非线性二阶动力学描述语言和情境下的唇部约束轨迹
计算与语言
2025-10-07 v3 适应与自组织系统
摘要
我们探讨了在英语和汉语中 /b/ 和 /m/ 发音过程中唇部约束轨迹的动力学。我们发现，无论在不同语言或情境中，瞬时位移与瞬时速度的比值通常遵循从运动开始到运动结束的指数衰减曲线。我们将这一经验发现形式化为一个微分方程，并结合点吸引子动力学假设，推导描述唇部约束轨迹的非线性二阶动力学系统。该方程仅包含两个参数，T 和 r。T 对应于目标状态，r 对应于运动速度。因此，每个参数都对应于语音学相关的控制维度。非线性回归显示，该模型对单个运动轨迹提供了良好的拟合。而且，来自该模型的轨迹在定性上匹配经验轨迹，并捕捉了持续时间、峰值速度以及实现峰值速度的时间等关键运动学变量。该模型构成了对单个语音运动动力学的提议，从而为理解诸如语调、运动间协调和随机噪声等对语音运动学的额外影响提供了新的基础。
引用
@article{arxiv.2410.08351,
title = {Nonlinear second-order dynamics describe labial constriction trajectories across languages and contexts},
author = {Michael C. Stern and Jason A. Shaw},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.08351},
year = {2025}
}