Motorische Controle
,Literatuur
Sensorimotor Control & Learning
Hoofdstuk 1 geheel
Hoofdstuk 5, met uitzondering van 5.1.8, 5.4.2, 5.4.3, 5.4.10, 5.5.5
Hoofdstuk 6, met uitzondering van 6.2.1 – 6.2.6, 6.3, 6.4.6 - 6.4.8
Hoofdstuk 7, met uitzondering van 7.1, 7.2, 7.4.12, 7.5.4
Hoofdstuk 8, met uitzondering van 8.3.7 - 8.3.11, 8.4.2 - 8.4.7
Hoofdstuk 11 geheel
Hoofdstuk 12, met uitzondering van 12.2.4, 12.2.5, 12.2.7, 12.2.8, 12.4
Hoofdstuk 13, met uitzondering van 13.2, 13.3.10
Artikelen
Week 1: Meetmethoden: Schmidt&Lee2004_MeetMethoden.pdf
Week 5: Generalized Motor Program: Schmidt&Lee2004_GMP.pdf
Week 8: Dynamische Systeem Theorie: Kelso1995_IntroDST.pdf
Week 8: GMP&DST: Magill2011_GMP_DST.pdf
Colleges
2
,WEEK 1 Motorische Controle
Probleemstelling Motorische Controle; Vrijheidsgraden probleem
Motorische controle in de 19de eeuw:
Homunculus
- Soort mini-mens
- Controleert de hele beweging
- Controleert alle spieren individueel
Hoe zien de commando’s van de homunculus eruit?
Tegenwoordig zie je dit ook nog terug in de computer analogie idee.
De arm heeft 7 vrijheidsgraden; om de arm te bewegen moeten 7
gewrichtshoeken gecontroleerd worden, kan de homunculus dat?
Controleren 4 vrijheidsgraden lukt ons al niet. Wat als individuele spieren en niet
gewrichtshoeken gecontroleerd wordt?
+- 100 gewrichten +- 1000 spieren etc. Dat is niet te controleren m.b.v.
Homunculus
Vrijheidsgradenprobleem:
Het aantal vrijheidsgraden in het lichaam is dusdanig groot, dat het te
ingewikkeld is om alle vrijheidsgraden individueel aan te sturen.
Belang studie motorische controle:
- Mensen voeren doelgerichte bewegingen uit
- Dus het vrijheidsgradenprobleem wordt opgelost!
Domein motorische controle:
Hoe wordt het vrijheidsgradenprobleem opgelost?
Voordelen van het grote aantal vrijheidsgraden:
Het grote aantal vrijheidsgraden geeft flexibiliteit: een bewegingsdoel kan op meerdere
manieren behaald worden.
Soorten oplossingen vrijheidsgradenprobleem:
- Andere taakeisen
- Andere neurale structuren betrokken
Verwacht je dezelfde principes van organisatie van de vrijheidsgraden? Nee
Over evolutie ontstaan nieuwe hersenstructuren.
Rol van de verschillende hersenstructuren verandert over evolutie.
Daarmee ook de rol in de organisatie van vrijheidsgraden.
Over evolutie: Cognitieve aspecten van gedrag steeds groter.
Op verschillende niveau’s bij verschillende taken zijn er verschillende oplossingen voor het
vrijheidsgradenprobleem;
3
, Meetmethoden
Begrijpen motorische controle uitspraken doen over bewegingsgedrag daarvoor moeten
we bewegingsgedrag meten.
Verschillende aspecten:
- Kinematica (positie, snelheid, versnelling ledemaat)
- Krachtplaat
- ElectroMyoGram (EMG) Spieractiviteit
Kinematica
Kinematica = Het verplaatsen van een ledemaat door de ruimte; Positie/Snelheid/Versnelling
Beschrijven van de beweging
Tegenwoordig: moderne camerasystemen
Meten van de relatie tussen ledematen
Moderne meettechnieken van kinematica
- Camera’s met hoge resolutie en hoge meetfrequentie
- Via pixels in camera vaststellen 3D locatie in de ruimte: meten van een bekend volume in
de ruimte, gebruik van meerdere camera’s, corrigeer voor lens afwijkingen.
Passieve systemen
- Camera met reflecterende markers
- Markers kunnen uit beeld raken; maakt het moeilijk voor het systeem
- Daarvoor wordt model gebruikt; om te voorspellen waar je marker voor de volgende
meting verwacht.
Actieve systemen
- Camera met markers die licht uitzenden.
- Markers worden om de beurt aangezet.
- Systeem weet altijd welke marker gemeten wordt.
Hoe ziet kinematica eruit:
Bewegen van de pols van plek A naar plek B
Positie signaal differentiëren snelheid etc.
Digitale metingen en problemen erbij.
- Pixels veroorzaken afwijkingen i.e. ruis in meetsignalen.
- Huidige camerasystemen meten positie
- Digitaal meten resulteert in kleine meetafwijkingen
- Om vanuit positie naar snelheid en versnelling te komen differentiëren
- Kleine meetafwijkingen vergroten in differentiëren Daarom moeten data gefilterd
worden
- Positie camera-metingen niet geschikt voor gedragingen met veel/hoge versnellingen
(tremor)
Direct meten van versnelling
- Piezo-Elektrisch materiaal: zet druk om in spanning
- Hoe werkt dit: Massa heeft inertie, door beweging wordt massa op piezo-elektrisch
materiaal gedrukt, de kracht hangt af van de versnelling.
Wanneer versnellingsopnemer stilligt Versnelling van 9,81 m/s2 gedetecteerd
Wanneer versnellingsopnemer in vrije val Versnelling van 0 m/s2 gedetecteerd
Versnellingsopnemer meer maar langs één as: telefoon
4
,Literatuur
Sensorimotor Control & Learning
Hoofdstuk 1 geheel
Hoofdstuk 5, met uitzondering van 5.1.8, 5.4.2, 5.4.3, 5.4.10, 5.5.5
Hoofdstuk 6, met uitzondering van 6.2.1 – 6.2.6, 6.3, 6.4.6 - 6.4.8
Hoofdstuk 7, met uitzondering van 7.1, 7.2, 7.4.12, 7.5.4
Hoofdstuk 8, met uitzondering van 8.3.7 - 8.3.11, 8.4.2 - 8.4.7
Hoofdstuk 11 geheel
Hoofdstuk 12, met uitzondering van 12.2.4, 12.2.5, 12.2.7, 12.2.8, 12.4
Hoofdstuk 13, met uitzondering van 13.2, 13.3.10
Artikelen
Week 1: Meetmethoden: Schmidt&Lee2004_MeetMethoden.pdf
Week 5: Generalized Motor Program: Schmidt&Lee2004_GMP.pdf
Week 8: Dynamische Systeem Theorie: Kelso1995_IntroDST.pdf
Week 8: GMP&DST: Magill2011_GMP_DST.pdf
Colleges
2
,WEEK 1 Motorische Controle
Probleemstelling Motorische Controle; Vrijheidsgraden probleem
Motorische controle in de 19de eeuw:
Homunculus
- Soort mini-mens
- Controleert de hele beweging
- Controleert alle spieren individueel
Hoe zien de commando’s van de homunculus eruit?
Tegenwoordig zie je dit ook nog terug in de computer analogie idee.
De arm heeft 7 vrijheidsgraden; om de arm te bewegen moeten 7
gewrichtshoeken gecontroleerd worden, kan de homunculus dat?
Controleren 4 vrijheidsgraden lukt ons al niet. Wat als individuele spieren en niet
gewrichtshoeken gecontroleerd wordt?
+- 100 gewrichten +- 1000 spieren etc. Dat is niet te controleren m.b.v.
Homunculus
Vrijheidsgradenprobleem:
Het aantal vrijheidsgraden in het lichaam is dusdanig groot, dat het te
ingewikkeld is om alle vrijheidsgraden individueel aan te sturen.
Belang studie motorische controle:
- Mensen voeren doelgerichte bewegingen uit
- Dus het vrijheidsgradenprobleem wordt opgelost!
Domein motorische controle:
Hoe wordt het vrijheidsgradenprobleem opgelost?
Voordelen van het grote aantal vrijheidsgraden:
Het grote aantal vrijheidsgraden geeft flexibiliteit: een bewegingsdoel kan op meerdere
manieren behaald worden.
Soorten oplossingen vrijheidsgradenprobleem:
- Andere taakeisen
- Andere neurale structuren betrokken
Verwacht je dezelfde principes van organisatie van de vrijheidsgraden? Nee
Over evolutie ontstaan nieuwe hersenstructuren.
Rol van de verschillende hersenstructuren verandert over evolutie.
Daarmee ook de rol in de organisatie van vrijheidsgraden.
Over evolutie: Cognitieve aspecten van gedrag steeds groter.
Op verschillende niveau’s bij verschillende taken zijn er verschillende oplossingen voor het
vrijheidsgradenprobleem;
3
, Meetmethoden
Begrijpen motorische controle uitspraken doen over bewegingsgedrag daarvoor moeten
we bewegingsgedrag meten.
Verschillende aspecten:
- Kinematica (positie, snelheid, versnelling ledemaat)
- Krachtplaat
- ElectroMyoGram (EMG) Spieractiviteit
Kinematica
Kinematica = Het verplaatsen van een ledemaat door de ruimte; Positie/Snelheid/Versnelling
Beschrijven van de beweging
Tegenwoordig: moderne camerasystemen
Meten van de relatie tussen ledematen
Moderne meettechnieken van kinematica
- Camera’s met hoge resolutie en hoge meetfrequentie
- Via pixels in camera vaststellen 3D locatie in de ruimte: meten van een bekend volume in
de ruimte, gebruik van meerdere camera’s, corrigeer voor lens afwijkingen.
Passieve systemen
- Camera met reflecterende markers
- Markers kunnen uit beeld raken; maakt het moeilijk voor het systeem
- Daarvoor wordt model gebruikt; om te voorspellen waar je marker voor de volgende
meting verwacht.
Actieve systemen
- Camera met markers die licht uitzenden.
- Markers worden om de beurt aangezet.
- Systeem weet altijd welke marker gemeten wordt.
Hoe ziet kinematica eruit:
Bewegen van de pols van plek A naar plek B
Positie signaal differentiëren snelheid etc.
Digitale metingen en problemen erbij.
- Pixels veroorzaken afwijkingen i.e. ruis in meetsignalen.
- Huidige camerasystemen meten positie
- Digitaal meten resulteert in kleine meetafwijkingen
- Om vanuit positie naar snelheid en versnelling te komen differentiëren
- Kleine meetafwijkingen vergroten in differentiëren Daarom moeten data gefilterd
worden
- Positie camera-metingen niet geschikt voor gedragingen met veel/hoge versnellingen
(tremor)
Direct meten van versnelling
- Piezo-Elektrisch materiaal: zet druk om in spanning
- Hoe werkt dit: Massa heeft inertie, door beweging wordt massa op piezo-elektrisch
materiaal gedrukt, de kracht hangt af van de versnelling.
Wanneer versnellingsopnemer stilligt Versnelling van 9,81 m/s2 gedetecteerd
Wanneer versnellingsopnemer in vrije val Versnelling van 0 m/s2 gedetecteerd
Versnellingsopnemer meer maar langs één as: telefoon
4
