描述感觉运动控制中多样性促成甜区的速度-精度权衡的 Fitts 定律
信号处理
2019-09-19 v5 神经元与认知
摘要
人类感觉运动控制展现出惊人的速度与精度,二者之间的权衡体现在用于伸手与指向的 Fitts 定律中。尽管 Fitts 将此与 Shannon 信道容量定理相联系,尽管对 Fitts 定律已有广泛研究,但一个在系统与硬件层面连接感觉运动控制实现的理论尚未出现。在此我们描述一个理论,将硬件(具有固有严重速度-精度权衡的神经元与肌肉)与系统级控制相连接,以解释用于伸手的 Fitts 定律及相关的定律。支持该理论的结果表明,尽管硬件缓慢或不精确,仍利用硬件组件之间的多样性来实现快速且准确的控制性能。此类“多样性促成甜区”(DESSs)在生物学与技术中无处不在,并解释了为何生物与技术组件中存在巨大的异质性,以及工程师与自然选择如何 routinely 利用不完美硬件演化出快速而准确的系统。
引用
@article{arxiv.1906.00905,
title = {Fitts' Law for speed-accuracy trade-off describes a diversity-enabled sweet spot in sensorimotor control},
author = {Yorie Nakahira and Quanying Liu and Terrence J. Sejnowski and John C. Doyle},
journal= {arXiv preprint arXiv:1906.00905},
year = {2019}
}
备注
23 pages, 4 figures, Supplementary Material