Демонстрационное устройство в виде живого организма - RU2198431C2

Чертежи

Показать все 13 чертежа(ей)

Описание

Изобретение относится к демонстрационному устройству в виде живого организма по меньшей мере в 50-кратном увеличении. Наружная оболочка устройства, окружающая свободное пространство, моделирует форму живого организма. В ограниченном наружной оболочкой свободном пространстве расположены функциональные элементы, которые соответствуют органам данного живого организма.

Из-за сложности органов и суставов живого организма, в частности человеческого организма, существует большая потребность объяснить и показать простым способом функции этих органов и суставов.

Из WO 97/27573 известна увеличенная модель человека, в которой внутренние органы расположены в своих анатомически соответствующих положениях. Эта модель представляет двуполого человека, лежащего на спине лицом вверх. Находящиеся в модели органы выполнены с возможностью прохода через них пешком. Благодаря этому посетители модели испытывают чувство, как будто они совершают увлекательное исследовательское путешествие. Однако из-за того, что в модели возможно только хождение пешком, нельзя передать в отведенное время информацию о строении и функции человеческого организма дидактически рациональным способом.

В отличие от указанной известной модели, модель, описанная US 4865550, выполнена в виде двух спящих людей, причем в этой модели расположение органов человека не является анатомически правильным, а они расположены так, что через них возможен проезд по пути. В этой модели полностью сформированы лишь головные области, в то время как наружная форма содержащего органы сооружения в остальных частях имеет форму покрывала. То есть, в этой модели нет наружной модели человека как таковой. Здесь также сообщается недостаточно сведений о строении и функциях отдельных человеческих органов, так как при поездке через органы нет времени для индивидуального ознакомления с ними в соответствии с интересами конкретного посетителя.

Исходя из этого, задачей данного изобретения является создание демонстрационного устройства в виде живого организма, в котором дидактически оптимальным способом и за определенное время можно обеспечить доступ для наблюдателя к важнейшим органам, кровеносным сосудам, органам размножения, суставам и другим органам живого организма и сделать понятным функционирование этих органов, сосудов и т.д.

Эта задача решена при помощи демонстрационного устройства, описанного в п.1 формулы изобретения.

В демонстрационном устройстве согласно изобретению доступ к его функциональным элементам осуществляется через системы путей, соответствующие функциям тела. Предусмотрены системы путей для прохода пешком и проезда. Благодаря этому посетитель может знакомиться с отдельными органами, кровеносными сосудами и/или суставами и т.п. так, как это соответствует его интересам и восприятию. Например, он может совершить поездку через отдельные органы и получить быстрый, выразительный в зрелищном отношении, обзор связей между отдельными органами и т. д., а в заключение подойти пешком к тем органам, которые его особенно интересуют, для получения более детальной информации. Посетитель может также подойти, например, к выполненным в соответствии со способностями детей "детским зонам" или к предназначенным для показа детям функциональным элементам. Подобный итерационный способ подхода дает возможность оптимальной передачи знаний. Равным образом возможна дифференциация отдельных способов передачи знаний при помощи поездки или пешей прогулки в зависимости от возраста посетителей демонстрационного устройства. Например, детям, которые еще не могли получить знаний о связях органов человеческого тела из пособий или опыта, можно дать представление об этом посредством интересной для этой возрастной группы поездки по дороге.

Так как демонстрационное устройство согласно изобретению моделирует форму живого организма, оно должно иметь размеры, позволяющие посетителям проходить или проезжать внутри него. Поэтому, как правило, требуется по меньшей мере 50-кратное увеличение.

Усовершенствования предлагаемого демонстрационного устройства даны в зависимых пунктах формулы изобретения.

Наружная оболочка может быть выполнена в виде монолитной оболочки, предпочтительно в виде самонесущего павильона, и/или удерживаться опорными элементами. Участки наружной оболочки могут быть выполнены прозрачными, чтобы свет попадал внутрь живого организма, например, на расположенный анатомически правильно функциональный элемент. Так как демонстрационное устройство должно быть выполнено как с возможностью проезда в нем, так и с возможностью прохода, функциональные элементы в нем целесообразно располагать не исключительно в их анатомически правильных положениях, а в соответствии с возможностями доступа к отдельным элементам и из соображений оптимального использования внутреннего пространства, ограниченного наружной оболочкой. Можно также создать отдельные системы органов для обоих видов доступа, т.е. проезда и прохода, так как эти виды доступа должны передавать различные аспекты. Поездка рассчитана на более зрелищный эффект, в то время как функциональные элементы, доступ к которым осуществляется пешком и у которых наблюдатель может находиться сколько хочет, могут передавать более детальные сведения в письменном виде, например при помощи плакатов.

Путь для проезда может проходить в трубе, предпочтительно в закрытой трубе или закрытой системе труб, и представлять собой систему кабин без водителей с отдельными центрально управляемыми вагонами. В этом случае участника поездки не будут отвлекать элементы, не относящиеся к маршруту поездки, и пассажиры, едущие перед ним и за ним. В итоге получается решение, оптимальное также в отношении стоимости, так как отдельные вагоны могут следовать друг за другом с малыми интервалами.

В предпочтительном варианте выполнения демонстрационного устройства - для случая, когда моделируется человек - оптимальный размер устройства достигается при 80-120 - кратном увеличении. При этом демонстрационное устройство расположено предпочтительно в лежащем положении, что является оптимальным в плане обеспечения статической опоры, а также в отношении возможности прохода и проезда. Моделируемый человек может лежать на животе, с поднятой над землей головой. Для создания статической опоры для очень большой и тяжелой головы предпочтительно, чтобы руки были расположены так, что голова опирается на них.

Наружная оболочка может быть выполнена в виде самонесущего павильона или удерживаться опорными элементами. Можно использовать самонесущую рамную конструкцию или укрепить наружную оболочку контрфорсами. В любом случае необходимо, чтобы в демонстрационном устройстве оставалось достаточно свободного пространства для размещения соответствующих функциональных элементов и систем путей.

Материалом для демонстрационного устройства может служить металл, бетон и т. п. или пластмассы. Толщина стенок определяется в зависимости от свойств материала.

Функциональные элементы моделируют, в основном, важнейшие органы и т.п. живого организма. В предпочтительном варианте выполнения модели человека функциональными элементами могут быть представлены сердце, печень, почки, желудок, пищеварительный тракт, органы чувств, головной мозг, нервная система, кровеносные сосуды, легкие, а также большие и малые суставы, такие как плечевые суставы, коленные суставы и суставы пальцев рук и ног.

Отдельные функциональные элементы могут быть выполнены интерактивными, т.е. они могут управляться наблюдателем и выявлять свою функцию. Работа функциональных элементов может разъясняться при помощи оптических и/или акустических средств.

Особенно интересный дидактический подход достигается тогда, когда в функциональных элементах для физиологических функций представленных органов даются технические аналоги, известные наблюдателю из повседневной жизни. Эта эффективная передача знаний может быть улучшена тем, что для отдельных систем органов, например системы, включающей пищеварительный тракт и внутренние органы, и/или системы, включающей сердце, кровообращение и легкие, предусмотрены отдельные системы путей, например отдельные рельсовые пути.

Далее описаны предпочтительные варианты выполнения предлагаемого демонстрационного устройства со ссылками на чертежи, на которых
фиг.1 изображает демонстрационное устройство согласно изобретению;
фиг.2 - систему путей;
фиг.3 - другую систему путей;
фиг. 4 - следующий вариант демонстрационного устройства согласно изобретению;
фиг. 5 - опору демонстрационного устройства согласно изобретению на фиг. 4;
фиг.6 - пути прохода в демонстрационном устройстве согласно изобретению;
фиг. 7 - размещение внутри демонстрационного устройства согласно изобретению;
фиг.8 - систему путей в демонстрационном устройстве согласно изобретению в грудной области и голове;
фиг. 9 - систему путей в демонстрационном устройстве согласно изобретению;
фиг.10 - поперечное сечение грудной области демонстрационного устройства согласно изобретению;
фиг.11 - вертикальное сечение вдоль демонстрационного устройства согласно изобретению;
фиг. 12 - горизонтальное сечение демонстрационного устройства согласно изобретению;
фиг. 13 - еще одно горизонтальное сечение демонстрационного устройства согласно изобретению;
фиг.14 - еще одно горизонтальное сечение вдоль демонстрационного устройства согласно изобретению.

На фиг.1 показано демонстрационное устройство 401 согласно изобретению, имеющее наружную оболочку 10 в форме человека в лежащем положении, голова 402 которого опирается на руки 403. Для статической опоры устройства под грудной областью человека расположено основание 404 с опорной поверхностью.

На фиг.1а показан путь 12 через функциональные элементы 11, выполненные в виде внутренних органов и расположенные в анатомически соответствующем порядке. Входом на путь 12 является пункт 1, представляющий собой вход в сердце через вену cava sup. Выход из сердца осуществляется через артерию pulmonalis sinistra. Далее путь 12 следует в функциональный орган, который выполнен в виде легких. В легочных пузырьках путь 12 переходит на "воздушную сторону", где он проходит через трахею, что символизирует выдох, в полость носоглотки к пункту 2. В пункте 2 наблюдатель может ознакомиться с полостью рта. Отсюда наблюдатель может пойти пешком, чтобы осмотреть функциональные элементы, выполненные в виде глаза 3 или уха, или совершить обход через "мозг".

Из пункта 2 поездка может быть продолжена по пути, по которому проходит пища, т.е. через пищевод в желудок и кишечник. Из кишечника путь 12 поворачивает в функциональный орган, выполненный в виде печени, и следует далее в почки к пункту 4. В пункте 4 снова осуществляется поворот пути 12 в яйцевод, затем в матку, откуда путь 12 через вену возвращается во входной пункт 1.

На фиг.2 показан путь 104 для поездки через функциональный элемент 101, выполненный в виде кишечника. Здесь, как и в дальнейшем, одинаковые элементы имеет одинаковые позиции. Показаны рельсовая система 102, а также артерии 103. Путь состоит из отдельных дистанционно управляемых вагонов, для двух пассажиров каждый. Благодаря поездке через отдельные органы, в данном случае через функциональный элемент 101 в форме кишечника, наблюдатель получает представление о связях в человеческом организме и перемещениях в нем веществ, например пищи.

На фиг.3 изображен выполненный в виде глаза функциональный элемент 201, содержащий радужную оболочку 202 и зрачок 203. Внутри глаза расположена система путей 205 для прохода пешком, включающая платформу 204, так что наблюдатель может смотреть из глаза 201 на окружающий демонстрационное устройство ландшафт.

На фиг. 4 изображено другое предлагаемое демонстрационное устройство в виде человека 401, лежащего на животе с приподнятой верхней частью туловища. Голова 402 опирается на скрещенные тыльные стороны кистей 402 рук, а предплечья 403 стоят почти вертикально. Ноги 421 человека слегка раздвинуты под углом примерно 20^o. Между ногами 421 на высоте примерно 7 м или 12 м от уровня земли имеется терраса. Благодаря этому в области ног образуются большие площади, которые могут быть использованы для выставочных целей и снаружи не видны. Для того чтобы с высоты птичьего полета всегда возникало впечатление, что тело смоделировано точно, поверхность террасы выполнена в виде зеленой крыши с возможностью прохода. Под верхней частью туловища человека 401 предусмотрена пристройка 404, в которой находится вход в демонстрационное устройство. Преимущество такого расположения в том, что в грудной области образуется большое пространство и обеспечивается статическая опора демонстрационного устройства в этой области.

Наружная оболочка демонстрационного устройства выполнена частично прозрачной, например, в области 405 предплечий, где под наружной оболочкой с помощью стальных труб смоделированы мускульные волокна, так что у наблюдателя создается впечатление, что он непосредственно видит подкожные мускулы.

На фиг.5 показана статическая опора для грудной области и головы демонстрационного устройства 401. Отводящие нагрузку пути обозначены на фиг.5 в виде толстых балок 422. Голова 401 опирается в основном на предплечья 403, причем благодаря их трапециевидному расположению они полностью воспринимают и отводят соответствующую нагрузку. Грудная область полностью опирается на наводящееся там основание, а также на плечи демонстрационного устройства.

Из соображений пожарной безопасности рекомендуется разделить оболочки сооружения, образующего демонстрационное устройство, т. е. его наружную оболочку и собственно внутреннее строение. Если внутреннее строение выполнено в виде самостоятельного сооружения с отдельными запасными выходами, то верхняя часть туловища может быть выполнена в виде одного сооружения или представлять собой покрытую кровлей свободную площадь. Это разделение между помещениями, предназначенными для длительного пребывания людей, и остальными площадями позволяет поддерживать меньшую температуру в верхней части туловища и обеспечивает меньшую пожароопасность. Другое преимущество разделения на внутреннее и наружное сооружения состоит в увеличении возможностей при строительном проектировании.

На фиг. 4 оба предплечья 403, которые поддерживают голову 402, стоят на локтевых фундаментах и соединены друг с другом в поперечном направлении перекрещивающимися под подбородком ладонями 420, образуя аналогичную мосту рамную конструкцию, на которую опирается голова. Как показано на фиг.6, на поперечной оси плеч находятся две шахты 405 лестничных клеток из железобетона, содержащие ориентированные продольной стороной внутрь тела стеклянные кабины подъемника. Обе шахты 405 соединены друг с другом в плоскости плеч стальной каркасной конструкцией и служат для дополнительного увеличения жесткости. Наиболее простой конструкцией для головы 402 является каркасная система, облицованная алюминиевыми пластинами, или эквивалентное решение. Термическая оболочка служит для теплоизоляции и позволяет обеспечить сходство при моделировании наружной поверхности головы.

Наружные поверхности шеи и рук, ступней, бедер, поясницы и ягодиц смоделированы как можно более натуралистично из пневмобетона и снабжены термической оболочкой с отделкой наружной поверхности. Локти также изготовлены из пневмобетона. При этом важно обеспечить не только внешнее сходство, но и способность выполнять функцию статической опоры в качестве фундамента для предплечий и плеч. Для оболочки колен и икроножных мышц, в соответствии с фиг. 4, применяется светопроницаемое текстильное покрытие (PTFE - мембрана с 15% светопроницаемостью, класс пожарной безопасности А2, значение k=5), которое может также найти применение для изготовления верхней части туловища.

Форма верхней части туловища предварительно задается арками в виде ребер, которые альтернативно могут быть выполнены в виде стальной каркасной конструкции из овальных труб, при помощи деревянных клееных ферм, или с помощью двух параллельных изогнутых Т-образных балок. Между балками размещены стеклянные полосы с открывающимися створками для отвода дыма и тепла, которые, с одной стороны, обеспечивают непосредственное проникновение естественного света, а с другой стороны, подчеркивают функцию ребер как декоративных элементов.

Как в оболочке черепа, так в пятках могут быть размещены стеклянные купола. Подобные купола могут также использоваться в верхней области бедра и внутри конструкции в виде террасы и обеспечивают естественные вентиляцию и освещение.

Пространство внутри бедра выполнено в виде конструкции из стали и стекла.

Альтернативно описанной выше прозрачной конструкции все тело может быть изготовлено в виде монолитной оболочки из пневмобетона. Принимая во внимание поверхностные напряжения в бетоне и наличие показанной на фиг.5 опорной конструкции для головы, таким образом может быть получен устойчивый самонесущий павильон. Однако нужно учитывать относительно большие весовые нагрузки. Более высокие внутренние силы (изгибающие моменты около 400 кНм) действуют в спинной области и чтобы выдержать эти силы может быть использовано традиционное армирование или предварительное напряжение участков спины.

В этом случае туловище может быть изготовлено с помощью обычных каркасов. Отдельные части тела, такие как голова и руки, могут быть очень точно изготовлены из пневмобетона рядом с местом, где производится монтаж устройства, и установлены в нужное положение с помощью крана. Выполненная из железобетона конструкция долгое время не нуждается в обслуживании, а наружная поверхность может моделироваться любым образом. Например, она может быть образована облицовочным бетоном или покрыта высококачественной сталью с серебристым глянцем, или снабжена синтетическим лакокрасочным покрытием. Эта наружная оболочка в случае компактной конструкции на основе самонесущего пневмобетонного павильона может быть в любое время приведена в соответствие с современными вкусами.

Теплоизоляция может быть обеспечена просто за счет применения пенобетона или путем нанесения изолирующего слоя. В отношении противопожарной защиты железобетонная оболочка является особенно подходящим решением.

Для обеспечения естественных вентиляции и освещения или для создания прозрачных участков в железобетонной оболочке она может быть снабжена отверстиями для окон и/или прозрачными деталями.

На фиг. 6 показаны пути внутри демонстрационного устройства. В области плеч, как уже упоминалось, предусмотрена подъемная система 405 для перемещения посетителей в грудную область и в голову. Далее, в поясничной области имеется вторая подъемная система 406. Между входом, расположенным в головной части основания 404, и второй подъемной системой 406 в основании размещено сооружение 407, выполненное с возможностью прохода в нем. В этом сооружении могут быть размещены, например, устройства технического обеспечения и выполненные в виде демонстрационного устройства функциональные элементы. Верхние концы обеих подъемных систем соединены позвоночником 408, выполненным с возможностью прохода через него и служащего в качестве функционального элемента.

Внутреннее пространство демонстрационного устройства разделено на четыре эксплуатационные зоны:
1. Основание 404, на которое опирается верхняя часть туловища, включает поверхность под террасой, которая расположена между ногами. В этом основании, которое практически может использоваться как первый этаж, размещены линии электроснабжения, электрооборудование, технические помещения, а также мастерские и т.п., и кроме того, имеются запасные выходы. Главный вход в демонстрационное устройство для посетителей также находится в этом сооружении в основании на высоте примерно 2,5-3 м.

2. Верхняя часть туловища сконструирована в виде полого тела, чтобы посетители могли непосредственно видеть размеры демонстрационного устройства. Главный вход ведет в эту верхнюю часть туловища.

3. В голове имеются этажи, частичные этажи и галереи, где установлены выставочные стенды и функциональные элементы.

4. Четвертая зона проходит от талии до ступней и содержит другие выставочные стенды и функциональные элементы.

Как уже было сказано, голова соединяется с четвертой зоной, с одной стороны, через поверхность основания верхней части туловища в плоскости входа и шахту лифта внутри плеч, а с другой стороны, через выполненный с возможностью прохода позвоночник.

Предусмотренные в виде иллюстративных и интерактивных областей функциональные элементы систематизированы для посетителей в следующие логические группы:
питание и пищеварение,
сердце и кровообращение (включая кровеносную и лимфатическую системы, а также кровообращение в легких),
легкие, дыхание и образование звуков,
половые органы и размножение (включая генетику, цитологию и наследственность),
гормональная система,
ткани тела (кожа, кости и суставы, мускулатура),
мозг, нервы и рефлексы.

Исключение составляют чувства и органы чувств. Хотя они также могли бы быть объединены в одну логическую группу, но для эффективного использования пространства демонстрационного устройства выгодно три из пяти чувств включить в вышеупомянутые группы, например:
вкус - в группу питания и пищеварения,
обоняние - в группу легких и дыхания,
осязание - в группу, включающую кожу.

Остальные органы чувств, т.е. глаза и уши, представлены на отдельной выставочной участке.

Дополнительно предусмотрены центральное сооружение, включающее санитарные зоны и ресторан, а также специальные помещения, такие как зоны отдыха, предназначенные для детей экспозиционные зоны, "стеклянная операционная", помещения для проведения семинаров и т.п.

Обе логические группы - "питание и пищеварение", и "сердце-легкие-кровообращение" спроектированы не только как чисто выставочные площади. Здесь также представлены медицинские аспекты в рамках познавательной поездки через сосуды и органы.

В четвертой зоне, от ступней до талии, находятся главные выставочные площади. Здесь размещены также путевые трассы для поездки через выполненные в виде органов функциональные элементы. Далее, в этой зоне находится ресторан, санитарные устройства, помещения для семинаров, моделирующие устройства, кинозал, центральные мастерские и администрация.

Четвертая зона имеет четыре доступных для посетителей этажа (позиция 409 на фиг.7), которые соединены друг с другом в области талии двумя описанными выше шахтами подъемных систем. С помощью вылетов этажных перекрытий на соответствующих уровнях в поперечном направлении при оформлении наружной оболочки можно создать ощущение сужения лежащего тела. Через вылеты внутреннее сооружение и наружная оболочка соединены друг с другом. Благодаря этой горизонтальной связи может быть предотвращен прогиб куполообразной конструкции наружной оболочки в расположенных ниже областях с большим поперечным сечением.

Верхняя часть туловища служит для создания ощущения пространства. В ней размещены источники информации и описанные выше центральные узлы лифтов и лестничных клеток, которые обеспечивают доступ к голове. В верхней части туловища в основании 404 расположен главный вход. Как показано на фиг.7, посетитель, находящийся у входа, может смотреть в свободное пространство грудной клетки под углом зрения 30^o и видеть ее огромные размеры.

Голова 402 также имеет несколько этажей (см. фиг.11). В ней также размещены демонстрационные области, например, для мозга, нервов и рефлексов, глаз и ушей.

На фиг.8 показан в плане первый этаж головы. На нем предусмотрено место для санитарных устройств и кафе. Доступ в голову обеспечивается через расположенные в грудной области шахты 405 лифтов. Между головой 402 и этими шахтами 405 имеются переходы 801, а внутри головы для доступа к ее этажам предусмотрены лестничные клетки 803. Для соединения головы с четвертой зоной служит позвоночник 802, выполненный с возможностью прохода через него.

Переходы 801 от головы к плечам, которые обеспечивают доступ в продольном направлении к железобетонным шахтам, служащим в качестве запасных выходов, выполнены конструктивно из стальных каркасов и снабжены огнезащитной облицовкой.

Находящиеся на различных уровнях площади в различных зонах демонстрационного устройства служат для демонстрации различных тематических комплексов, с которыми знакомятся, двигаясь преимущественно пешком.

В данном варианте выполнения сознательно отказались от размещения всех органов в соответствии с их положением в теле человека. Однако посетитель может проезжать по путям через две важнейшие системы органов человеческого тела. Для этого в четвертой зоне между талией и ступнями установлены две путевые трассы. Первая находится на входном этаже и охватывает пищеварительный тракт с пищеводом, желудком, кишечником, печенью и почками с протяженностью примерно 400 м. Вторая путевая трасса посвящена теме "сердце-кровообращение-легкие" и находится на первом верхнем этаже. Она имеет общую длину примерно 180 м.

Под путями понимается транспортная система без водителей, состоящая из отдельных, централизованно управляемых вагонов на трех-шести человек каждый.

Чтобы впечатление от поездки через тело было как можно более аутентичным, в поле зрения наблюдателя находится лишь неизбежный минимум деталей, не относящихся к телу человека. Поэтому каждая путевая трасса выполнена в виде закрытого туннеля в виде трубы, в который можно проникнуть лишь через вход и выход.

Путь идет по расположенной вблизи пола направляющей, поскольку она создает для пользователя меньший вредный оптический эффект, чем направляющая, расположенная на уровне потолка. Эта направляющая может быть выполнена рельсовой или безрельсовой, причем установлен график скорости в зависимости от местоположения, которому должны следовать все кабины пути.

Вагоны движутся с интервалами примерно 12 м, так что число кабин равно 33 на участке пищеварительного тракта и 15 на участке "сердце-кровообращение-легкие". Если в одной кабине находятся пять пассажиров и средняя скорость составляет 0,5 м/с, то за час могут проехать примерно 1300 пассажиров.

Далее внутри демонстрационного устройства находятся выполненные в виде выставочных областей функциональные элементы, к которым можно подойти пешим путем. Подход к этим элементам обеспечивается, в основном, в продольном направлении по середине сооружения. Осесимметричная форма сооружения, с одной стороны, облегчает ориентировку посетителей, а с другой стороны, предоставляет наивысшую гибкость в использовании помещения.

В частности, в четвертой зоне между талией и ступнями для посетителя почти всегда возможен свободный обзор в направлении наверх. Холл освещается естественным светом через световые шахты и тем самым создается приятная обстановка. Помещения, в которых медицина и техника представлены для пеших посетителей, оформлены в соответствии с данной темой. Соединительные пути между этими помещениями оформлены нейтрально, чтобы не утомлять посетителя. Для этой цели служат также упомянутые выше зоны отдыха. Они чередуются внутри строения с собственно выставочными площадями, чтобы всегда дать наблюдателю возможность для передышки. В двух местах предусмотрены рестораны, одно кафе в голове, откуда открывается вид на окрестности с высоты примерно 50 и, и один ресторан на третьем верхнем этаже четвертой зоны.

Возможное архитектурное оформление органа показано на примере сердца на фиг.9. Внутренняя полость органа смоделирована в виде декораций, чтобы посетитель получил ощущение, что он вошел в соответствующий полый орган.

В случае полых органов, например сердца, декорация функционального элемента должна дать почувствовать наблюдателю, что он находится внутри этого органа. Так, например, на фиг.9 показан желудочек сердца 901, через который проходит рельсовый путь 902, 903. Путь состоит из отдельных кабин для 3-6 пассажиров. У пассажиров здесь создается полное впечатление проезда через желудочек сердца.

Для других выставочных областей, служащих в качестве функциональных элементов, структура стен соответствует представляемой теме, например, стены в тематической области "мозг, нервы и рефлексы" изображают структуру клеток нервных тканей.

На фиг. 10 представлено поперечное сечение верхней части туловища демонстрационного устройства 401, которое опирается на основание 404. Видны отдельные плоскости основания в грудной области. Выше трехэтажного внутреннего сооружения в спинной области расположен позвоночник 802, выполненный с возможностью прохода через него.

На фиг. 10 видно, что наружная оболочка 10 и внутреннее сооружение 503 образуют самостоятельные, отделенные друг от друга строения.

На фиг. 11 показано вертикальное сечение демонстрационного устройства в продольном направлении. Хорошо видно, что имеются этажи в голове, основании и четвертой зоне между талией и ступнями. Также показаны опорные элементы для головы и груди, выполненные в виде рук.

На фиг.12 представлен план первого этажа в зоне между талией и ступнями демонстрационного устройства. Позиции, отличные от приведенных выше, обозначают следующее:
1 - область, относящаяся к питанию,
2 - полость рта и зубы,
3 - желудок,
4 - кишечник,
5 - печень,
6 - почки,
7 - зона отдыха и органы чувств,
8 - зона отдыха, органы чувств и торговый стенд,
9 - зона для детей,
10 - область, относящаяся ко вкусу, на расположенном там минибаре,
11 - путь, смонтированный на первом этаже, и
12 - отдельные лестничные клетки.

Первая путевая трасса 11 на первом этаже ведет через пищевод в желудок 3. Наружная оболочка желудка 3, который наполнен пищеварительными соками и частицами пищи, выполнена подвижной для моделирования перистальтического движения. На реалистично выполненной слизистой оболочке желудка представлены картины известных болезней, например язвы желудка. От желудка путь продолжается через двенадцатиперстную кишку в тонкую кишку 4. При этом пассажир проезжает через входные отверстия поджелудочной железы и желчного протока. В тонкой кишке 4 предусмотрен эффект увеличения, при которой в ходе поездки ворсинки становятся видимыми более детально и увеличиваются, так что возникает впечатление приближения к стенке кишки. Собственно кишка 4 имеет общую длину пути примерно 150 м.

Переход пути 11 из кишечника в кровеносную систему осуществляется посредством того, что структуры трубчатых стенок кишечника 4 преобразуются в структуры кровеносных сосудов. В дальнейшем ходе поездки представлены ткани печени 5 и почек 6. Здесь рассматриваемый фрагмент продолжает увеличиваться, так что в конце концов становится видна структура функционального элемента печени 5 или почек 6. Первая путевая трасса заканчивается после прохождения через почки 6.

На фиг.13 показано сечение первого верхнего этажа в зоне между талией и ступнями. Позиции, отличные от приведенных выше, обозначают следующие области:
1 - кровообращение,
2 - сердце,
3 - трахея и голос,
4 - нос и обоняние,
5 - дети,
6 - администрация,
7 - помещения для семинаров,
8 - кафе/бистро,
9 - магазин,
10 - кости,
11 - зона отдыха,
12 - легкие,
13 - кровь,
14 - лимфа,
15 - иммунная система,
16 - путь, смонтированный на первой верхнем этаже, и
17 - лестничная клетка.

Смонтированный на первом верхнем этаже путь 16 вначале следует по кровеносному сосуду, выполненному в виде трубы, в правое предсердие сердца 2. Затем через сердечный клапан путь 16 идет в правый желудочек сердца, показанный, например, на фиг. 9. При этом моделируются функции клапана и сокращение сердечной мышцы. Через следующий сердечный клапан и кровеносный сосуд путь идет в легкие 12. Поперечное сечение сосуда становится все уже, так что создается впечатление, что сосуд все время разветвляется. В легких 12 благодаря возрастающей прозрачности стенок сосуда становятся видимыми легочные пузырьки. Путь 16 заканчивается, переходя из кровеносной системы в дыхательную, и ведет через бронхи и трахею 3 в пункт прибытия.

На фиг.14 показано сечение второго верхнего этажа в зоне между талией и ступнями. Позиции, отличные от приведенных выше, обозначают следующие области:
1- ресторан и моделирующие устройства,
2 - гормоны,
3 - кожа,
4 - ткани,
5 - кости, мускулатура и суставы,
6 - половые органы и размножение,
7 - генетика, цитология и наследственность,
8 - лестничная клетка.

В представленные на фиг.9-14 выставочные помещения, через которые нельзя проехать по путевой трассе, посетители могут пройти пешком. В помещениях выставлены анатомические модели для ознакомления посетителей со строением и функционированием тела или органов в их взаимосвязи.

Благодаря тому, что демонстрационное устройство выполнено с возможностью как проезда, так и прохода внутри него пешком, посетитель может сначала ознакомиться со структурой и функциями выполненных в виде органов функциональных элементов, совершая поездку, сопровождаемую интересными эффектами, а в заключение пройти пешком, чтобы в соответствии со своими склонностями и интересами более детально и/или избирательно рассмотреть выполненные в виде выставочных помещений функциональные элементы и получить там более подробную информацию. Эти выполненные в виде выставочных помещений функциональные элементы могут содержать, например, модели туловища, которые позволяют узнать расположение органов в теле и соотношение их размеров, или функциональные модели, на которых, например, в случае глаза, могут разъясняться близорукость, дальнозоркость и корректировка с помощью очков. Там также выставлены модели, объясняющие болезни. Например, модель высокого кровяного давления разъясняет действие высокого кровяного давления на пораженные органы.

В выставочных помещениях пользователь может ознакомиться с темами из области техники, в особенности с темами медицинской техники, при помощи экспозиции медицинских установок и приборов. Например, техника, связанная с операциями аппендицита и операциями на кишечнике, может демонстироваться в стеклянном операционном зале; диагностическая техника может быть представлена ультразвуковой диагностикой; протезирование может демонстрироваться при помощи управляемых компьютером протезов на манекене или при помощи скелета с имплантатами; относящаяся к органам медицинская техника может быть представлена машиной искусственного дыхания и кровообращения или аппаратом для диализа, или приборами, которыми посетители могут управлять самостоятельно, например такими, как спирометр и аудиометр.

Особая концепция демонстрационного устройства состоит в том, что в качестве аналогов процессов, протекающих в человеческом теле, представлены технические процессы. Это создает особенно образную и наглядную картину биологических процессов.

Например, для жевательного процесса таким аналогом может быть дробилка; для процесса пищеварения - бродильная установка для биологической переработки мусора; для работы печени - синтез химических веществ; для желчи - поверхностно-активные вещества; для образования желчных камней - химические процессы кристаллизации, образования ядра кристаллизации и роста кристалла; для легких - реактор на активном коксе на основе углесодержащих адсорбентов для очистки дымовых газов; для системы кровообращения - мембранные насосы, трубопроводы, обводные трубопроводы, ресиверы, перистальтические насосы, обратные клапаны и/или дроссельная арматура; для почек - мембранная разделительная техника; для кожи и костей - композиционные материалы из армированных стекловолокном пластмасс; для двигательного аппарата - гидравлическая установка; для структуры мозга и нервной системы - нейронные цепи; для глаза - фотоаппарат; для уха - пьезоэлектрический элемент; и для биологических процессов регуляции - процессы регуляции в технологических установках, например, установках для поддержания постоянной температуры путем теплообмена.

Другие функциональные элементы могут включать кинофильмы, в которых демонстрируются биологические процессы, например возникновение человеческой жизни. С помощью специальной проекционной техники, которая приспособлена к вогнутому потолку демонстрационного помещения, может быть создано впечатление присутствия при происходящем.

Кроме того, могут быть предусмотрены моделирующие устройства, например, имитационый театр или закрытые моделирующие устройства, чтобы, например, реалистично и наглядно показать поездку через пищеварительный тракт или кровеносную систему, или охоту на вирусов, или путь нервного импульса через нервную систему.

В целом, благодаря выполнению демонстрационного устройства с возможностями проезда и прохода в нем каждый посетитель может получить интересующую его наглядную информацию о внутренних связях, расположении и функциях органов живого организма.

Реферат

Изобретение относится к демонстрационному устройству в виде живого организма, выполненному по меньшей мере на 50-кратном увеличении. Оно представляет собой модель лежащего человека и служит для информации о связях биологических процессов в представленном живом организме и для демонстрации этих связей. Демонстрационное устройство имеет наружную оболочку. Внутри него находятся функциональные элементы, которые моделируют органы, кровеносные сосуды, суставы и другие части живого организма. Согласно изобретению демонстрационное устройство и его функциональные элементы выполнены с возможностью как прохода, так и проезда внутри них. Изобретение обеспечивает удобный доступ наблюдателю к важным частям организма. 23 з.п.ф-лы, 14 ил.

Формула