基于离线与在线最优控制分析 Fitts 定律中的运动噪声

速度精度权衡（通常通过 Fitts 定律量化）的成因是运动神经科学中备受争议的话题，常使用控制理论工具进行研究。两种主要理论涉及信号依赖性运动噪声的存在以及规划变异性——这两种因素通常是分别纳入的。本文研究两种因素同时存在时，是否能良好解释速度精度权衡。我们开发了一个具有生物真实信号依赖性运动噪声的人类手臂到达模型，并使用高斯噪声模型确定性地近似运动噪声。使用离线轨迹优化和在线模型预测控制来模拟不同目标大小和运动持续时间的几种不同到达任务的规划与执行。随后将这些到达轨迹与实验人类到达数据进行比较，结果表明两种模型均产生符合人类的行为，在在线和离线控制中均存在速度精度权衡。这些结果表明速度精度权衡很可能由这两个因素的组合所致，并且在离线和在线计算中都发挥作用。