Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Các nguyên lý vật lý cho kinh tế của các chuyển động thành thạo
Tóm tắt
Bài báo này trình bày một số nguyên tắc cơ bản liên quan đến các ràng buộc về chuyển động, có thể hữu ích trong việc mô hình hóa và diễn giải các chiến lược kiểm soát vận động cho các chuyển động thành thạo. Các chuyển động tối ưu liên quan đến các mục tiêu hoặc "chi phí" khác nhau được phân tích và so sánh. Các chi phí cụ thể được xem xét liên quan đến thời gian di chuyển, khoảng cách, vận tốc cực đại, năng lượng, gia tốc cực đại và tỷ lệ thay đổi của gia tốc (jerk). Các mẫu vận tốc cho các chuyển động có chi phí tối thiểu khác nhau được so sánh lẫn nhau và với một số mẫu chuyển động thành thạo. Khái niệm về sự cân nhắc hiệu suất giữa các mục tiêu cạnh tranh được sử dụng để diễn giải mối quan hệ giữa khoảng cách và thời gian quan sát trong các chuyển động thành thạo. Các ví dụ về chuyển động cánh tay trong khi kéo vĩ cầm và chuyển động hàm trong quá trình nói được sử dụng để chỉ ra cách mà các chuyển động thành thạo chịu ảnh hưởng bởi các yếu tố kinh tế vật lý, hoặc "sự dễ dàng" của chuyển động. Các giải pháp có chi phí tối thiểu cho các chi phí khác nhau, bao gồm cả ảnh hưởng của các lực ma sát, được trình bày trong các phụ lục.
Từ khóa
#kinh tế chuyển động #chuyển động thành thạo #chiến lược kiểm soát vận động #chi phí vận động #mẫu vận tốc #hiệu suất.Tài liệu tham khảo
Athans, M.: The status of optimal control theory and applications for deterministic systems. IEEE Trans. AC-11 580–596 (1966)
Bryson, A.E., Ho, Y.C.: Applied optimal control. Waltham, MA: Blaisdell Publ. Co. 1969
Fujimura, O., Kiritani, S., Ishida, H.: Computer-controlled radiography for observation of articulatory and other human organs. Comput. Biol. Med. 3, 371–384 (1973)
Hatze, H.: A general myocybernetic control model of skeletal muscle. Biol. Cybern. 28, 143–157 (1978)
Hatze, H., Buys, J.D.: Energy-optimal controls in the mammalian neuromuscular system. Biol. Cybern. 27, 9–20 (1977)
Hogan, N.: Adaptive control of natural joint stiffness by antagonist muscles. IEEE Trans. AC (1982a) (in press)
Hogan, N.: A minimum-jerk description of voluntary movements. J. Neurosci. (1982b) (submitted)
Houk, J.C.: Participation of reflex mechanisms and reaction time processes in the compensatory adjustments to mechanical disturbances. In: New developments in electromyography and elinical neurology, Desmond (ed.), Vol. 4. Basel: Karger 1978
Kiritani, S., Itoh, K., Fujimura, O.: Tongue-pellet tracking by a computer controlled X-ray microbeam system. J. Acoust. Soc. Am. 57, No. 6, Part II (1975)
Lee, E.B.: A sufficient condition in the theory of optimal control. J. SIAM Control 1, 241–245 (1963)
Mason, P.: Dynamic stiffness and crossbridge action in muscle. Biophys. Struct. Mech. 4, 15–29 (1978)
Miller, J.E.: Graphic analysis of bow stroke measurements. Second Symp. on Psychophysics of Musical Performance, Montclair St. Col., Montclair, NJ (1978)
Nelson, W.L.: Performance bounds in speech motor control of jaw movements. J. Acoust. Soc. Am. A 68, S32 (1980)
Neustadt, L.W.: Minimum effort control systems. J. SIAM on Control, 1, 16–31 (1963)
Pontryagin, L.S., Boltyanskii, V.G., Gamkredligze, R.W., Mishchenko, E.F.: The mathematical theory of optimal processes. New York: Wiley 1962
Zukofsky, P.: Arm movements in skilled violin playing. Paper presented at Psychonomic Society 22nd Annual Meeting, Philadelphia, PA (1981)