| Título : |
Delay and Uncertainty in Human Balancing Tasks |
| Tipo de documento: |
documento electrónico |
| Autores: |
Insperger, Tamás, ; Milton, John (1608-1674.), |
| Mención de edición: |
1 ed. |
| Editorial: |
[s.l.] : Springer |
| Fecha de publicación: |
2021 |
| Número de páginas: |
XIII, 157 p. |
| ISBN/ISSN/DL: |
978-3-030-84582-7 |
| Nota general: |
Libro disponible en la plataforma SpringerLink. Descarga y lectura en formatos PDF, HTML y ePub. Descarga completa o por capítulos. |
| Idioma : |
Inglés (eng) |
| Palabras clave: |
Ecuaciones diferenciales Neurociencia Computacional Ingeniería Biomédica Ingeniería Biomédica y Bioingeniería |
| Clasificación: |
515.35 |
| Resumen: |
Este libro demuestra cómo se pueden utilizar las ecuaciones diferenciales de retardo (DDE) para complementar la investigación de laboratorio de las tareas de equilibrio humano. Este enfoque se hace accesible a los no especialistas comparando predicciones matemáticas y observaciones experimentales. Por ejemplo, la observación de que es más fácil equilibrar un palo más largo con la punta de un dedo que uno más corto demuestra el papel esencial que desempeña un retraso en el mecanismo de control del equilibrio. Otra tarea de equilibrio considerada es el balanceo postural al estar de pie en silencio. Con el péndulo invertido como controlador y el control de retroalimentación dependiendo de variables de estado o de un modelo interno, la retroalimentación se puede identificar determinando una longitud crítica del péndulo y/o un retraso crítico. Este enfoque se utiliza para identificar la naturaleza de la retroalimentación para los ejemplos de equilibrio de postes y balanceo postural. Motivado por la cuestión de cómo el sistema nervioso aborda estos desafíos del control de retroalimentación, existe una discusión sobre las fluctuaciones "microcaóticas" en el control del equilibrio y cómo se puede lograr un control sólido frente a las incertidumbres en la estimación de los parámetros de control. El último capítulo sugiere algunos temas para futuras investigaciones. Cada capítulo incluye un resumen y un resumen punto por punto de los principales conceptos que se han establecido. Un método de integración numérica particularmente útil para los DDE que surgen en el control del equilibrio es la semidiscretización. Se describe este método y se proporciona una plantilla de MATLAB. Este libro será una fuente útil para cualquiera que estudie el equilibrio en humanos, otros organismos bípedos y robots humanoides. Los autores han utilizado gran parte del material para enseñar a estudiantes universitarios de último año en neurociencia computacional y a estudiantes de ingeniería de biosistemas, biomédica, mecánica y neuronal. . |
| Nota de contenido: |
1. Introduction -- 2. Background -- 3. Pole Balancing at the Fingertip -- 4. Sensory Dead Zones: Switching Feedback -- 5. Microchaos in Balance Control -- 6. Postural Sway During Quiet Standing -- 7. Stability Radii and Uncertainty in Balance Control -- 8. Challenges for the Future -- References -- Semi-discretization Method -- Stability Radii: Some Mathematical Aspects -- Index. |
| Tipo de medio : |
Computadora |
| Summary : |
This book demonstrates how delay differential equations (DDEs) can be used to compliment the laboratory investigation of human balancing tasks. This approach is made accessible to non-specialists by comparing mathematical predictions and experimental observations. For example, the observation that a longer pole is easier to balance on a fingertip than a shorter one demonstrates the essential role played by a time delay in the balance control mechanism. Another balancing task considered is postural sway during quiet standing. With the inverted pendulum as the driver and the feedback control depending on state variables or on an internal model, the feedback can be identified by determining a critical pendulum length and/or a critical delay. This approach is used to identify the nature of the feedback for the pole balancing and postural sway examples. Motivated by the question of how the nervous system deals with these feedback control challenges, there is a discussion of''microchaotic'' fluctuations in balance control and how robust control can be achieved in the face of uncertainties in the estimation of control parameters. The final chapter suggests some topics for future research. Each chapter includes an abstract and a point-by-point summary of the main concepts that have been established. A particularly useful numerical integration method for the DDEs that arise in balance control is semi-discretization. This method is described and a MATLAB template is provided. This book will be a useful source for anyone studying balance in humans, other bipedal organisms and humanoid robots. Much of the material has been used by the authors to teach senior undergraduates in computational neuroscience and students in bio-systems, biomedical, mechanical and neural engineering. . |
| Enlace de acceso : |
https://link-springer-com.biblioproxy.umanizales.edu.co/referencework/10.1007/97 [...] |
Delay and Uncertainty in Human Balancing Tasks [documento electrónico] / Insperger, Tamás, ; Milton, John (1608-1674.), . - 1 ed. . - [s.l.] : Springer, 2021 . - XIII, 157 p. ISBN : 978-3-030-84582-7 Libro disponible en la plataforma SpringerLink. Descarga y lectura en formatos PDF, HTML y ePub. Descarga completa o por capítulos. Idioma : Inglés ( eng)
| Palabras clave: |
Ecuaciones diferenciales Neurociencia Computacional Ingeniería Biomédica Ingeniería Biomédica y Bioingeniería |
| Clasificación: |
515.35 |
| Resumen: |
Este libro demuestra cómo se pueden utilizar las ecuaciones diferenciales de retardo (DDE) para complementar la investigación de laboratorio de las tareas de equilibrio humano. Este enfoque se hace accesible a los no especialistas comparando predicciones matemáticas y observaciones experimentales. Por ejemplo, la observación de que es más fácil equilibrar un palo más largo con la punta de un dedo que uno más corto demuestra el papel esencial que desempeña un retraso en el mecanismo de control del equilibrio. Otra tarea de equilibrio considerada es el balanceo postural al estar de pie en silencio. Con el péndulo invertido como controlador y el control de retroalimentación dependiendo de variables de estado o de un modelo interno, la retroalimentación se puede identificar determinando una longitud crítica del péndulo y/o un retraso crítico. Este enfoque se utiliza para identificar la naturaleza de la retroalimentación para los ejemplos de equilibrio de postes y balanceo postural. Motivado por la cuestión de cómo el sistema nervioso aborda estos desafíos del control de retroalimentación, existe una discusión sobre las fluctuaciones "microcaóticas" en el control del equilibrio y cómo se puede lograr un control sólido frente a las incertidumbres en la estimación de los parámetros de control. El último capítulo sugiere algunos temas para futuras investigaciones. Cada capítulo incluye un resumen y un resumen punto por punto de los principales conceptos que se han establecido. Un método de integración numérica particularmente útil para los DDE que surgen en el control del equilibrio es la semidiscretización. Se describe este método y se proporciona una plantilla de MATLAB. Este libro será una fuente útil para cualquiera que estudie el equilibrio en humanos, otros organismos bípedos y robots humanoides. Los autores han utilizado gran parte del material para enseñar a estudiantes universitarios de último año en neurociencia computacional y a estudiantes de ingeniería de biosistemas, biomédica, mecánica y neuronal. . |
| Nota de contenido: |
1. Introduction -- 2. Background -- 3. Pole Balancing at the Fingertip -- 4. Sensory Dead Zones: Switching Feedback -- 5. Microchaos in Balance Control -- 6. Postural Sway During Quiet Standing -- 7. Stability Radii and Uncertainty in Balance Control -- 8. Challenges for the Future -- References -- Semi-discretization Method -- Stability Radii: Some Mathematical Aspects -- Index. |
| Tipo de medio : |
Computadora |
| Summary : |
This book demonstrates how delay differential equations (DDEs) can be used to compliment the laboratory investigation of human balancing tasks. This approach is made accessible to non-specialists by comparing mathematical predictions and experimental observations. For example, the observation that a longer pole is easier to balance on a fingertip than a shorter one demonstrates the essential role played by a time delay in the balance control mechanism. Another balancing task considered is postural sway during quiet standing. With the inverted pendulum as the driver and the feedback control depending on state variables or on an internal model, the feedback can be identified by determining a critical pendulum length and/or a critical delay. This approach is used to identify the nature of the feedback for the pole balancing and postural sway examples. Motivated by the question of how the nervous system deals with these feedback control challenges, there is a discussion of''microchaotic'' fluctuations in balance control and how robust control can be achieved in the face of uncertainties in the estimation of control parameters. The final chapter suggests some topics for future research. Each chapter includes an abstract and a point-by-point summary of the main concepts that have been established. A particularly useful numerical integration method for the DDEs that arise in balance control is semi-discretization. This method is described and a MATLAB template is provided. This book will be a useful source for anyone studying balance in humans, other bipedal organisms and humanoid robots. Much of the material has been used by the authors to teach senior undergraduates in computational neuroscience and students in bio-systems, biomedical, mechanical and neural engineering. . |
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https://link-springer-com.biblioproxy.umanizales.edu.co/referencework/10.1007/97 [...] |
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