Harakat strategiyalari

Harakat strategiyalari.

Harakatlami rejalashtirish usullari. Ko‘p bo‘g‘imli harakat­lami o‘rganish paytida yuzaga keladigan birinchi savollardanbiri-ha­rakat koordinatalaming qanday tizimida va qanday o‘zgamvchilarda rejalashtiriladi, degan savol. Asab tizimi gavda zvenolari harakatla- nadigan real uch o‘lchamli (“ishchi”) fazo bilan, bo‘g‘imli burchaklar fazosi (fazali ko‘p o‘lchamli fazo, unda o'lchashlar soni tizimning erkinligi darajalari soniga teng) bilan, ehtimol ko‘p o‘lchamli mushak fazolari bilan to‘qnashadi.

Subyektiv tajribadan ma’lumki, harakatni rejalashtirish pay­tida, biz, ong darajasida aynan kinematik ko'rsatkichlar bilan va shu bilan birga, tashqi fazo koordinatalarida operatsiyalar bajaramiz. Ma­salan, biz jismni olmoqchi bo‘lganimizda, biz u yoki bu bo‘g‘imni qanday bukish yoki u yoki bu mushaklami qisqartirish va qanday uzunlikda qisqartirish to‘g‘risida o‘ylamaymiz, balki, aynan qo‘l kaftini ishchi fazodagi harakatini rejalashtiramiz. Ushbu muammoni tajribada o‘rganish uchun quyidagi g‘oya: harakat traektoriyasini ish­chi va fazali fazoda har xil harakat vazifalari paytida o‘rganish taklif qilingan. Shuni taxmin qilish mumkinki, harakat shunday traektori- yalarda rejalashtiriladiki, ularda traektoriyalar oddiyroq bo‘ladi va harakat vazifalari o‘zgargan paytda barqarorroq bo‘ladi.
Ushbu g‘oya bir qator ishlarda qo‘llanilgan. Ularda, odam barmog'ini yoki ukazkani berilgan dastlabki (start) nuqtadan yakuniy (final) nuqtaga o‘tkazishi kerak bo‘lgan yassi “ko‘rsatuvchi harakat­lar” o'rganilgan. Bunda, odatda, start va final nuqtalaming holatlari, ayrim paytlarda harakatlaming boshqa parametrlari ham variatsiya 144qilingan. Harakat ikkita bo‘g‘im hisobiga amalga oshirilgan tajri- balarda, qo‘lning uchi (“ishchi nuqta”) asosan to‘g‘ri chiziq bo‘ylab harakat qilgan, bo‘g‘im burchaklari esa, murakkab tarzda o‘zgargan. Ushbu natijalar, harakatlar tashqi fazo koordinatalarida rejalashtirili- shi to‘g‘risidagi g‘oya foydasiga gapiradi. Uchta bo‘g‘imlar (erkinlik darajalarining ortiqcha miqdori bilan) ishtirokidagi harakatlami tad­qiq qilishi paytida, ishchi nuqtaning traektoriyasi egri chiziqli bo‘lishi mumkin. Olingan natijalami interpretatsiya qilish paytida, quyidagi taxmin qo‘llaniladi. Bo‘g‘imning har bir holatiga qandaydir “qiymat” mos kelishi qabul qilingan bo‘lib, u, shu tarzda bo‘g‘im burchagining funksiyasi hisoblanadi. Shu bilan birga, “qiymatning funksiyasi” biron-bir o‘rtacha bo‘g‘im burchagi paytida minimumga ega va uning chegaraviy qiymatlariga (maksimal fleksiyaga yoki ekstenzi- yaga) yaqinlashib borishi bilan ortadi. Ushbu taxmin bo‘yicha har bir pozaning (gavda holatining) barcha uchta bo‘g‘im burchaklari “qiymatlar funksiyasi” yig‘indisiga teng. Shu tarzda, ishchi nuqtani ishchi fazodagi har bir holati uchun minimal “qiymatlar funksiyasi” bilan ma’lum bir pozani topish mumkin bo‘lib, u, “qulay” sifatida subyektiv idrok qilinadi. Ushbu taxmin erkinlik darajalari miqdorin- ing ortiqchaligi muammosini xal qiladi, deb hisoblanadi, chunki ishchi nuqtaning har bir holati uchun faqatgina bitta “qulay poza”, demak, bo‘g‘im burchaklarining yagona to‘plami mos keladi. Shun­ing uchun, asosiy g‘oya shundan iboratki, odam harakatlami bajarish paytida ma’lum bir kompromisli strategiyani qo‘llaydi: bir tomondan, u, ishchi nuqta tashqi fazoda to‘g‘ri chiziq bo‘ylab harakat qiKshiga intiladi, boshqa tomondan - ushbu to‘g‘ri harakatga o‘ta ortiqcha qi- ymatni to‘lamaslikka intiladi, imkoni boricha noqulay pozalar soha- siga ketib qolmaydi. Boshqa so‘zlar bilan aytganda, fazali bo‘g‘im fazosining ma’lum bir sohasida turishga intiladi. Bunday nuqtai naz- aming originalligi shundan iboratki, adabiyotlarda ко‘rib chiqiladigan odatdagi altemativa o‘miga “harakat ishchi fazoda rejalashtiriladi” yoki “harakat bo‘g‘im fazosida rejalashtiriladi”, asab tizimi ikkalasini ham bajarishi taxmin qilinadi.
Harakatlar fragmentatsiyasi. Ishchi nuqta traetoriyasi shaklini o‘rganishga bag‘ishlangan ishlar seriyasida (W.Abend, I.A.Adams, 1985; P.Morasso, P.Viviani, F.A.Mussa-Ivaldi, 1987), qo‘lni egri chiziq bo‘ylab harakatlantirish topshirig‘i paytida qizi-145qarli dalil aniqlanganligi to‘g‘risida gap yuritiladi. Egri chiziq bo‘ylab harakat, ko‘pincha, bir-biri bilan “ulangan” har xil egri- laming bir nechta segmentlaridan tashkil topadi, ya’ni sinovdan o‘tuvchilar berilgan egri chiziqni kichik egri segmentlari yoki xattoki to‘g‘ri chiziq bo‘laklari bilan approksimirlashga urinishadi. Bunday harakatlar paytida, tezlik grafikasining dastlabki qismi to‘g‘ri chiziq bo‘ylab harakatlar uchun mos bo‘lgan grafikaga aynan o‘xshash, le­kin keyin uning shakli o‘zgaradi - egiklar va botiqlar paydo bo‘ladi. Qoidaga ko‘ra, tezlik minimumlari harakat traetoriyasining eng katta egrisi nuqtalariga, uning cho‘qqilari esa - taxminan, traektoriyaning mos ravishdagi segmentlarini o‘rtasiga mos keladi. Harakatlami bun­day segmentatsiya qilinishi ishchi fazoning har xil sohalarida kuzati- ladi. Mualliflar, harakat davrida tezlikning pasayishini, traektoriya­ning eng katta egri joylari bilan bog‘lashadi. Ushbu g‘oya bilan, egri chiziqli yo‘llar bo‘yicha harakatlaming davomiyligi, xuddi shunday uzunlikdagi to‘g‘ri bo‘laklar bo‘yicha harakatlar davomiyligiga nis­batan katta ekanligi to‘g‘risidagi dalil mos keladi.
Traektoriyalaming fragmentatsiyasini mumkin bo‘lgan tushun- tirish uchun bir nechta taxminlar ilgari surilgan. Ulardan biri, odam qo‘lini to‘g‘ri chiziq bo‘ylab harakatlantira olishidan va harakat vaqtida, berilgan egri chiziqli traektoriyani approksimirlash bilan ushbu to‘g‘ri chiziqning yo‘nalishini bir necha marta o‘zgartira ol­ishidan iborat.
Harakat tezligi bilan traektoriyaning egri chizig‘i o‘rtasida bog‘liqlik mavjud (“2/3 qonuni”):
bunda, v - ishchi nuqtaning tangensial tezligi; r - traektoriya egriligi radiusi.
T.Flesh va N.Xogan (1990) harakatni maksimal silliqlik tamo­yili asosida egri chiziqli traektoriya bo‘ylab tuzish modelini ishlab chiqishgan. Ular, egri chiziqli traektoriyaning shaklini hisoblab topishgan bo‘lib, u, masalaning yechimini beradi, shu bilan birga, yassi ikki bo‘g‘imli harakatlar uchun tajriba egri chiziqlari nazariy ma’lumotlar bilan mos kelishini ko‘rsatishgan. Undan tashqari, model, egri chiziqli traektoriya, bir-biri bilan traektoriyaning egri
146chizig‘i maksimal bo‘lgan, harakat teziigi esa minimal bo‘lgan so- hada birlashtirilgan, har xil egrilikka ega bo‘lgan ikkita uchastkalar- dan tashkil topishi kerakligini oldindan aytadi. Bundan muhim xulosa kelib chiqadi: tezlik grafikasida chuqur joylaming mavjudligi hara­kat ikkita alohida segmentlardan tashkil topganligini anglatmaydi, maksimal silliqlik tamoyilidan traektoriyani hisoblash barcha harakat uchun birdaniga olib boriladi va uning segmentatsiya qilinishini umu- man nazarda tutmaydi. Odam egri chiziqli traektoriya bo‘ylab hara­katni rejalashtirar ekan, unda bir nechta oraliq nuqtalami belgilashi, keyin esa, otimallashtirish tamoyilini qo‘llashi inkor qilinmaydi, bun­da harakatni rejalashtirish va bajarish bir butun akt sifatida amalga oshiriladi, tajribada tezlikning bir nechta minimumlari topilsa ham. T.Flesh va N.Xogan ishidagi ikkinchi muhim xulosa shundan iborat­ki, harakatning teziigi bilan traektoriyaning egri chizig‘i o‘rtasidagi aloqa sof holdagi kinematik tamoyillardan kelib chiqadi va harakat kinematik darajada rejalashtirilishi foydasiga gapiradi. Hozirgi vaqt­da, “2/z qonuni” “maksimal silliqlik tamoyili” oqibati sifatida olinishi mumkin ekanligi isbotlangan.
Eng oddiy harakatni tuzishning taxminlari va modellari.
Bir bo‘g‘imli harakatlar uchun harakatlami boshqarishning asosiy modelini ко‘rib chiqamiz. Bugungi kunda, ko‘pchilik tadqiqotchilar, vaqtning har bir momentida koordinatalami (bo‘g‘im burchaklarini, mushaklar uzunligini) hisoblab topish va xotirada saqlashni nazarda tutadigan bo‘g‘imni boshqarish modelini inkor etishadi. Boshqarish- ning altemativ modellari harakat apparatining (barcha asabli aloqalari bilan birgalikdagi mushaklami) jismoniy va neyrofiziologik struktu- rasini hamda harakatni boshqarish paytida markaziy dastur birgalik- da o‘zaro ta’sir qiladigan yuklamani aniq ko‘rinishda hisobga oladi. Bunday yondashuv paytida, harakatning barcha detallarini dasturga kiritish zarurati bo‘lmaydi, bu, uning stmkturasini keskin soddalashti- radi va zarur bo‘lgan katta hisoblashlami kamaytiradi. Harakat das- turi tabiatini bunday tushunishga N.A.Bemshteynning (1947, 1961, 1966) ishlarida asos solingan.
Impulsli dasturlashtirish taxmini. Harakat dasturi, taxmin doirasida, mos ravishdagi mushaklarda motoneyron faollik impulsla- rini, ya’ni ulaming faollashuvi va dezaktivatsiyasi va faolligi katta­liklari vaqtini belgilaydi. Mushak kuchining kattaligi faollashuv kat-147taligi bilan murakkab tarzda bog‘liq. Kuch impulslarining davomiy- ligi va ulaming o‘tish vaqti mushak faolligining davomiyligi va uni vaqt ichida taqsimlanishi bilan aniqlanadi. Dastur, oxir oqibatda, beriladigan parametrlar sifatida kuch va vaqtni tashkil etadi. Shunday qilib, mazkur taxminga ko‘ra, EMG-faollikning avj olishi kattaliklari va yuzaga kelishi momentlari, yuqori universal dastur tufayli harakat vazifasi bilan aniq mos keladi. EMG kinematik va dinamik parametr- larga bog‘liqligi to‘g‘risidagi hamda EMGning uchpachechli patter- nini sinovdan o‘tuvchi uchun harakatga qadar yoki harakat vaqtidagi kutilmagan periferik kirishlaming o‘zgarishlari bilan modifikatsiya qilish mumkinligi to‘g‘risidagi ma’lumotlar “yuqori universal marka- ziy harakat dasturi” tushunchasi asosida tushuntiriladi. Periferik kirishlaming o‘zgarishlarini tashqi muhit parametrlarini o‘zgartirish hisobiga belgilanishi mumkin (7.2-bo‘limga qarang).
Muvozanatli nuqta taxmini. N.A.Bemshteynning konsepsi- yasini fiziologik jihatdan A.G.Feldman (1979) konkretlashtirgan. Uning muvozanatli nuqta taxminida (RT-gipoteza) markaziy ta’sirlar mushakning konkert uzunligini belgilamaydi, balki uning tonik strech-refleksi bo‘sag‘asini va shundan kelib chiqqan holda, mushak kuchini mushakning uzunligiga ma’lum bir bog‘liqligini belgilaydi. Shu tufayli miya, “mushak - yuklama” tizimi harakat qilishga maj- bur bo‘lgan muvozanatli holatni aniqlaydi. RT-gipoteza doirasida bo‘g‘imda harakatni boshqarish, bo‘g‘imning invariativ mushak tavsiflarini boshqarish asosida amalga oshiriladi. Bo‘g‘imning umu­miy mushak tavsifi - antagonist-mushaklar tavsiflarining algebraik yig‘indisi hisoblanib, ulaming har biri, o‘z navbatida, mushak kuchi momentini markaziy ta’sirlar bilan belgilanadigan tonik strech-ref- leks bo‘sag‘asining mazkur kattaligi uchun uzunligiga bog‘liqligini ifodalaydi. Shunday qilib, mushaklar, o‘zining qaytar aloqalarini barchasi bilan birga, o‘zini boshqariladigan nolli uzunligi bo‘lgan chiziqli bo‘lmagan pmjinasimon tutadi. Mos ravishdagi EGM faol- lik va mushak kuchlari harakat tizimining joriy holati bilan uning muvozanatli holati o‘rtasidagi uyg‘unlikning buzilishi sifatida yu­zaga keladi. Qo‘l yoki oyoq harakatini ixtiyoriy boshqarishning asosida reflektorli mushak bo‘sag‘alarining markaziy beriladigan o‘zgarishlari yotadi, ular invariativ mushak tavsiflarining mos ravish­dagi o‘zgarishlarini chaqiradi. 148Ko‘p bo‘g‘imli harakatlami tuzish. Ko‘p bo‘g‘imli hara- katlami tahlil qilish paytida qo‘shimcha muammolar yuzaga keladi: 1) erkinlik darajalari miqdorining ortiqchaligi tufayli qo‘l yoki oyoq harakati traektoriyasini tanlashning bir xil bo‘lmasligi; 2) erkinlik darajalari miqdoriga nisbatan mushaklar raiqdorini o‘ta ortiqchaligi tufayli bo‘g‘imlarda zarur bo‘lgan kuch momentlarini rivojlantirish uchun mushak faolligi pattemini tanlashning bir xil bo‘lmasligi. Yuqorida bayon qilingan taxminlar g‘oyalarini qo'llaydigan ko‘p bo‘g‘imli harakatni boshqarishning bir nechta modellari adabiyot- larda keltirilgan.
Masalan, N.Xogan (1992) muvozanatli nuqtani siljitish naza- riyasini ko‘p bo‘g‘imli tizimlarga olib o‘tgan. Ushbu tasavvurlar - “muvozanatli traektoriya taxmini” nomini olgan. Asab tizimi ko‘p bo‘g‘imli tizimning muvozanatli nuqtasini (ishchi nuqtaning “ichki obrazi”) ma’lum bir traektoriya bo‘yicha qandaydir tezlik bilan silji- tishi mumkin. Bunda, muvozanat holatiga qadar masofa qanchalik katta bo‘Isa, shunchalik katta kuchlar yuzaga keladi. Ushbu kuchlar qo‘l yoki oyoqni muvozanatning yangi holatiga siljitadi. Lekin, qo‘l yoki oyoq ushbu holatga qarab harakatlanayotganida, muvozanatli nuqta yangi holatga ketib qolishga ulguradi va h.k. Shunday qilib, asab tizimi dinamikaning murakkab tenglamalarini qanday yechadi va kuchlar momentlarining har xil komponentlarini hisoblab topadi, degan savolga, ushbu taxmin quyidagicha javob beradi: asab tizimi dinamikaning tenglamalarini umuman yechmaydi va harakat uchun zarur bo‘lgan hech qanday kuchlar momentlarini hisoblab topttiaydi.
Qo‘l yoki oyoq harakatini boshqarishning boshqa g‘oyasi ham ilgari surilgan (F.A.Mussa-Ivaldi et al, 1995). U, ko‘p bo‘g‘imli tizimlarning harakati paytida, kinematika va dinamikaning vazi- falari ketma-ket (awaliga kinematika, keyin dinamika) emas, balki bir vaqtda yechilishidan iborat. Tadqiqotchilar quyidagicha fikr yuri- tishadi. Ko‘p zvenoli elastik tizimning uchi siljitilsa, u, o‘z-o‘zidan yangi konfiguratsiyaga o‘tadi, ushbu konfiguratsiya potensial ener­giyaning minirrmmi bo‘lgan holat bilan mos keladi. Shunday qilib, ishchi nuqtaning har bir siljishiga, har bir bo‘g‘imda yuzaga kel­adigan bo‘g‘im burchaklarining va elastik kuchlaming ma’lum bir o'zgarishlari mos keladi. Shuning uchun, potensial energiya minimu- mi tamoyilini qo‘llash, bo‘g‘im burchaklarini aniqlash va qo‘l yoki 149oyoqni bir konfiguratsiyadan boshqasiga zaruriy o‘tishiga mos kela­digan bo‘g‘im momentlarini topish imkonini beradi. Lekin, ushbu model tanqidiy baho olgani yo‘q va tajribada isbotlanmagan.
M.B.Berkenblit va b. (1997) quyidagi tamoyillarga asoslan­gan, ko‘p zvenoli qo‘l yoki oyoqni maqsadga yo'naltirilgan hara­katlarini boshqarish modelini taklif qilgan. Boshqaruv signallari har bir bo‘g‘im uchun individual ravishda shakllantiriladi, bunda, u, qo‘l yoki oyoqni maqsadga qanchalik yaqinlashtirishi mumkin ekanligi- ni hisobga oladi, lekin, bu vaqtda boshqa bo‘g‘imlarga kelib tusha- digan buyruq signallari hisobga olinmaydi. Mazkur munosabatda, bo‘g‘imlar barcha jamoa erishgan natijaga bog‘liq ravishda mus- taqil harakat qilishadi. Kinematika, harakat traektoriyasi hamda uni amalga oshirish uchun zarur bo‘lgan kuchlar boshqaruv tizimi to­monidan bevosita dasturlashtirilmaydi, u, qo‘l yoki oyoqning har bir bo‘g‘imi uchun muvozanatli holatni belgilaydigan parametrlarnigina o‘zgartiradi, harakat esa, ushbu muvozanatli holatni o‘zgarishi oqi- bati sifatida yuzaga keladi.
Gavda zvenolari harakatlarini boshqarishning katta miqdorda ishlab chiqilgan strategiyalariga qaramasdan, harakat qanday re- jalashtiriladi va amalga oshiriladi, degan savolga javob hozircha yo‘q.