Advancement of a spinal-like reach controller for multi-muscle arm movements without trajectory planning: Implementing muscle activation bias and determining the role of pre-motor gains
Notice bibliographique
Résumé
This thesis seeks to advance a spinal-like reflex controller for a two-link planar arm. This controller relies on a hand-target error signal and reaches to a target using only this error signal and the spinal circuit topology to complete realistic reach movements. The reliance on a single error signal implies a common control strategy across multiple joints, which could later be extended to additional motor platforms or limb coordination. The original spinal-like controller was able to perform robust reaching motions with and without perturbations and was able to replicate experimentally observed trajectories without pre-planning or optimization.Advancements to the original controller include the introduction of a muscle activation bias and a non-linear pre-motor gain field to map the shared reach error onto separate joints. The muscle activation bias increases the symmetric range for agonist-antagonist muscle control. This gives rise to smooth muscle activation (EMG) signals which in turn lead to smooth hand trajectories and speed profiles, especially as the hand approaches the target. The endpoint accuracy of reach movements is significantly improved by calibrating the muscle activation bias with the expected target location. This result implies system planning based on the target location but not for the reach trajectory itself. The non-linear pre-motor gain field also makes a significant contribution to reach stability: stable reaches were made at higher speeds with a non-linear gain field where reaching between the same points at higher speeds with a constant gain would lead to endpoint instability. Finally, the combined modifications to the controller significantly improved the steady state stability of the system. The arm now starts at rest, makes a reach, and the hand stops relatively close to the target at the end of the reach because of the inherent steady state behaviour of the system. These conclusions help to define the role of spinal circuitry in motor control and, by extension, to allocate remaining control functions to the cortex and higher brain centers.
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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 | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| 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 ».