caused by moving objects, determines the localization and direction of movement of sounding objects, the intensity of the overall sound background.

Висцеральные рецепторы воспринимают низкочастотные колебания и вибрацию, информируют мозг об их интенсивности, формируют общее недифференцированное восприятие окружающей действительности. В зависимости от интенсивности афферентации мозг определяет степень опасности окружающего пространства (среды). При появлении низкочастотных колебаний в диапазоне 3-20 герц у человека появляется немотивированное чувство тревоги, опасности, которое обостряет остальные органы чувств.Visceral receptors perceive low-frequency vibrations and vibration, inform the brain about their intensity, and form a general undifferentiated perception of the surrounding reality. Depending on the intensity of afferentation, the brain determines the degree of danger of the surrounding space (environment). With the appearance of low-frequency fluctuations in the range of 3-20 hertz, a person has an unmotivated sense of anxiety, danger, which exacerbates the other senses.

Работа предлагаемого устройства направлена на формирование искусственного рассогласованного и противоречивого стимулирования всех органов чувств (анализаторов - зрительных, вестибулярных, слуховых, тактильных, проприоцептивных, висцеральных) для создания пространственной дезориентации.The work of the proposed device is aimed at the formation of artificial mismatched and contradictory stimulation of all senses (analyzers - visual, vestibular, auditory, tactile, proprioceptive, visceral) to create spatial disorientation.

Таким образом, задача изобретения состояла в использовании особенностей деятельности мозга по контролю положения человека в пространстве для создания нарушений этой функции, с целью формирования реалистического восприятия искусственного визуально-звукового ряда.Thus, the objective of the invention was to use the features of the brain to control the position of a person in space to create violations of this function, with the aim of forming a realistic perception of the artificial visual-sound series.

Технический результат заключается в создании пространственной дезориентации у человека с целью формирования реалистического восприятия искусственного визуально-звукового ряда путем использования особенностей деятельности мозга по контролю положения человека в пространстве.The technical result consists in creating spatial disorientation in humans with the aim of creating a realistic perception of the artificial visual-sound series by using the features of the brain to control the position of a person in space.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для создания пространственной дезориентации у человека, содержащем основание и подвижно установленную на основании несущую конструкцию, включающую опорный элемент, оснащенный направляющими роликами, несущий элемент, выполненный в форме кольца, установленного на направляющих роликах с возможностью вращения относительно центральной оси кольца, и закрепленные на кольце кресло с сидением и спинкой, визуальный объект и оборудование, согласно изобретению основание выполнено в форме прямоугольной плиты и снабжено вертикально установленными по углам плиты телескопическими опорами с выдвижными штангами. Опорный элемент включает в себя прямоугольную платформу, размещенную на верхних концах выдвижных штанг, и по меньшей мере две стойки, нижний конец каждой из которых жестко закреплен на платформе, а на верхнем конце установлен направляющий ролик, электропривод, установленный на верхней поверхности платформы, кинематически связанный с электроприводом ведущий ролик, взаимодействующий с кольцом, и механизм перемещения, состоящий из упругого элемента, опоры, взаимодействующей с поверхностью основания через упругий элемент, поперечной каретки с электроприводом, установленной на опоре, продольной каретки с электроприводом, установленной на поперечной каретке и жестко закрепленной к нижней поверхности платформы. В состав визуального объекта входит центральный монитор и по меньшей мере два боковых монитора. В состав оборудования входит закрепленные на кольце по меньшей мере два громкоговорителя, низкочастотный усилитель и сабвуфер, размещенные за спинкой кресла, и источник низкочастотных колебаний, расположенный под сидением кресла. При этом устройство снабжено надувной пневматической подставкой для ног, размещенной на платформе, компрессором, закрепленным на платформе и соединенным воздушной линией с подставкой для ног, двухосевым датчиком горизонта, установленным на платформе, и электрически связанными блоком питания, коммутатором и компьютером. Причем компьютер входом электрически связан с двухосевым датчиком горизонта, а выходом - с коммутатором, выходы которого электрически связаны с электроприводами соответственно продольной и поперечной кареток.The specified technical result is achieved in that in a device for creating spatial disorientation in humans, comprising a base and a supporting structure movably mounted on the base, including a supporting element equipped with guide rollers, a supporting element made in the form of a ring mounted on the guide rollers with the possibility of rotation relative to the central axis of the ring, and a chair with a seat and back fixed to the ring, a visual object and equipment, according to the invention, the base is made but in the form of a rectangular plate and equipped with telescopic supports vertically mounted at the corners of the plate with extendable rods. The supporting element includes a rectangular platform located on the upper ends of the pull-out rods, and at least two racks, the lower end of each of which is rigidly fixed to the platform, and a guide roller is installed on the upper end, an electric drive mounted on the upper surface of the platform is kinematically connected with an electric drive, a driving roller interacting with the ring, and a movement mechanism consisting of an elastic element, a support interacting with the surface of the base through an elastic element, a transverse ki electrically mounted on a support carriage longitudinal electric installed on the transverse carriage and rigidly fixed to the lower surface of the platform. The composition of the visual object includes a central monitor and at least two side monitors. The equipment includes at least two loudspeakers mounted on the ring, a low-frequency amplifier and a subwoofer located behind the back of the chair, and a source of low-frequency oscillations located under the seat of the chair. In this case, the device is equipped with an inflatable pneumatic footrest located on the platform, a compressor mounted on the platform and connected by an air line to the footrest, a two-axis horizon sensor mounted on the platform, and an electrically connected power supply unit, a switch and a computer. Moreover, the computer input is electrically connected to a biaxial horizon sensor, and the output is connected to a switch, the outputs of which are electrically connected to electric drives of longitudinal and transverse carriages, respectively.

Кроме того, упругий элемент механизма перемещения может быть выполнен в форме пружины.In addition, the elastic element of the movement mechanism can be made in the form of a spring.

Рекомендуется, чтобы каждая телескопическая опора была снабжена электроприводом для перемещения выдвижной штанги по вертикальной оси и фиксации в заданном положении.It is recommended that each telescopic support be equipped with an electric drive to move the extendable rod along the vertical axis and lock in place.

Предусмотрено, что блок питания, коммутатор и компьютер могут быть установлены на основании.It is envisaged that the power supply, switch, and computer can be installed on the base.

На фиг.1 показано устройство для создания пространственной дезориентации у человека (вид сбоку).Figure 1 shows a device for creating spatial disorientation in humans (side view).

На фиг.2 показано изменение положение человека вместе с визуальными объектами и оборудованием из положения сидя в положение лежа.Figure 2 shows the change in the position of a person along with visual objects and equipment from a sitting position to a lying position.

На фиг.3 показано устройство для создания пространственной дезориентации у человека в динамике (вид сбоку и сзади).Figure 3 shows a device for creating spatial disorientation in a person in the dynamics (side view and rear).

Устройство для создания пространственной дезориентации у человека содержит основание (1) и подвижно установленную на основании несущую конструкцию, включающую опорный элемент, оснащенный направляющими роликами (2), несущий элемент, выполненный в форме кольца (3), установленного на направляющих роликах (2) с возможностью вращения относительно центральной оси кольца (3), и закрепленные на кольце кресло (4) с сидением и спинкой, визуальный объект и оборудование. Основание (1) выполнено в форме прямоугольной плиты и снабжено вертикально установленными по углам плиты телескопическими опорами (5) с выдвижными штангами (6). Опорный элемент включает в себя прямоугольную платформу (7), размещенную на верхних концах выдвижных штанг (6), и по меньшей мере две стойки (8), нижний конец каждой из которых жестко закреплен на платформе. На верхнем конце стоек установлен направляющий ролик (2). Также опорный элемент имеет электропривод (9), который установлен на верхней поверхности платформы (7), ведущий ролик (10), кинематически связанный с электроприводом и взаимодействующий с кольцом (3), и механизм перемещения. Механизм перемещения состоит из упругого элемента (11), опоры (12), взаимодействующей с поверхностью основания (1) через упругий элемент (11), поперечной каретки (13) с электроприводом (27), установленной на опоре, продольной каретки (14) с электроприводом (26), установленной на поперечной каретке и жестко закрепленной к нижней поверхности платформы. В состав визуального объекта входит центральный монитор (15) и два боковых монитора (16). В состав оборудования входят закрепленные на кольце (3) по меньшей громкоговорители (17), низкочастотный усилитель и сабвуфер (18), размещенные за спинкой кресла, и источник низкочастотных колебаний (19), расположенный под сидением кресла. Кроме того, устройство снабжено надувной пневматической подставкой для ног (20), размещенной на платформе (7), компрессором (21) с приводом, закрепленным на платформе и соединенным воздушной линией с подставкой для ног, и установленным на платформе двухосевым датчиком горизонта (22) для определения положения несущей конструкции в трехмерном пространстве, а также электрически связанными блоком питания (23), коммутатором (24) и компьютером (25). Предусмотрено, что блок питания, коммутатор и компьютер могут быть установлены на основании (1). Компьютер (25) входом электрически связан с двухосевым датчиком горизонта (22), а выходом - с коммутатором (24), выходы которого электрически связаны с электроприводами (26, 27) соответственно продольной и поперечной кареток (14, 13). Упругий элемент (11) механизма перемещения может быть выполнен в форме пружины. Предусмотрено, что каждая телескопическая опора (5) снабжена электроприводом для перемещения выдвижной штанги (6) по вертикальной оси и фиксации ее в заданном положении.A device for creating spatial disorientation in humans comprises a base (1) and a supporting structure movably mounted on the base, including a support element equipped with guide rollers (2), a bearing element made in the form of a ring (3) mounted on the guide rollers (2) with the possibility of rotation relative to the central axis of the ring (3), and a chair (4) fixed to the ring with a seat and back, a visual object and equipment. The base (1) is made in the form of a rectangular plate and equipped with telescopic supports (5) vertically mounted at the corners of the plate with extendable rods (6). The supporting element includes a rectangular platform (7) located on the upper ends of the extension rods (6), and at least two racks (8), the lower end of each of which is rigidly fixed to the platform. A guide roller (2) is installed on the upper end of the uprights. The support element also has an electric drive (9), which is mounted on the upper surface of the platform (7), a drive roller (10), kinematically connected with the electric drive and interacting with the ring (3), and a movement mechanism. The movement mechanism consists of an elastic element (11), a support (12) interacting with the base surface (1) through an elastic element (11), a transverse carriage (13) with an electric drive (27) mounted on a support, a longitudinal carriage (14) with an electric drive (26) mounted on the transverse carriage and rigidly fixed to the lower surface of the platform. The visual object includes a central monitor (15) and two side monitors (16). The equipment includes loudspeakers (17) fixed to the ring (3), a low-frequency amplifier and a subwoofer (18) located behind the back of the chair, and a low-frequency oscillation source (19) located under the seat of the chair. In addition, the device is equipped with an inflatable pneumatic footrest (20) located on the platform (7), a compressor (21) with a drive mounted on the platform and connected by an air line to the footrest, and a two-axis horizon sensor (22) mounted on the platform to determine the position of the supporting structure in three-dimensional space, as well as electrically connected power supply unit (23), switch (24) and computer (25). It is envisaged that the power supply, switch, and computer can be installed on the basis of (1). Computer (25) is connected electrically to a biaxial horizon sensor (22), and to a switch (24), whose outputs are electrically connected to electric drives (26, 27) of longitudinal and transverse carriages, respectively (14, 13). The elastic element (11) of the movement mechanism can be made in the form of a spring. It is envisaged that each telescopic support (5) is equipped with an electric drive for moving the sliding rod (6) along the vertical axis and fixing it in a predetermined position.

Устройство для создания пространственной дезориентации у человека работает следующим образом.A device for creating spatial disorientation in humans works as follows.

Работа устройства направлена на создание искусственного рассогласованного и противоречивого стимулирования всех органов чувств (анализаторов - зрительных, вестибулярных, слуховых, тактильных, проприоцептивных, висцеральных) для создания пространственной дезориентации.The device is aimed at creating an artificial mismatched and contradictory stimulation of all senses (analyzers - visual, vestibular, auditory, tactile, proprioceptive, visceral) to create spatial disorientation.

Исходное положение: устройство устанавливают на горизонтальной поверхности. Пользователь садится в кресло (4). Следует отметить, что оси X, Y и Z соответствуют центру суммарной массы подвижной части конструкции и расположенного на ней оператора. Выдвижные штанги (6) телескопических опор (5) находятся в верхнем положении и неподвижно фиксируют платформу (7). При этом кольцо (3) удерживает кресло (4) в положении сидя (Фиг.1), пневматическая подставка для ног (20) не наполнена воздухом, изображение, звук и низкочастотные колебания отсутствуют.Starting position: the device is installed on a horizontal surface. The user sits in a chair (4). It should be noted that the X, Y, and Z axes correspond to the center of the total mass of the moving part of the structure and the operator located on it. Retractable rods (6) of telescopic supports (5) are in the upper position and motionlessly fix the platform (7). At the same time, the ring (3) holds the chair (4) in a sitting position (Figure 1), the pneumatic footrest (20) is not filled with air, the image, sound and low-frequency vibrations are absent.

Пользователь (оператор) включает компьютер и приступает к выполнению работы.The user (operator) turns on the computer and proceeds with the work.

Для искусственного стимулирования центрального - сфокусированного зрения пользователь располагается перед центральным монитором (15), для искусственного стимулирования периферического зрения активизируют боковые мониторы (16). Следует отметить, что вся визуальная информация с экранов мониторов перемещается вместе с пользователем на платформе (7). С целью искусственного стимулирования вестибулярного анализатора подвижную часть устройства вместе с пользователем переводят из устойчивого (исходного) положения в положение неустойчивого равновесия. Для этого, при появлении на мониторах динамического визуального ряда, бортовой компьютер (25) (согласно вложенной программе) через коммутатор (24) включает электроприводы телескопических опор (5) и переводит выдвижные штанги (6) в нижнее положение и тем самым выводит платформу (7) из неподвижного устойчивого положения в положение неустойчивого равновесия на упругом элементе (11). В результате этого, при любых движениях пользователя, подвижно установленная на основании (1) несущая конструкция, включающая опорный элемент и несущий элемент, выполненный в форме кольца (3), и закрепленные на кольце кресло (4), визуальный объект и оборудование, выходит из состояния равновесия и произвольно раскачивается в трех плоскостях (Фиг.2 и 3). Компьютер (25) формирует выходные сигналы, поступающие от двухосевого датчика горизонта (22), которые через коммутатор (24) приводят в действие соответствующие электроприводы (26, 27) соответственно продольной и поперечной кареток (14, 13) (механизма перемещения), которые перемещают несущую конструкцию вместе с оператором (пользователем) в трехмерном пространстве (в трех плоскостях) относительно вектора гравитационного поля Земли.To artificially stimulate central - focused vision, the user is located in front of the central monitor (15), and to artificially stimulate peripheral vision, side monitors are activated (16). It should be noted that all visual information from the monitor screens moves with the user on the platform (7). In order to artificially stimulate the vestibular analyzer, the movable part of the device together with the user is transferred from a stable (initial) position to an unstable equilibrium position. For this, when a dynamic visual series appears on the monitors, the on-board computer (25) (according to the attached program) through the switch (24) turns on the electric drives of the telescopic supports (5) and puts the sliding rods (6) to the lower position and thereby displays the platform (7 ) from a motionless stable position to a position of unstable equilibrium on an elastic element (11). As a result of this, during any movements of the user, the supporting structure movably mounted on the base (1), including the supporting element and the supporting element made in the form of a ring (3), and the chair (4) fixed on the ring, a visual object and equipment, leaves equilibrium state and randomly sways in three planes (Fig.2 and 3). The computer (25) generates output signals coming from the biaxial horizon sensor (22), which, through the switch (24), drive the corresponding electric drives (26, 27) of the longitudinal and transverse carriages (14, 13) (movement mechanism), respectively, which move supporting structure together with the operator (user) in three-dimensional space (in three planes) relative to the Earth’s gravitational field vector.

Во время смещения пользователя кпереди или кзади центр масс (подвижная часть устройства плюс пользователь) смещается в соответствующую сторону по оси X. При этом срабатывает двухосевой датчик горизонта (22) и через коммутатор (24) включает электропривод (26) продольной каретки, который перемещает продольную каретку (14) в противоположную сторону до восстановления равновесия подвижной части конструкции на упругом элементе (11).When the user is shifted anterior or posterior, the center of mass (the moving part of the device plus the user) is shifted in the corresponding direction along the X axis. In this case, the biaxial horizon sensor (22) is triggered and through the switch (24) turns on the electric drive (26) of the longitudinal carriage, which moves the longitudinal the carriage (14) in the opposite direction until the equilibrium of the moving part of the structure on the elastic element (11) is restored.

Во время смещения пользователя влево или вправо центр масс смещается в соответствующую сторону по оси (Y) и двухосевой датчик горизонта (22) через коммутатор (24) включает электропривод (27) поперечной каретки, который перемещает поперечную каретку (13) в противоположную сторону до восстановления равновесия. Перемещения несущей конструкции по осям Х и Y инициируют перемещения ее по вертикальной оси Z - вверх, вниз и вращательные перемещения влево, вправо. Таким образом, в результате физической активности пользователя система - подвижная часть устройства (несущая конструкция) плюс пользователь выходит из состояния равновесия, а электронная часть и электроприводы устройства постоянно возвращают систему в положение равновесия. Неадекватные (несоответствующие зрительной информации) сигналы со стороны вестибулярного аппарата, вызванные вышеописанными перемещениями, замещаются в корковых представительствах центральной нервной системы афферентацией, поступающей от периферического зрения, получающего в данный момент визуальную информацию с экранов боковых мониторов (16).While the user is shifting left or right, the center of mass is shifted in the corresponding direction along the axis (Y) and the biaxial horizon sensor (22) through the switch (24) turns on the electric drive (27) of the transverse carriage, which moves the transverse carriage (13) in the opposite direction until recovery equilibrium. The movement of the supporting structure along the X and Y axes initiates its movement along the vertical Z axis - up, down and rotational movements to the left, to the right. Thus, as a result of the user's physical activity, the system — the mobile part of the device (supporting structure) plus the user leaves the equilibrium state, while the electronic part and the electric drives of the device constantly return the system to the equilibrium position. Inadequate (inappropriate visual information) signals from the side of the vestibular apparatus caused by the movements described above are replaced in the cortical representations of the central nervous system by afferentation coming from peripheral vision, which is currently receiving visual information from the side monitor screens (16).

Для искусственного рассогласованного и противоречивого стимулирования (по отношению к вестибулярному анализатору) слухового анализатора через низкочастотный усилитель включается многоканальный звук. С помощью громкоговорителей (17) создаются звуковые сигналы, синхронизированные с визуальным рядом (звуковое сопровождение всегда соответствует событиям, происходящим в фильме, видеоигре). Данная афферентация не соответствует раздражителям, поступающим со стороны вестибулярного аппарата, что дополнительно нарушает пространственную ориентацию.For artificial mismatched and contradictory stimulation (in relation to the vestibular analyzer) of the auditory analyzer, a multi-channel sound is switched on through a low-frequency amplifier. With the help of loudspeakers (17), audio signals are created that are synchronized with the visual range (the soundtrack always corresponds to the events occurring in the film, video game). This afferentation does not correspond to stimuli coming from the side of the vestibular apparatus, which additionally violates the spatial orientation.

Для искусственного, неадекватного стимулирования тактильных рецепторов кожи через низкочастотный усилитель включается сабвуфер (18), низкочастотные звуковые колебания от которого механически передаются через конструкцию кресла (4) на поверхность кожи (в местах контакта с поверхностью кресла).For artificial, inadequate stimulation of tactile skin receptors, a subwoofer is switched on through a low-frequency amplifier (18), low-frequency sound vibrations from which are mechanically transmitted through the chair structure (4) to the skin surface (in places of contact with the chair surface).

Для искусственного, неадекватного стимулирования проприорецепторов компрессор (21) наполняет воздухом пневматическую подставку для ног (20). При отсутствии твердой опоры под стопами ног человек испытывает эффект «проваливания». Данная афферентация усугубляет пространственную дезориентацию пользователя.For artificial, inadequate stimulation of proprioreceptors, the compressor (21) fills the air with a pneumatic footrest (20). In the absence of firm support under the feet, a person experiences the effect of "failing". This afferentation exacerbates the spatial disorientation of the user.

Для искусственного стимулирования висцеральных рецепторов источник низкочастотных колебаний (19), укрепленный под сидением кресла (4), создает низкочастотные колебания в диапазоне 3-20 Гц, которые передаются на висцеральные рецепторы. В результате этой афферентации у пользователя появляется немотивированное чувство тревоги и опасности, которое усиливает пространственную дезориентацию и обостряет остальные органы чувств.To artificially stimulate visceral receptors, the source of low-frequency vibrations (19), mounted under the seat of a chair (4), creates low-frequency vibrations in the range of 3-20 Hz, which are transmitted to the visceral receptors. As a result of this afferentation, the user has an unmotivated sense of anxiety and danger, which enhances spatial disorientation and exacerbates the other senses.

Таким образом, при использовании данного устройства, корковые и подкорковые функциональные системы головного мозга, отвечающие за восприятие пространства и пространственные оценки действительности, получают поток противоречивой информации от всех органов чувств и оказываются полностью дезориентированы. Единственным логичным источником восприятия пространства является искусственная визуально-звуковая информация.Thus, when using this device, the cortical and subcortical functional systems of the brain, which are responsible for the perception of space and spatial assessments of reality, receive a stream of conflicting information from all the senses and are completely disoriented. The only logical source of space perception is artificial visual-sound information.

Claims (4)

1. Устройство для создания пространственной дезориентации у человека, содержащее основание и подвижно установленную на основании несущую конструкцию, включающую опорный элемент, оснащенный направляющими роликами, несущий элемент, выполненный в форме кольца, установленного на направляющих роликах с возможностью вращения относительно центральной оси кольца, и закрепленные на кольце кресло с сиденьем и спинкой, визуальный объект и оборудование, отличающееся тем, что основание выполнено в форме прямоугольной плиты и снабжено вертикально установленными по углам плиты телескопическими опорами с выдвижными штангами, опорный элемент включает в себя прямоугольную платформу, размещенную на верхних концах выдвижных штанг, и по меньшей мере две стойки, нижний конец каждой из которых жестко закреплен на платформе, а на верхнем конце установлен направляющий ролик, электропривод, установленный на верхней поверхности платформы, кинематически связанный с электроприводом ведущий ролик, взаимодействующий с кольцом, и механизм перемещения, состоящий из упругого элемента, опоры, взаимодействующей с поверхностью основания через упругий элемент, поперечной каретки с электроприводом, установленной на опоре, продольной каретки с электроприводом, установленной на поперечной каретке и жестко закрепленной к нижней поверхности платформы, в состав визуального объекта входит центральный монитор и по меньшей мере два боковых монитора, а в состав оборудования входят закрепленные на кольце по меньшей мере два громкоговорителя, низкочастотный усилитель и сабвуфер, размещенные за спинкой кресла, и источник низкочастотных колебаний, расположенный под сиденьем кресла, при этом устройство снабжено надувной пневматической подставкой для ног, размещенной на платформе, компрессором, закрепленным на платформе и соединенным воздушной линией с подставкой для ног, двухосевым датчиком горизонта, установленным на платформе, и электрически связанными блоком питания, коммутатором и компьютером, причем компьютер входом электрически связан с двухосевым датчиком горизонта, а выходом - с коммутатором, выходы которого электрически связаны с электроприводами соответственно продольной и поперечной каретки.1. A device for creating spatial disorientation in humans, comprising a base and a support structure movably mounted on the base, including a support element equipped with guide rollers, a support element made in the form of a ring mounted on the guide rollers with the possibility of rotation relative to the central axis of the ring, and fixed on the ring is a chair with a seat and back, a visual object and equipment, characterized in that the base is made in the form of a rectangular plate and is equipped vertically telescopic supports with extendable rods installed at the corners of the plate, the support element includes a rectangular platform located at the upper ends of the extendable rods, and at least two racks, the lower end of each of which is rigidly fixed to the platform, and a guide roller is installed at the upper end, an electric drive mounted on the upper surface of the platform, a driving roller kinematically connected with the electric drive, interacting with the ring, and a movement mechanism consisting of an elastic element, support, vz operating with the base surface through an elastic element, a transverse electric carriage mounted on a support, a longitudinal electric carriage mounted on a transverse carriage and rigidly fixed to the lower surface of the platform, the visual object includes a central monitor and at least two side monitors, and the equipment includes at least two loudspeakers fixed on the ring, a low-frequency amplifier and a subwoofer located behind the back of the chair, and a source of low-frequency speakers banya, located under the seat of the chair, while the device is equipped with an inflatable pneumatic footrest located on the platform, a compressor mounted on the platform and connected by an air line to the footrest, a two-axis horizon sensor mounted on the platform, and an electrically connected power supply, switch and a computer, the computer being input electrically connected to a biaxial horizon sensor, and the output to a switch, the outputs of which are electrically connected to electric drives, respectively longitudinal and transversal carriage. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что упругий элемент механизма перемещения выполнен в форме пружины.2. The device according to claim 1, characterized in that the elastic element of the movement mechanism is made in the form of a spring. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждая телескопическая опора снабжена электроприводом для перемещения выдвижной штанги по вертикальной оси и фиксации в заданном положении.3. The device according to claim 1, characterized in that each telescopic support is equipped with an electric drive for moving the sliding rod along the vertical axis and fixing in a predetermined position. 4. Устройство по п.1 или 2, или 3, отличающееся тем, что блок питания, коммутатор и компьютер установлены на основании. 4. The device according to claim 1 or 2, or 3, characterized in that the power supply, the switch and the computer are installed on the base.
RU2010107358/14A 2010-03-01 2010-03-01 Device for creation of space disorientation in people RU2425667C1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010107358/14A RU2425667C1 (en) 2010-03-01 2010-03-01 Device for creation of space disorientation in people
PCT/RU2010/000387 WO2011108957A1 (en) 2010-03-01 2010-07-12 Method for creating spatial disorientation in an individual and device for carrying out said method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010107358/14A RU2425667C1 (en) 2010-03-01 2010-03-01 Device for creation of space disorientation in people

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2425667C1 true RU2425667C1 (en) 2011-08-10

Family

ID=44542424

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010107358/14A RU2425667C1 (en) 2010-03-01 2010-03-01 Device for creation of space disorientation in people

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2425667C1 (en)
WO (1) WO2011108957A1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104835402A (en) * 2015-05-17 2015-08-12 佛山市三水区希望火炬教育科技有限公司 Dedicated space and ground communication intercom system for adolescent science popularization teaching
RU2653448C1 (en) * 2017-05-22 2018-05-08 Александр Юрьевич Беленький Simulator of space flight of a space vehicle
RU181027U1 (en) * 2017-08-03 2018-07-03 Общество с ограниченной ответственностью "Югра-Медиа" DYNAMIC PLATFORM
CN114668948A (en) * 2022-03-24 2022-06-28 江苏省人民医院(南京医科大学第一附属医院) Integrated vertical perception training instrument

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU168726U1 (en) * 2016-06-03 2017-02-17 Леонид Евгеньевич Селявко Device-simulator for training to restore the amplitude of hand movements in patients with a neurological clinic
US11219311B1 (en) 2020-10-06 2022-01-11 James Mark Kondziela Ergonomic multi-positionable workstation

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5980256A (en) * 1993-10-29 1999-11-09 Carmein; David E. E. Virtual reality system with enhanced sensory apparatus
US5489142A (en) * 1994-04-13 1996-02-06 Mathieu; Gerald N. Astronomy console
RU2109336C1 (en) * 1995-07-14 1998-04-20 Нурахмед Нурисламович Латыпов Method and device for immersing user into virtual world
RU2290157C2 (en) * 2005-03-04 2006-12-27 Леонид Андреевич Косик Device for reducing negative influence of gravity field of earth on human organism
WO2009075599A1 (en) * 2007-12-11 2009-06-18 Nikolaj Vasilievich Muzhikov Simulator

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ДОЙЧ Д. Структура реальности. - М.-Ижевск: Изд. НИЦ РХД, 2001. *
ДРУК В.Я. и др. Философия: возможные миры и виртуальная реальность. Исследования по философии современного понимания мира. Институт сновидений и виртуальных реальностей. Вып.1, М., 1995. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104835402A (en) * 2015-05-17 2015-08-12 佛山市三水区希望火炬教育科技有限公司 Dedicated space and ground communication intercom system for adolescent science popularization teaching
RU2653448C1 (en) * 2017-05-22 2018-05-08 Александр Юрьевич Беленький Simulator of space flight of a space vehicle
WO2018217121A1 (en) * 2017-05-22 2018-11-29 Александр Юрьевич БЕЛЕНЬКИЙ Spacecraft flight simulator
RU181027U1 (en) * 2017-08-03 2018-07-03 Общество с ограниченной ответственностью "Югра-Медиа" DYNAMIC PLATFORM
CN114668948A (en) * 2022-03-24 2022-06-28 江苏省人民医院(南京医科大学第一附属医院) Integrated vertical perception training instrument

Also Published As

Publication number Publication date
WO2011108957A1 (en) 2011-09-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2425667C1 (en) Device for creation of space disorientation in people
US11273344B2 (en) Multimodal sensory feedback system and method for treatment and assessment of disequilibrium, balance and motion disorders
Ohmi Egocentric perception through interaction among many sensory systems
ES2781451T3 (en) Virtual reality system
CN105094310B (en) Carsick method and system is reduced in virtual reality driving system
Hettinger Illusory self-motion in virtual environments
US10258259B1 (en) Multimodal sensory feedback system and method for treatment and assessment of disequilibrium, balance and motion disorders
Wertheim et al. Cognitive suppression of tilt sensations during linear horizontal self-motion in the dark
WO2007016471A2 (en) Method and apparatus for stimulating exercise
ES2935910T3 (en) system for eliciting a physiological response
JP2017520384A (en) System for measuring fixation disparity
JP2021513381A (en) Systems, devices and methods for treating vestibular abnormalities
JP7379798B2 (en) Earthquake simulation device, earthquake simulation control program
Kano The perception of self-motion induced by peripheral visual information in sitting and supine postures
Wright et al. Perceived self-motion in two visual contexts: dissociable mechanisms underlie perception
KR102064183B1 (en) Virtual reality apparatus and virtual reality system including the same
JP3074825B2 (en) Balance function evaluation device
Keshner et al. Postural research and rehabilitation in an immersive virtual environment
Mizuno et al. Postural control responses sitting on unstable board during visual stimulation
JP2019035878A (en) Experience device
Amemiya et al. Perceived forward velocity increases with tactile flow on seat pan
Agaeva et al. Effect of a sound stimulus on postural reactions
JP2020076943A (en) Virtual earthquake experience system
Baumberger et al. The development of distance estimation in optic flow
JP4815606B2 (en) Motion sickness training equipment

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120302