Механизмы обратной связи. ховики; б) активные или энергетические компоненты для усиления, уменьшения, интеграции или передачи энергии; в) рабочие или операционные компоненты

4Й5

ховики; б) активные или энергетические компоненты для усиления, уменьшения, интеграции или передачи энергии; в) рабочие или операционные компоненты, которые режут, захватывают, бросают, двигают, поворачивают, отслеживают и т. п.

2. Было показано, что для определения характеристик поведения машины необходимо рассматривать системные факторы двигательной координации и интеграции, особенно в отношении трех типов движений — позных, переместительных и манипуляционных.

3. Была показана необходимость установления временной н пространственной согласованности между компонентами машины и сенсорно-двигательной обратной связью, которая включена в процесс взаимодействия с машиной.

4. Было признано, что большинство машинных и инструментальных операций включает процессы непрерывного слежения либо рулевого управления с упреждением.

10.2.1. Многомерность движений тела

С помощью понятия сервомеханизма не удалось реализовать программу создания нескольких видов антропоморфных машин [104]. Проблема встала при проектировании шагающей машины, состоящей из кабины оператора, оборудованной стальными ногами длиной 3,66 м с прикрепленными ступнями (рис. 10.3). Предполагалось, что движение ног машины будет соответствовать движению ног оператора. Первоначальный проект обеспечивал согласованность по с!иле и положению между движением ног оператора и обратной связью от движения ног машины, но при этом оператор не мог сохранять равновесие машины или ходить вверх и вниз по наклонной плоскости.

Сложные паттерны движения (например, ходьба) включают различные двигательные системы организма. Основная система обеспечивает поддержание позы путем стабилизации движений больших мышц тела. Движения ног при ходьбе так же, как и рук при бросании, называются движениями перемещения, поскольку они свободно перемещают конечности в пространстве. Движения третьего типа называются манипуляцион-ными или артикуляционными. К ним относятся точно регулируемые движения рук и пальцев, движения рта и лица во время речи и приспособительные движения ступней и пальцев ног при ходьбе. Согласно кибернетической теории, интеграция паттернов движений тела происходит при участии внутренних контуров обратной связи, которая объединяет различные моторные системы, а не посредством химических процессов возбуждения и торможения в центральных синапсах, как это постулировал Шеррингтон [136].

496 Глава 10

Осознав необходимость интеграции позных движений, движений перемещения и манипулирования, а также согласования в процессе деятельности движения и зрительной обратной связи, Смит [148] предположил, что шагающая машина должна постоянно получать информацию об отношениях между движением ног и положением туловища, а оператор — воспринимать

Рис. 10.3. Человекоподобная (антропоморфная) шагающая машина или педи-иулятор Мошера [104]. Проектирование и управление этой машиной явилось первой конкретной проверкой модели сервомеханизма в сравнении с теэрисй управления двигательными коордииациями посредством многоканальной обратной связи. Эта машина — прототип всех антропоморфных роботов.

обратную связь, которая пространственно соответствует взаимному расположению ног и туловища в двух измерениях. После того как в проект прототипа шагающей машины была включена соответствующая ннтегративная обратная связь, оператор смог управлять перемещением ног при ходьбе и удерживать равновесие.

10.2.2. Многомерная обратная связь в инструментальных действиях

При работе с инструментами и машинами оператор интегрирует свои движения, используя различные виды обратной связи от ряда источников, как внтуренних, так и внешних. К ним относятся реактивная обратная связь от самих оперативных действий (самогенерируемая, зрительная, слуховая, тактильная,