مدلسازی عملکرد کنترل کننده های امپدانسی و مدل مبنا در حین یادگیری حرکت رسنده دست

با توجه به مطالعه های صورت گرفته، سیستم حرکتی انسان از دو استراتژی کنترلی، کنترل مدل مبنا و کنترل امپدانسی، به منظور یادگیری حرکتی و مقابله با اغتشاش های خارجی استفاده می کند اما نحوه تعامل این کنترل کننده ها و چگونگی هماهنگی بین آنها چندان بررسی نشده است. در این مقاله با بهره گیری از یک کنترل کننده سرپرستی، نحوه یادگیری حرکت و عملکرد کنترل کننده های امپدانسی و مدل مبنا بررسی شده است. کنترل کننده سرپرستی با پایش رفتار و خروجی سیستم، وظیفه هماهنگی مابین کنترل کننده های امپدانسی و مدل مبنا را بر عهده دارد. بر این اساس دستور حرکتی جلوسو و سفتی مفاصل به صورت جداگانه و همزمان تنظیم و اصلاح می شوند.  به منظور ارزیابی مدل ارائه شده، حرکت رسنده دست در حضور میدان نیروی اغتشاشی، شبیه سازی و با نتایج تجربی مقایسه شده است. نتایج به دست آمده نشان دهنده آن است که برای انجام حرکتی طبیعی، علاوه بر امپدانس مناسب حرکت، بایستی مدلی درونی از حرکت نیز در اختیار سیستم کنترلی باشد. علاوه بر این از آنجا که اندازه امپدانس متناسب با میزان یادگیری بهینه می شود، بیشترین یادگیری در جهتی است که خطای حرکتی بیشتر بوده و مفاصل امپدانس کمتری دارند. همچنین نشان داده شده است که سیستم حرکتی در مواجهه با اغتشاش های ناگهانی، با استفاده از تغییر امپدانس و کاهش اثر کنترل کننده مدل مبنا سعی در جبران خطای حرکتی می کند که این امر به معنای استفاده از تجربه های پیشین توسط سیستم سرپرستی است.