基于手眼协调的精细动作评估训练方法及系统与流程

1.本发明涉及认知领域，具体涉及基于手眼协调的精细动作评估训练方法及系统。


背景技术：

2.精细运动技能通常是指手、腕、手指、脚、脚趾、嘴唇和舌头的小动作。手眼协调能力可以被定义为，使我们能够同时使用我们的眼睛（视觉）和手（运动）的能力。我们用眼睛集中注意力和用手来按照命令来行动。我们用眼睛来引导注意刺激，帮助大脑了解身体在空间中的位置（自我感知）。我们使用双手的同时，大脑处理眼睛接收的视觉信息的任务。
3.手眼协调是一个重要的，复杂的认知能力，因为它需要我们根据眼睛收到的刺激指导我们的双手完成动作。发展手眼协调能力对童年智力开发和课堂学习尤为重要，对成人的日常生活也极为重要。
4.几乎所有的日常活动都需要手眼协调能力，这就是为什么改善这个能力多么重要。一般来说，我们可以使用视觉信息来纠正不适合某种情况的行为，是该认知技能如此重要的原因之一。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供基于手眼协调的精细动作评估训练系统。
6.本发明的再一目的是提供基于手眼协调的精细动作评估训练方法。
7.根据本发明的基于手眼协调的精细动作评估训练方法，包括以下步骤：s1：实验员在客户端配置任务参数；s2：发布任务到用户端，实验员在配置任务参数后选择发布任务，通过服务器将任务同步到用户端；s3：用户在线完成任务，用户进入到对应的任务后，连接外连设备，通过手眼相互协调完成任务；s4：返回用户报告及数据分析，用户完成任务后，产生的数据实时同步到服务器，返回用户端结果参数生成报告，同时在实验员端可以进行数据分析以获得整体用户结果的分布。
8.根据本发明的基于手眼协调的精细动作评估训练方法，其中，所述任务参数包括评估时间、色块运动速度，运动方向。
9.根据本发明的基于手眼协调的精细动作评估训练方法，其中，所述外连设备包括接操纵杆、手柄。
10.根据本发明的基于手眼协调的精细动作评估训练系统，所述系统包括：用户模块，用于用户在线注册账户并登录，完成测评任务；硬件模块，用于支持在线测评任务的数据记录；实验员模块，用于配置任务参数，生成并发布测试包；以及数据库模块，所述数据库模块用于执行以下功能：
i.数据管理，包括数据同步和数据分析，其中，所述数据同步功能为用户在用户端测试产生的数据会在测试结束提交的瞬间被同步到实验员端，实验员可以在线实时查看用户的训练数据，所述数据分析功能为：实验员和用户使用系统所产生的所有数据都记录到数据库，根据预设条件生成数据分析图表，系统将按照预设的年龄段划分计算组内用户得分的平均值和标准差。
11.ii.测评管理：完成测评任务，生成用户的测评报告，报告根据任务常模可以得到用户测评得分在人群中的百分位置；iii.测评包管理：设置任务参数，生成并发布测试包，其中，测评包由实验员配置任务并发布，在发布时可以设置密码用于指定用户进行测评和训练，测评和练由用户在具体的测评包中完成，测评包管理后通过数据管理功能将测评包信息传输到用户端，用户通过测评管理完成测评和训练后数据又通过数据管理功能传输到实验员端。
12.申请的技术方案的优点：1.实验员和用户不用面对面进行现场测评，任务完全在线上进行，大大提高了测评/训练的效率；2.测评任务的指导语和结果报告均经过了科学严谨的设计，用户可以独立完成测评/训练并获得清晰易读的解释报告，减轻了实验员的负担；3.测评任务参数可配置，训练难度和训练时间均可调节，可满足不同人群的测评/训练需求；4.强大的数据分析功能，可自动生成数据分析图表。
附图说明
13.图1为本发明的基于手眼协调的精细动作评估训练方法的流程示意图；图2为本发明的基于手眼协调的精细动作评估训练系统的分层示意图；图3为本发明的基于手眼协调的精细动作评估训练系统的结构示意图；图4为数据分析功能生成的数据分析图表示例图。
具体实施方式
14.以下结合附图和实施例详细说明本技术的技术方案。
15.如图1所示，基于手眼协调的精细动作评估训练方法包括以下步骤：s1：实验员在客户端配置任务参数，包括评估时间，色块运动速度，运动方向等具体的任务中的指标；s2：发布任务到用户端，实验员在配置好任务参数后选择发布任务，通过服务器将任务同步到了用户端；s3：用户在线完成任务，用户进入到对应的任务后，连接外连设备，通过手眼相互协调完成任务；s4：返回用户报告及数据分析，用户完成任务后，产生的数据实时同步到服务器，返回用户端结果参数生成报告，同时在实验员端可以进行数据分析以获得整体用户结果的
分布。
16.根据本发明的基于手眼协调的精细动作评估训练方法，其中，所述外连设备为操作杆，用户在执行任务时，需要首先将一只手放在操纵杆上，任务开始后，屏幕中的色块会随机变换速度或运动方向，用户需要在眼睛盯着色块变化情况的同时用手操纵操纵杆将色块保持在屏幕中心。整个任务流程中，眼睛和控制操纵杆的手需要保持高度的协调性才能保证顺利得通过任务。
17.如图2所示，基于手眼协调的精细动评估训练系统分为三层：用户界面层、功能实现层、系统支撑层。用户界面层为系统的上层，是实验人员和受试者工作的界面，包括实验员模块和用户模块。其中对实验人员，有实验管理界面；而与受试者交互的为各测试任务的实验界面。系统的功能实现层包含测试功能模块以及与测试连接的数据库模块。
18.系统支撑层即硬件模块，包括操纵杆/手柄驱动程序以及提供数据支持的数据库。
19.如图3所示，根据本发明的基于手眼协调的精细动作评估训练系统，所述系统包括：用户模块：在线注册账户并登录，完成测评任务；硬件模块：包括电脑设备，外接操纵杆、手柄等硬件设备，用于支持在线测评任务的数据记录；实验员模块：配置任务参数，生成并发布测试包；数据库模块：所述数据库模块用于执行以下功能：i.数据管理：数据同步：用户在用户端测试产生的数据会在测试结束提交的瞬间同步到实验员端，实验员可以在线实时查看用户的训练数据，数据分析：实验员和用户使用系统所产生的所有数据都记录到数据库，根据年龄等人口学变量和任务中的自变量进行数据分析，如图4所示，数据分析可以根据预设条件生成数据分析图表，平均数加减标准差的双重柱状图，如人口学变量中的年龄段作为自变量时，系统将按照预设的年龄段划分计算组内用户得分的平均值（公式中数值x1，x2，x3，...... x
n
皆为实数，其平均值为，实数的个数为n。）和标准差（公式中数值x1，x2，x3，...... x
n
皆为实数，其平均值为μ，标准差为σ，实数的个数为n）。
20.ii.测评管理：完成测评任务，生成用户的测评报告，报告根据任务常模可以得到用户测评得分在人群中的百分位置；iii.测评包管理：设置任务参数，生成并发布测试包。
21.测评包由实验员配置任务并发布，在发布时可以设置密码用于指定用户进行测评/训练，测评/训练由用户在具体的测评包中完成，产生的数据通过云端数据库可以传输到实验员端。三者的技术关联为测评包管理和测评管理通过数据管理功能得到了统一。测评包管理后通过数据管理功能将测评包信息传输到用户端，用户通过测评管理完成测评/训练后数据又通过数据管理功能传输到实验员端。
22.根据本发明的具体实施例，采用b/s架构设计，可外接手柄、操作杆等多种硬件设备，用户通过浏览器登录并外接手柄或操作杆等硬件设备后即可正常使用。任务要求用户操作硬件设备将屏幕中的颜色块保持在屏幕中间。用户通过操作外接设备调整屏幕中目标
物的位置。评估模式下，评估时间固定为120s，色块运动速度为匀速，运动方向的变更频率为4s一次。而在训练模式下，色块运动速度为变速，变更频率也是一个变化的参数，训练时间也是随用户的能力水平变化。同时，训练模式下设计了难度自适应的算法规则，如果用户在某一难度下正确率达到预定的值则难度升级，表现为运动速度变快，同时伴随运动方向变更频率的增加。色块运动变化模型。为保证训练的有效性，色块的运动速度遵循正弦函数变化，即速度越来越快，到达一个极值后速度逐渐降低，降低到一定速度后又逐渐升高；同时色块的运动方向也按固定频率变化。这样设计可以使用户始终保持高度的注意力集中，保证训练中精细操作的频率。
23.以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。