Motorische controle
HC 1
Verschil tussen mens en robot = robot kan een handeling maar op 1 manier uitvoeren mens kan zich
aanpassen aan veranderingen in de omgeving.
Motorisch gedrag: gedrag dat bestaat uit het verplaatsen van ledematen om een doel in de omgeving
te bereiken.
Motorische controle: het systematisch reguleren van verplaatsing van ledematen om een doel in de
omgeving te bereiken. Kan op meerdere manieren.
Motorische controle – 19e eeuw
Een uitvoerende macht die compleet verantwoordelijk is voor het controleren en uitvoeren
van bewegingen
Soort mini-mens die alles coördineert → homunculus
Homunculus kwam in het gedrang. Want hoe zien de commando’s van deze uitvoerende
macht eruit. → hoe kan 1 poppetje 7 vrijheidsgraden aansturen in de arm?
Behendigheid, perceptie, anticipatie, interactie omgeving, snelheid, bewust, neuraal =
multidisciplinair.
DoF probleem
DoF → het aantal vrijheidsgraden in een lichaam is te groot
Probleem = lichaam heeft een oplossing.
Verschillende ideeën over de oplossingen
Relevantie: revalidatie en sport
Voordeel van zoveel vrijheidsgraden: bewegingen aanpassen op het moment dat het gebeurt. Heel
erg adaptief.
Motorische controle is anders:
- Nieuwe breinstructuren ontwikkeld door evolutie → meer ‘cognitief’ gedrag.
- Daardoor meer nadenken
- Meer gecoördineerde bewegingen
Verschillende benaderingen worden gebruikt voor verschillende onderwerpen.
Gedrag kan verklaard worden door de ene theorie, maar niet door een andere.
Verschillende benaderingen kunnen uitleggen:
- Sommige benaderingen zouden fout zijn
- Uiteindelijk dragen alle benaderingen tezamen aan doorgronding motorische controle
1
,Beweging = verplaatsen van een ledemaat
- Niet doelgericht
Handeling = uitvoeren van een taak
- Doelgericht = doel wat je wilt bereiken in de omgeving
- Combinatie van meerdere bewegingen
- Kunnen komen door meerdere bewegingen achter elkaar uit te voeren.
- Gedefinieerd door de omgeving en de taak, hiervoor is perceptie nodig. → zien hoe de
omgeving eruit zien.
Overeenkomsten tussen beweging en handeling = spiercontracties, verplaatsing van ledematen,
gewrichtshoeken veranderen.
- Door spiercontracties
Handelingen:
Sensorimotor principe = sensorische informatie is nodig om doelgerichte handelingen uit te kunnen
voeren. Sensorische perceptie maakt het mogelijk dat de handeling wordt uitgevoerd.
- Wat is het dat doelgericht gedrag doelgericht maakt?
- Hoe is het mogelijk dat we doelgericht gedrag kunnen uitvoeren?
Doel een handeling controleren = principes van feedback bij foutencontrole
Fouten:
- Doelgerichte bewegingen komen niet altijd aan bij het doel → fouten
- Feedback is nodig om fout te corrigeren
- Hoe een fout een handeling kan activeren
Verschillende fouten:
1. Open-loop systemen
- Output van het systeem kan niet gebruikt worden om een actie aan te passen
2. Gesloten loop systeem
- De output van het systeem wordt direct gebruikt of wordt bijgevoegd aan het
controlemechanisme om de actie aan te passen.
Feedback:
- Wordt gebruikt om het doel te bereiken
- Fundamentele doel van (foutencorrectie) feedback controle:
Fout reduceren tot 0 of dichtbij 0
Gesloten-loop controle = foutencorrectie feedback controle → negatieve feedback controle
Basale idee: observeren/meten wat het gecontroleerde systeem eigenlijk doet en dit gebruiken om te
vergelijken tussen wat je verwacht en wat er gebeurt (de fout) om vast te stellen wat er gedaan moet
worden om deze fout op te heffen.
Ontstaan fouten:
- Gebruiker:
- Verstoring: ongeluk onderweg
- Andere gewenste waarde: je wilt ineens eerder afspreken
2
,Feedback – gesloten loop systeem
De grootte van de gain heeft effect op
hoe de fout wordt gecorrigeerd
VB. golf-swing
- Fout naar het target → zwaai
- Club bepaalt de gain
Omzetten van de fout
- Hoe zet je een fout om in verandering van
de controle variabele
Fout:
- Teken = richting (+/-)
- Grootte
Feedback controle wet:
- De regel of procedure die bepaalt hoe het
signaal van de fout veranderd moet worden voor de gecontroleerde variabele
Simpele controle wet: proportionele feedback controle wet
Parameters: controle wet:
- Controle variabele = gp * Error + b
- C = gp * E + b
g = gain
b = waarde van de controle variabele als de fout 0 is
controle wet parameters zijn afhankelijk van het gecontroleerde systeem: parameters moeten goed
gematched zijn met de eigenschappen van het systeem om de controle doelen te behalen.
Bij een output: welke input is nodig?
De parameters van de controle wet beschrijven een model van het systeem:
-
→ Beschrijft het systeem
- gp = inverse model (want gp is inverse van 1/gp)
arm = hoge gain = snelle reactie
been = lage gain = langzame reactie
Controle variabele: spieren
Gecontroleerde variabele: positie van de hand
3
, Dynamische respons:
- De manier waarop een gecontroleerde variabele veranderd als er een fout wordt verkleind.
- Altijd een tijdsvertraging in een feedback controle systeem
plaatje
Oscilleren: als het systeem altijd te laat reageert; beweging voordat het terugkomt in rustpositie
4
HC 1
Verschil tussen mens en robot = robot kan een handeling maar op 1 manier uitvoeren mens kan zich
aanpassen aan veranderingen in de omgeving.
Motorisch gedrag: gedrag dat bestaat uit het verplaatsen van ledematen om een doel in de omgeving
te bereiken.
Motorische controle: het systematisch reguleren van verplaatsing van ledematen om een doel in de
omgeving te bereiken. Kan op meerdere manieren.
Motorische controle – 19e eeuw
Een uitvoerende macht die compleet verantwoordelijk is voor het controleren en uitvoeren
van bewegingen
Soort mini-mens die alles coördineert → homunculus
Homunculus kwam in het gedrang. Want hoe zien de commando’s van deze uitvoerende
macht eruit. → hoe kan 1 poppetje 7 vrijheidsgraden aansturen in de arm?
Behendigheid, perceptie, anticipatie, interactie omgeving, snelheid, bewust, neuraal =
multidisciplinair.
DoF probleem
DoF → het aantal vrijheidsgraden in een lichaam is te groot
Probleem = lichaam heeft een oplossing.
Verschillende ideeën over de oplossingen
Relevantie: revalidatie en sport
Voordeel van zoveel vrijheidsgraden: bewegingen aanpassen op het moment dat het gebeurt. Heel
erg adaptief.
Motorische controle is anders:
- Nieuwe breinstructuren ontwikkeld door evolutie → meer ‘cognitief’ gedrag.
- Daardoor meer nadenken
- Meer gecoördineerde bewegingen
Verschillende benaderingen worden gebruikt voor verschillende onderwerpen.
Gedrag kan verklaard worden door de ene theorie, maar niet door een andere.
Verschillende benaderingen kunnen uitleggen:
- Sommige benaderingen zouden fout zijn
- Uiteindelijk dragen alle benaderingen tezamen aan doorgronding motorische controle
1
,Beweging = verplaatsen van een ledemaat
- Niet doelgericht
Handeling = uitvoeren van een taak
- Doelgericht = doel wat je wilt bereiken in de omgeving
- Combinatie van meerdere bewegingen
- Kunnen komen door meerdere bewegingen achter elkaar uit te voeren.
- Gedefinieerd door de omgeving en de taak, hiervoor is perceptie nodig. → zien hoe de
omgeving eruit zien.
Overeenkomsten tussen beweging en handeling = spiercontracties, verplaatsing van ledematen,
gewrichtshoeken veranderen.
- Door spiercontracties
Handelingen:
Sensorimotor principe = sensorische informatie is nodig om doelgerichte handelingen uit te kunnen
voeren. Sensorische perceptie maakt het mogelijk dat de handeling wordt uitgevoerd.
- Wat is het dat doelgericht gedrag doelgericht maakt?
- Hoe is het mogelijk dat we doelgericht gedrag kunnen uitvoeren?
Doel een handeling controleren = principes van feedback bij foutencontrole
Fouten:
- Doelgerichte bewegingen komen niet altijd aan bij het doel → fouten
- Feedback is nodig om fout te corrigeren
- Hoe een fout een handeling kan activeren
Verschillende fouten:
1. Open-loop systemen
- Output van het systeem kan niet gebruikt worden om een actie aan te passen
2. Gesloten loop systeem
- De output van het systeem wordt direct gebruikt of wordt bijgevoegd aan het
controlemechanisme om de actie aan te passen.
Feedback:
- Wordt gebruikt om het doel te bereiken
- Fundamentele doel van (foutencorrectie) feedback controle:
Fout reduceren tot 0 of dichtbij 0
Gesloten-loop controle = foutencorrectie feedback controle → negatieve feedback controle
Basale idee: observeren/meten wat het gecontroleerde systeem eigenlijk doet en dit gebruiken om te
vergelijken tussen wat je verwacht en wat er gebeurt (de fout) om vast te stellen wat er gedaan moet
worden om deze fout op te heffen.
Ontstaan fouten:
- Gebruiker:
- Verstoring: ongeluk onderweg
- Andere gewenste waarde: je wilt ineens eerder afspreken
2
,Feedback – gesloten loop systeem
De grootte van de gain heeft effect op
hoe de fout wordt gecorrigeerd
VB. golf-swing
- Fout naar het target → zwaai
- Club bepaalt de gain
Omzetten van de fout
- Hoe zet je een fout om in verandering van
de controle variabele
Fout:
- Teken = richting (+/-)
- Grootte
Feedback controle wet:
- De regel of procedure die bepaalt hoe het
signaal van de fout veranderd moet worden voor de gecontroleerde variabele
Simpele controle wet: proportionele feedback controle wet
Parameters: controle wet:
- Controle variabele = gp * Error + b
- C = gp * E + b
g = gain
b = waarde van de controle variabele als de fout 0 is
controle wet parameters zijn afhankelijk van het gecontroleerde systeem: parameters moeten goed
gematched zijn met de eigenschappen van het systeem om de controle doelen te behalen.
Bij een output: welke input is nodig?
De parameters van de controle wet beschrijven een model van het systeem:
-
→ Beschrijft het systeem
- gp = inverse model (want gp is inverse van 1/gp)
arm = hoge gain = snelle reactie
been = lage gain = langzame reactie
Controle variabele: spieren
Gecontroleerde variabele: positie van de hand
3
, Dynamische respons:
- De manier waarop een gecontroleerde variabele veranderd als er een fout wordt verkleind.
- Altijd een tijdsvertraging in een feedback controle systeem
plaatje
Oscilleren: als het systeem altijd te laat reageert; beweging voordat het terugkomt in rustpositie
4
