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反应还是不反应?虚拟棍棒平衡中人类控制的内在随机性

生物物理 2014-06-17 v3 系统与控制 适应与自组织系统 神经元与认知

摘要

理解人类如何控制不稳定系统是许多研究问题的核心,其应用范围从静立到飞机着陆。越来越多的证据支持事件驱动控制假说:只有当当前状态与期望系统状态之间的差异足够大时,人类操作者才开始主动控制系统。基于阈值概念的事件驱动模型可以解释实验观察到的动力学的许多特征。然而,关于人类控制系统的动力学仍有许多不清楚之处,这可能表明人类采用了更复杂的控制机制。本文认为,人类的控制激活可能不是由阈值驱动的,而是内在随机的、噪声驱动的。具体而言,我们提出控制激活源于操作者需要将受控系统保持在目标状态附近的需要与倾向于推迟中断系统动力学之间的随机相互作用。我们提出了一个捕捉这种相互作用的模型,并表明它与人类平衡虚拟过阻尼棍棒的实验数据相符。我们的结果表明,噪声驱动激活机制至少在所考虑的任务中起着至关重要的作用,并且假设在广泛的人类控制过程中也是如此。

关键词

引用

@article{arxiv.1402.3022,
  title  = {To react or not to react? Intrinsic stochasticity of human control in virtual stick balancing},
  author = {Arkady Zgonnikov and Ihor Lubashevsky and Shigeru Kanemoto and Toru Miyazawa and Takashi Suzuki},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1402.3022},
  year   = {2014}
}

备注

18 pages, 9 figures, 2 tables