用于建模目标运动轨迹变异性的反馈信息论传输方案（FITTS）
人机交互
2020-12-15 v4
摘要
人类目标运动中的轨迹本质上是多变的。利用位置方差剖面的概念，可以证明此类轨迹可分解为两个阶段：在第一阶段，多次轨迹中肢体位置的方差迅速增加；在第二阶段，方差随后稳定下降。我们开发了一个新的理论模型来描述第二阶段，其中瞄准任务被视为一个类似 Shannon 的通信问题：信息从源端（由第一阶段结束时的位置决定）通过受高斯噪声干扰的信道传输到目的端（运动终点），并存在一条无噪声反馈链路。信息论分析表明，位置方差随时间呈指数下降，速率等于信道容量 C。我们重新分析了两个用于简单指向任务的现有数据集，对真实数据的观察证实了我们的模型。第一阶段具有恒定的持续时间，并且发现在不同的指令和任务参数下 C 均为常数，从而表征了参与者的表现。我们的模型为理解目标运动中的速度-精度权衡提供了清晰的视角：由于参与者的容量是固定的，更高的规定精度必然需要更长的第二阶段，从而导致整体运动时间增加。使用这种方法还可以恢复著名的 Fitts 定律。
引用
@article{arxiv.1804.05021,
title = {A Feedback Information-Theoretic Transmission Scheme (FITTS) for Modeling Trajectory Variability in Aimed Movements},
author = {Julien Gori and Olivier Rioul},
journal= {arXiv preprint arXiv:1804.05021},
year = {2020}
}