СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ЧЕЛОВЕКА В УСЛОВИЯХ ГИБРИДНЫХ БИОТЕХНОКИБЕРНЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ("БИОКИБЕРОВ") > Научные обзоры
IT-Reviews    

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ЧЕЛОВЕКА В УСЛОВИЯХ ГИБРИДНЫХ БИОТЕХНОКИБЕРНЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ("БИОКИБЕРОВ")

Источник:
Бойко Е.С. Статья в формате PDF 120 KB

Совершенствование двигательной активности человека занимает особое место среди наук о живом организме и привлекает внимание многочисленных ученых. Актуальность этого вопроса обусловлена тем, что от функционирования нервно - мышечного аппарата зависят возможности взаимодействия человека с окружающей природой и социальной средой, профессиональная, бытовая деятельность и, в частности, совершенствование в физических упражнениях.

Целью исследований является повышение эффективности методики обучения и совершенствования в спортивных движениях в условиях новых методических приемов, в основе которых лежат возможности использования специализированных технических средств и вычислительной техники. Объект исследования - двигательные режимы спортивных упражнений и системы целенаправленного программирования их желательных состояний.

Новизна подхода заключается в том, что в процессе обучения используются персонифицированные гибридные биотехнокибернетические двигательные системы («биокиберы»), в которых самонастраивающаяся и самоуправляемая биосистема спортсмена параллельно поддерживается искусственно организованным техническим «двигательным аппаратом». Искусственная «нервно - мышечная система» включает в себя:

а) «искусственный мозг» - ЭВМ, способную в реальном режиме времени воспринимать информацию о развертывании двигательных действий спортсмена, специальными методами оценивать их характер и выдавать управляющие команды на внесение необходимых коррекций;

б) «опорно - двигательный аппарат» - технические устройства и тренажеры, обеспечивающие возможность внесения в естественные движения определенных силовых, энергетических и иных добавок;

в) «анализаторы» - высокоточные компьютерные инструментальные системы, позволяющие в реальном времени получать количественную информацию о характеристиках движений.

Апробированы в процессе обучения и совершенствования в спортивных движениях различные комбинации компонентов «биокибера», ориентированные на совместное, естественно - искусственное обеспечение максимально полной реализации потенциала двигательных возможностей спортсменов. Особо перспективными оказались такие, в которых искусственный технический «организм» обеспечивал параллельное силовое поддержание процесса выполнения движений, что реализовано в различных модификациях «технического «двигательного аппарата» - в специализированных тренажерных комплексах, в которых:

- обеспечивалась возможность управляемого изменения инерционных свойств массы тела спортсмена (патент № 177650А3);

- вводился в естественные движения звеньев тела спортсмена силовой «каркас» необходимых пространственных траекторий(патент № 179895А3);

- нервно - мышечная система подкреплялась дополнительными «мышцами» - упругими тяжами, которые через вводимые подвижные связи и опоры, совместно с естественным двигательным аппаратом спортсмена, обеспечивали активное противодействие динамическому давлению поля силы тяжести.

Например, была проверена гипотеза о возможностях выполнения спринтерского бега в условиях управления инерционными силами, действующими на тело спортсмена. Спортсмен, выполняя беговые упражнения на специализированной беговой дорожке (Авторское свидетельство № 1590080), своими усилиями раскручивал инерционную массу, которая через один из входов планетарного редуктора была соединена с барабаном беговой дорожки. Через второй вход редуктора инерционную массу вращал электродвигатель, управление которым осуществлялось ЭВМ, менявшей по специальной программе вращательный момент на валу электродвигателя прапорционально сигналу датчика скорости, установленного на барабане инерционной дорожки.

Таким образом, бесконечную ленту беговой дорожки параллельно раскручивали спортсмен своими мышечными усилиями и организованный технический контур регуляции «электрической мышцей» электродвигателя. Серии экспериментов выявили более быстрый прирост результативности движений в спринтерском беге и более эффективно построенные высокоскоростные режимы выполнения беговых упражнений.

Выявлено, что искусственно - естественная система регуляции движений может базироваться и на приемах управляемой принудительной активизации мышц, например, электрическими сигналами, что послужило основанием для разработки и экспериментальной апробации класса методических приемов управления движениями, основанных на гибридном биотехнокибернетическом моделировании двигательных действий, при котором «искусственный» контур регуляции непосредственно «разряжал» в необходимые моменты движения на работающие мышцы спортсмена электрическую энергию управляющих устройств.

Например, в опытах по толканию ядра, в естественно - искусственной системе движений осуществлялась автоматизированная электростимуляционная активизация мышц спортсмена, выполняющих роль «ведущих элементов» в фазах движений. Для этого в «искусственный мозг» - ЭВМ по «афферентному» каналу связи в реальном режиме времени поступала и мгновенно обрабатывалась информация с трехкомпонентного датчика ускорения фирмы «Брюль и Къер», установленного на кисти руки спортсмена - метателя. Осуществлялось сравнение ее с заранее заданными значениями и по «эффрентному» каналу управления в заданные моменты движения спортсмена включался электростимулятор, подававший электрические сигналы на работающие в естественном режиме мышцы.

Анализ экспериментальных данных, полученных в серии опытов показал, что управляемая электростимуляционная активизация работающих мышц приводит к комплексу эффективных перестроек в биодинамике взаимодействия спортсмена со снарядом и способствует существенному увеличению результатов в толкании ядра. Так, в опытах с электростимуляционной активизацией зоны активной точки наружной головки трехглавой мышцы плеча спортсмена в финальной фазе толкания ядра, происходят целесообразные изменения направления и величины вектора ускорения снаряда, скорость его возрастает на 1,84% (t=2,57; P<0,05), что детерминирует прирост спортивного результата на 3,16% (t=34,48; P<0,001).

В серии опытов также было выявлено, что совокупность своеобразной «искусственно - естественной информационной среды при использовании технических средств повышенной разрешающей способности может приобрести свойство своеобразных искусственных усилителей естественной рецепторики, например, была экспериментально обоснована возможность образования искусственно усиленных ощущений спортсменов, обеспечиваемая воздействиями на различные рецепторные поля и, в частности, на слуховую афферентную систему и вестибулярный анализатор.

Особо важным фактором следует считать положительное следовое влияние двигательных действий, выполненных в условиях гибридных биотехнокибернетических систем движений, на результативность последующей двигательной активности человека в естественных условиях, которая превышает естественные исходные данные (например, в том же толкании ядра на 1,78% (t=6,2; P<0,001)).

Таким образом, в технологию обучения и совершенствования движений, как в способ реализации содержания обучения, предложена разработанная и экспериментально обоснованная система форм, методов и средств, обеспечивающая эффективные достижения поставленных целей.




Отзывы (через Facebook):

Оставить отзыв с помощью аккаунта FaceBook:


ЗАНЯТИЯ ФЛОРИСТИКОЙ – ЭФФЕКТИВНЫЙ ПУТЬ ФОРМИРОВАНИЯ ТВОРЧЕСКОЙ ЛИЧНОСТИ И ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ

В современных условиях жизни требуются люди, знакомые с экологическими проблемами. В этой работе рассматриваются несколько нетрадиционные, но очень эффективные способы соединения экообразования детей и развития творческой индивидуальности посредством уроков флористики. Творчество флористов базируется на использовании самых необычных комбинаций искусно высушенных цветков и некоторых других частей растений, сохраняющих исходную форму и цвет. Изучая принципы флористики, ребёнок узнаёт как об экологических проблемах, так и о флоре и фауне, и учится ценить красоту и гармонию мира как источник личных черт и творческих способностей. ...

03 08 2021 15:32:43

БИОДИНАМИКА ПРЫЖКОВ В ВЫСОТУ

Статья в формате PDF 657 KB...

11 07 2021 13:33:29

ПОЛИАРИЛАТЫ С ПОВЫШЕННОЙ ХИМИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТЬЮ

Статья в формате PDF 109 KB...

10 07 2021 16:20:21

ПИЩЕВЫЕ ВОЛОКНА СКОРЦОНЕРА И ОВСЯНОГО КОРНЯ И ИХ ЛЕЧЕБНО-ПРОФИЛАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

Изучен химический состав нетрадиционного инулинсодержащего сырья Scorzonera hispanica L. и Tragopogon porrifolius L. Получены полисахаридные концентраты и установлена их антибактериальная и гипогликемическая активности. Прогнозируется их использование в качестве лечебно-профилактических комплексов. ...

08 07 2021 0:16:40

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА УРОЖАЙНОСТЬ ОВОЩНЫХ КУЛЬТУР

В работе представлены результаты исследования влияния высокоинтенсивных физических факторов электрического поля коронного разряда ( Э П К Р), создаваемого установкой « Экран», и некогерентных световых импульсов ( Н С И), создаваемых установкой « Стимул» [1, 2], на семена овощных культур, с целью повышения урожайности. По результатам исследования выявлено, что все использованные в эксперименте режимы высокоинтенсивного физического воздействия на семена овощных культур оказывают стимулирующий биологический эффект при оценке урожайности. Определено, что наиболее эффективными режимами Э П К Р для повышения урожайности овощных культур являются режимы с напряженностью электрического поля 3,5 к В/см и 5 к В/см. Выявлено, что наиболее эффективными режимами Н С И для повышения урожайности овощных культур является режим с запасенной суммарной электрической энергией импульсного источника энерго-питания 80 к Дж. Показано, что при воздействии на посадочный материал картофеля Н С И с запасенной суммарной электрической энергией 40 к Дж наблюдается стимулирование роста, развития, повышение всхожести и сокращение вегетационного периода картофеля. Кроме того, данное физическое воздействие вызывает повышение качества урожая картофеля, т.к. вес и количество крупных и средних клубней в опытной группе значительно больше, чем в контрольной. ...

04 07 2021 8:10:36

ИЗМЕНЕНИЕ КАПСУЛЫ СЕЛЕЗЕНКИ В УСЛОВИЯХ ХРОНИЧЕСКОЙ АЛКОГОЛЬНОЙ ИНТОКСИКАЦИИ

Статья посвящена актуальной проблеме – влиянию хронической алкогольной интоксикации на изменение структуры капсулы селезенки в раннем постнатальном онтогенезе. Дана сравнительная гистологическая характеристика капсулы с учетом зависимости изменений от различной концентрации потребляемого алкоголя. ...

03 07 2021 21:50:59

Я И МОЁ ЗДОРОВЬЕ

В статье излагается позиция автора о необходимости максимально ответственно относиться к своему здоровью, исходя из объективных предпосылок нашего времени. ...

25 06 2021 3:16:52

ЖИЗНЬ ЭТО...

« Что такое жизнь?» Этот вопрос занимает человечество с древнейших времён. Многие философы и естествоиспытатели пытались и пытаются разрешить этот вопрос, определить жизнь как явление. Существует множество определений жизни, но, несмотря на это, среди них нет ни одного, который бы наиболее полно отразил основной принцип существования жизни, её сущность. В предлагаемой вашему вниманию статье сделана ещё одна попытка объяснения феномена жизни. Её основная идея: Жизнь - это самовоспроизводящийся катализатор диссипации энергии. Что касается самовоспроизведения, то здесь всё более или менее понятно, а вот словосочетание «катализатор диссипации» требует некоторых разъяснений. Диссипация - термин, обозначающий рассеяние энергии, т.е. её переход с потенциально более высокого уровня на более низкий - тепловой уровень. В свете рассматриваемого определения жизни подразумевается, что энергия квантов солнечного света, которые могут странствовать в космосе «бесконечно», будучи поглощенной растениями поэтапно диссипатируется, в процессах жизнедеятельности и формирования собственных структур последовательными участниками пищевой цепи (растение - травоядное - хищник - падальщики), в тепловое излучение. Таким образом, живое вещество, многократно ускоряя процесс диссипации энергии солнечных квантов в тепловое излучение, играет в нем роль специфического катализатора. Далее рассматривается ряд важных следствий, вытекающих из данного определения. ...

23 06 2021 12:33:41

О природе времени

Понятие время является важнейшим понятием, как физики, так и философии. Актуальность этой проблемы обусловлена тем, что до сих пор, несмотря на широкий круг исследований, не сложилось твердо закрепленного представления о времени. В статье делается попытка раскрыть сущность понятия времени и связать меру времени с движением. За меру времени механического движения предлагается выбрать путь, пройденный, например, концом стрелки часов, участвующей не только в собственном движении относительно циферблата, как это принято, но и в сложном движении, включающем движение часов как целое относительно внешнего наблюдателя. Синхронизация хода часов производится по периодам их движений в соответствие с принятым эталоном времени. Рассматривается случай, когда часы движутся относительно внешнего наблюдателя с постоянной скоростью. Такой подход к проблеме времени позволяет понять его непрерывность и бесконечность. ...

22 06 2021 19:49:31

Еще:
Обзоры -1 :: Обзоры -2 :: Обзоры -3 :: Обзоры -4 :: Обзоры -5 :: Обзоры -6 :: Обзоры -7 :: Обзоры -8 :: Обзоры -9 :: Обзоры -10 :: Обзоры -11 ::

Последовательность подготовки научной работы может быть такой:

Выбор темы. Это важный этап. Во-первых, тема должна быть интересна не только вам, но и большинству слушателей, которым вы будете её докладывать, чтобы вы видели заинтересованность в их глазах, а не откровенную скуку.

Выбор целей и задач своей научной работы. То есть, нужно сузить тему. Например, тема: «Грудное вскармливание», сужение темы: «Грудное вскармливание среди студенток нашего ВУЗа». И если общая тема мало кому интересна, то суженная до рамок собственного института или университета, она становится интересной практически для всех слушателей. Целью может стать: «Содействие оптимальным условиям вскармливания грудью детей студентов нашего ВУЗа», а задачей — доказать, что специальные условия, созданные для кормящих студенток, не помешают их успеваемости, но уменьшат количество пропусков, академических отпусков и способствуют выращиванию здоровых детей — нашего будущего. Понятно, что эта тема подходит для студентов медицинских и педагогических ВУЗов, но и в других учебных учреждениях можно найти темы, интересные всем.

Разработать методы исследования и сбора информации. В случае с естественным вскармливанием, скорее всего, это будет анкетирование студенток, имеющих детей.

Систематизировать материал и подготовить презентацию.

Подготовиться к выступлению.

Выступить и получить: награду, удовольствие и опыт, чтобы в следующем году выступить ещё лучше и сорвать шквал аплодисментов, стать узнаваемым, а значит — более конкурентоспособным!