Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
Патент на изобретение №2472561

(19)

RU

(11)

2472561

(13)

C1

(51) МПК A63F13/00 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Статус: по данным на 17.01.2013 - нет данных Пошлина:

(21), (22) Заявка: 2011122085/12, 01.06.2011

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

01.06.2011

Приоритет(ы):

(22) Дата подачи заявки: 01.06.2011

(45) Опубликовано: 20.01.2013

(56) Список документов, цитированных в отчете о

поиске: RU 2406554 С1, 20.12.2010. JP 2010088672 А, 22.04.2010. JP 2134130 А, 23.05.1990.

Адрес для переписки:

119526, Москва, пр-кт Вернадского, 101, корп.1, ИПМех РАН, патентный отдел

(72) Автор(ы):

Каплан Александр Яковлевич (RU),

Шишкин Сергей Львович (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Каплан Александр Яковлевич (RU)

(54) ИГРА

(57) Реферат:

Изобретение относится к играм и может быть использовано для организации и проведения досуга с одновременными тренировкой памяти, внимания и развития воображения. Изобретение направлено на тренировку памяти, внимания и воображения. Игра включает персональный компьютер с дисплеем, отображаемые на экране дисплея первый игровой блок, содержащий набор элементов для составления изображения, второй игровой блок, для размещения этих элементов и составления изображения и блок фиксации результатов. С компьютером соединен интерфейс «мозг пользователя - компьютер», выполненный в виде средства для регистрации электрических потенциалов мозга, соединенного через многоканальный усилитель с процессором выделения командных сигналов, подаваемых на вход компьютера для управления игрой, на основе анализа сигналов мозга путем применения алгоритмов классификации вызванных потенциалов на основе определения волны Р 300 и компонента N1 и формированием на этой основе команд для программы, управляющей перемещением элементов из первого игрового блока во второй и предусматривающей перемещение первого выбранного путем концентрации внимания элемента из первого игрового блока в предназначенную для него позицию второго игрового блока для составления изображения и перемещение элементов, последующих за первым выбранным элементом из первого игрового блока в отведенную для них позицию второго игрового блока для составления изображения, если последующий выбранный элемент является в изображении смежным с предыдущим. При этом элементы в первом игровом блоке выполнены подвижными, а первый игровой блок снабжен средством поочередного выделения каждого элемента для указания игроку моментов концентрации внимания на этом элементе. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к играм и может быть использовано для организации и проведения досуга с одновременными тренировкой памяти, внимания и развития воображения.

Известна игра, заключающаяся в том, что игрок или игроки получают игровое поле с разметкой, выполненной в виде ячеек, имитирующих модель стихотворной строфы, и набор игровых элементов со словами или их частью, отличных по цвету, графическому выполнению и наличию символов, после чего для составления стихотворной строфы игрок или игроки выбирают из набора и устанавливают игровые элементы в ячейки разметки игрового поля с учетом их отличий и местоположения слов-рифм. Кроме того, игровые элементы устанавливают в ячейки разметки игрового поля с учетом их смыслового содержания (RU 2198710 [1]). Недостатком известной игры является ее относительная сложность, заключающаяся в необходимости подбора рифм, несущих смысловую нагрузку, и малая развлекательность.

Известна электронная игра, заключающаяся в том, что из элементов изображения формируют поле изображения по горизонтальной и вертикальной осям и отображают изображение на устройстве отображения, при этом формируют поле изображения путем генерации случайных чисел «k» по горизонтальной и генерации случайных чисел «m» по вертикальной осям поля изображения с формированием матрицы изображения, при этом координатам каждого элемента изображения в матрице изображения соответствуют случайные числа «k» и «m» (RU 2317586 [2]). Недостатком известной игры и способа ее проведения является относительная сложность ее реализации, требующая от игрока соответствующих знаний, умений и образовательного уровня, что снижает ее занимательность и круг участников.

Известна игра (WO 205065794 [3]), которая представляет собой персональный компьютер и присоединяемые к нему два интерфейса «мозг пользователя - компьютер», выполненные в виде средства для регистрации электрических потенциалов мозга. Указанные интерфейсы выполнены в виде шлемов или повязок типа «бандана» и надеваются на голову каждому из двух участников игры. Игра содержит шар и привод его перемещения, также подключенный к персональному компьютеру. Способ ведения игры состоит в том, что каждый из игроков концентрирует свое внимание на возможном смещении шара в сторону другого игрока, и выигравшим считается тот, кому удается сместить шар до лунки, размещенной в поле партнера.

Недостатками известной игры являются необходимость участия в игре как минимум двух партнеров, невысокая занимательность и отсутствие возможности совмещения игры с пользой, получаемой игроком в виде тренировки памяти, внимания и воображения.

Наиболее близкой к заявляемой по своей технической сущности и достигаемому результату является игра, известная из RU 2406554 [4].

Известная игра включает персональный компьютер с дисплеем, отображаемые на экране дисплея первый игровой блок, выполненный в виде матрицы из размещенных случайным образом в ней элементов для составления изображения, второй игровой блок, выполненный из ячеек для размещения этих элементов для составления изображения и блок фиксации результатов. С компьютером соединен интерфейс «мозг пользователя - компьютер», выполненный в виде средства для регистрации электрических потенциалов мозга с выделением из них признаков концентрации внимания игрока на определенном элементе изображения и формированием на этой основе команд для программы, управляющей перемещением этих элементов из первого игрового блока во второй. При этом предусматривается автоматическое перемещение первого выбранного путем концентрации внимания элемента из первого игрового блока в предназначенную для него ячейку второго игрового блока для составления изображения и перемещение элементов, последующих за первым выбранным элементом из первого игрового блока в отведенную для них ячейку второго игрового блока для составления изображения, если последующий выбранный элемент является в изображении смежным с предыдущим. Первый игровой блок снабжен средством поочередного выделения строк и/или столбцов элементов для составления изображения для указания игроку моментов концентрации внимания на желаемом элементе матрицы. Интерфейс «мозг пользователя - компьютер» выполнен в виде средства для регистрации электрических сигналов мозга, соединенного через многоканальный беспроводной усилитель с процессором выделения командных сигналов, подаваемых на вход компьютера для управления игрой, на основе анализа сигналов мозга путем применения алгоритмов классификации вызванных потенциалов на основе определения волны Р 300 и компонента N1.

Недостатком известной игры является относительно малая занимательность.

Заявляемая игра направлена на повышение занимательности и тренировки памяти, внимания и воображения.

Указанный результат достигается тем, что игра включает персональный компьютер с дисплеем, отображаемые на экране дисплея первый игровой блок, содержащий набор элементов для составления изображения, второй игровой блок, для размещения этих элементов и составления изображения и блок фиксации результатов. С компьютером соединен интерфейс «мозг пользователя - компьютер», выполненный в виде средства для регистрации электрических потенциалов мозга, соединенного через многоканальный усилитель с процессором выделения командных сигналов, подаваемых на вход компьютера для управления игрой, на основе анализа сигналов мозга путем применения алгоритмов классификации вызванных потенциалов на основе определения волны Р 300 и компонента N1 и формированием на этой основе команд для программы, управляющей перемещением элементов из первого игрового блока во второй и предусматривающей перемещение первого выбранного путем концентрации внимания элемента из первого игрового блока в предназначенную для него позицию второго игрового блока для составления изображения и перемещение элементов, последующих за первым выбранным элементом из первого игрового блока в отведенную для них позицию второго игрового блока для составления изображения, если последующий выбранный элемент является в изображении смежным с предыдущим. При этом элементы в первом игровом блоке выполнены подвижными, а первый игровой блок снабжен средством поочередного выделения каждого элемента для указания игроку моментов концентрации внимания на этом элементе.

Указанный результат достигается также тем, что игра снабжена детектором взора играющего, выполненного в виде видеокамеры, выход которой подключен к компьютеру, снабженному программой анализа поступающих с нее данных.

Указанный результат достигается также тем, что игра снабжена средством подсветки глаз играющего.

Использование в игре отображаемых на экране дисплея первого игрового блока с размещенными в нем подвижными элементами для составления изображения, и второго игрового блока для составления изображения, и блока фиксации результатов обеспечивает занимательность игры, цель которой собрать заданное изображение из отдельных элементов.

Ввод информации пользователя через управляющее средство, выполненное в виде интерфейса «пользователя мозг - компьютер», также обеспечивает занимательность игры, поскольку при его использовании отпадает необходимость использования традиционных средств ввода - клавиатуры, джойстика, «мыши» и любому играющему любопытно, сможет ли он, что называется, усилием воли перемещать игровые элементы на экране дисплея, чтобы справиться с заданием собрать картинку.

В качестве интерфейса «мозг пользователя - компьютер» целесообразно использовать цифровой усилитель биопотенциалов мозга (совместно с обрабатывающей эти сигналы программой), соединенный на входе с электропроводящими контактами, прижимаемыми к голове эластичной повязкой (банданой), а на выходе - с компьютером. Соединение с компьютером осуществляется посредством беспроводного интерфейса ЗигБии (ZigBee). Хотя полоса пропускания у ZigBee несколько меньше, чем у того же Bluetooth, но на поддержание соединений типа ZigBee расходуется меньшее количество энергии, что немаловажно, поскольку располагающиеся прямо на голове интерфейс «мозг пользователя - компьютер» снабжается автономным питанием. Наиболее целесообразно осуществлять анализ сигналов мозга путем применения алгоритмов классификации вызванных потенциалов на основе определения волны Р 300 и компонента N1. Эти компоненты хорошо известны в нейрофизиологии как индикаторы отдельных этапов анализа мозгом зрительных сигналов.

Отсутствие проводов, которые связывают игрока с компьютером, создает впечатление полной независимости, тем самым обеспечивает повышение занимательности игры.

Снабжение первого игрового блока средством поочередного выделения каждого из элементов для составления изображения обеспечивает возможность многократного предъявления игроку тех или иных элементов, среди которых он должен подсчитывать и тем самым концентрировать внимание только на элемент, выбранный для перемещения во второй блок.

Средство выполняется в виде соответствующего программного обеспечения, которым снабжается компьютер.

Наличие отображаемого на экране дисплея блока фиксации результатов также повышает занимательность игры, поскольку позволяет игроку в процессе игры быть осведомленным о своих достижениях или неудачах.

Снабжение игры средством автоматического перемещения первого выбранного путем концентрации внимания на элементе из первого игрового блока в отведенную для него согласно целостной картине ячейку второго игрового блока для составления изображения позволяет игроку начать игру с любого элемента первого блока, при этом он может выбрать элемент, в наибольшей степени способствующий последующей сборке полного изображения.

Снабжение игры средством перемещения элементов, последующих за первым выбранным элементом из первого игрового блока в отведенную для них ячейку второго игрового блока для составления изображения, если последующий выбранный элемент является в изображении смежным с уже собранными во втором блоке элементами, обеспечивает большую занимательность и азарт игрока, поскольку при этом сочетается свобода выбора из ряда выигрышных вариантов, необходимость правильного определения, какие элементы соответствуют смежным позициям, и опасность сделать проигрышный «ход» в случае неточного определения смежного элемента или недостаточной концентрации внимания. Занимательность также обеспечивается тем, что динамика роста собираемого изображения выглядит более закономерной, так как каждый фиксируемый во втором блоке элемент картинки сразу оказывается в «сборке» с соседними элементами, а не появляется на свободных участках поля, где его связь с остальными элементами не очевидна.

Использование при ведении игры концентрации внимания на игровом элементе в качестве действия «средства» для его целенаправленного перемещения также повышает занимательность игры, потому что вовлекает пользователя в общение с компьютером путем умственных усилий с немедленным результатом оценки успешности «манипуляции» испытуемого своим вниманием.

Снабжение игры детектором взора играющего, выполненного в виде видеокамеры, чувствительной к отраженному от поверхности глаза инфракрасному свету, выход которой подключен к компьютеру, снабженному программой анализа поступающих с нее данных, позволяет алгоритму заранее по направлению взора обнаруживать сектор внимания человека и таким образом принимать в расчет только те элементы изображения, которые попадают в указанный сектор, что значительно ускоряет работу алгоритма и оперативность игровых ситуаций, предотвращая возможное утомление пользователя, обычно возникающее при монотонном предъявлении стимулов.

Снабжение игры средством инфракрасной подсветки глаз, незаметной и безопасной для играющего, необходимо для того, чтобы независимо от условий фонового освещения по видеосигналу надежно определять отражение инфракрасной подсветки от роговицы глаз для расчета направления на центр глазного яблока и дальнейшего сравнения с координатами центра зрачка, что и приводит к определению направления взора.

Сущность заявляемой игры поясняется примерами ее реализации и чертежами. На фиг.1 представлена принципиальная схема устройства, с помощью которого может быть реализована игра; на фиг.2 представлена принципиальная схема устройства с детектором взора играющего; на фиг.3 показано демонстрируемое на дисплее изображение двух игровых блоков с блоком регистрации результатов и изображением, которое должно быть составлено во втором игровом блоке с блоком регистрации результатов.

Пример 1. Игра содержит средство для регистрации электрических сигналов мозга 1, выполненное в виде «банданы», надеваемой на голову пользователя и соединенное с усилителем 2, который может быть выбран из числа известных. Усилитель соединен с процессором 3 выделения командных сигналов, который в свою очередь соединен с блоком 4 формирования команд, который также может быть выбран из числа известных и соединен с персональным компьютером 5, снабженным соответствующим программным обеспечением. К компьютеру подключен дисплей 6, на экране которого отображен первый игровой блок 7, выполненный в виде размещенных в нем случайным образом подвижных элементов для составления изображения и второй игровой блок 8, выполненный из ячеек для размещения этих элементов для составления изображения. Кроме этого на экране дисплея отображен блок фиксации результатов 9 (см. фиг.3).

Игра используется следующим образом.

Игрок получает инструкцию, как можно сильнее концентрировать внимание на выбранном элементе, расположенном в первом игровом блоке, и считать число подсветок (выделений) этого элемента. На фоне этого процесса датчики ЭЭГ 1, вмонтированные в бандану и прижатые к голове, регистрируют биотоки коры головного мозга, по гибким проводникам проводятся к миниатюрному усилителю 2, так же закрепленному на бандане. После фильтрации от помех и усиления в 60-100 тыс раз полученный сигнал подается к сопряженному с усилителем в едином модуле процессору 3, где подвергается первичной обработке с целью выявить реакции мозга на подсветки игровых элементов. Максимальные реакции укажут на тот элемент, на котором в данный момент сконцентрировано внимание игрока. Информация или команды 4 о детектированном таким образом элементе, задуманным игроком, передается в компьютер 5 для управления графическими объектами на экране монитора 6. На поступившую команду 4 выбранный игроком элемент первого игрового (левого) блока 7 на экране монитора перемещается в правый блок на экране 8, где размещается в позиции согласно целостному рисунку. Игрок наблюдает за завершением этого процесса и настраивает свое внимания на следующий элемент первого игрового блока. Процесс повторяется как и в первом случае.

Пример 2. Игра содержит средство для регистрации электрических сигналов мозга 1, выполненное в виде «банданы», надеваемой на голову пользователя и соединенное с усилителем 2, который может быть выбран из числа известных. Усилитель соединен с процессором 3 выделения командных сигналов, который в свою очередь соединен с блоком 4 формирования команд, который также может быть выбран из числа известных и соединен с персональным компьютером 5, снабженным соответствующим программным обеспечением. К компьютеру подключен дисплей 6, на экране которого отображен первый игровой блок 7, выполненный в виде размещенных в нем случайным образом подвижных элементов для составления изображения, и второй игровой блок 8, выполненный из ячеек для размещения этих элементов для составления изображения. На экране дисплея отображен блок фиксации результатов 9 (см. фиг.3). Кроме того, игра снабжена детектором взора играющего, выполненным в виде видеокамеры 10, выход которой подключен к компьютеру 5, снабженному программой анализа поступающих с нее данных и средством подсветки глаз играющего, выполненного в виде блока из источника инфракрасного излучения, установленного внизу экрана компьютерного монитора, на котором происходит игровая ситуация.

Игра используется следующим образом.

Игрок получает инструкцию, как можно сильнее концентрировать внимание на выбранном элементе, расположенном в первом игровом блоке, и считать число подсветок (выделений) этого элемента. На фоне этого процесса датчики ЭЭГ 1, вмонтированные в бандану и прижатые к голове, регистрируют биотоки коры головного мозга, по гибким проводникам проводятся к миниатюрному усилителю 2, так же закрепленному на бандане. После фильтрации от помех и усиления в 60-100 тыс раз полученный сигнал подается к сопряженному с усилителем в едином модуле процессору 3, где подвергается первичной обработке с целью выявить реакции мозга на подсветки игровых элементов. Максимальные реакции укажут на тот элемент, на котором в данный момент сконцентрировано внимание игрока. Информация или команды 4 о детектированном таким образом элементе, задуманным игроком, передается в компьютер 5 для управления графическими объектами на экране монитора 6. На поступившую команду 4 выбранный игроком элемент первого игрового (левого) блока 7 на экране монитора перемещается в правый блок на экране 8, где размещается в позиции согласно целостному рисунку. Игрок наблюдает за завершением этого процесса и настраивает свое внимание на следующий элемент первого игрового блока. Процесс повторяется как и в первом случае. При этом детектор взора играющего, выполненный в виде чувствительной к инфракрасному свету видеокамеры 10, выход которой подключен к компьютеру 5, снабженному программой анализа поступающих с нее данных, и средство подсветки глаз играющего первым улавливает сектор поля зрения, в котором находится зона интереса игрока, и таким образом расчеты реакций мозга производятся только в отношении попавших в этот сектор игровых элементов, что ускоряет принятие решения алгоритмом о том, какой именно элемент зрительного поля наиболее интересует игрока в данный момент.

Формула изобретения

1. Игра, включающая персональный компьютер с дисплеем, отображаемые на экране дисплея первый игровой блок, содержащий набор элементов для составления изображения, второй игровой блок для размещения этих элементов и составления изображения и блок фиксации результатов, соединенный с компьютером интерфейс «мозг пользователя - компьютер» выполненный в виде средства для регистрации электрических потенциалов мозга, соединенного через многоканальный усилитель с процессором выделения командных сигналов, подаваемых на вход компьютера для управления игрой, на основе анализа сигналов мозга путем применения алгоритмов классификации вызванных потенциалов на основе определения волны Р 300 и компонента N1 и формированием на этой основе команд для программы, управляющей перемещением элементов из первого игрового блока во второй и предусматривающей перемещение первого выбранного путем концентрации внимания элемента из первого игрового блока в предназначенную для него позицию второго игрового блока для составления изображения и перемещение элементов, последующих за первым выбранным элементом из первого игрового блока в отведенную для них позицию второго игрового блока для составления изображения, если последующий выбранный элемент является в изображении смежным с предыдущим, отличающаяся тем, что элементы в первом игровом блоке выполнены подвижными, а первый игровой блок снабжен средством поочередного выделения каждого элемента для указания игроку моментов концентрации внимания на этом элементе.

2. Игра по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена детектором взора играющего, выполненного в виде видеокамеры, чувствительной к инфракрасному излучению, выход которой подключен к компьютеру, снабженному программой анализа поступающих с нее данных.

3. Игра по п.2, отличающаяся тем, что она снабжена средством подсветки глаз играющего инфракрасным излучением.

РИСУНКИ