Optimization of energy and time predicts dynamic speeds for human walking
Notice bibliographique
Résumé
Humans make a number of choices when they walk, such as how fast and for how long. The preferred steady walking speed seems chosen to minimize energy expenditure per distance traveled. But the speed of actual walking bouts is not only steady, but rather a time-varying trajectory, which can also be modulated by task urgency or an individual's movement vigor. Here we show that speed trajectories and durations of human walking bouts are explained better by an objective to minimize Energy and Time, meaning the total work or energy to reach destination, plus a cost proportional to bout duration. Applied to a computational model of walking dynamics, this objective predicts dynamic speed vs. time trajectories with inverted U shapes. Model and human experiment (N=10) show that shorter bouts are unsteady and dominated by the time and effort of accelerating, and longer ones are steadier and faster and dominated by steady-state time and effort. Individual-dependent vigor may be characterized by the energy one is willing to spend to save a unit of time, which explains why some may walk faster than others, but everyone may have similar-shaped trajectories due to similar walking dynamics. Tradeoffs between energy and time costs can predict transient, steady, and vigor-related aspects of walking.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».