Érzékelési küszöbérték és észlelés emberi egyensúlyozáskor
Az egyensúlyzavar okozta esések az egyik vezető okai a sérüléseknek és baleseteknek az idősek körében. Az öregedési folyamat jelentős változásokat okoz az emberi érzékszervek működésében, amelyek információt szolgáltatnak a környezetről és a testünk helyzetéről. Az egyensúlyozás közben lejátszódó neurológiai folyamatot gyakran modellezik úgy, mint egy számítógép által irányított folyamatot. Míg a számítógépes szabályozás esetében a szabályozó működését az irányítástechnikai mérnökök tervezik meg, az emberi agy komplex szabályozó mechanizmusát máig nem ismerjük. Annak érdekében, hogy segíthessünk az egyensúlyzavarral küzdő embereken, fontos megértetünk az emberi agy szabályozó mechanizmusát és minden olyan faktort, amely az egyensúlyozásra hatással van: érzékelés és észlelés. Kísérleti megfigyelések alapján az ember egyensúlyozáskor időszakos szabályozást alkalmaz. Időszakos szabályozás az érzékelési küszöbérték miatt lép fel, azaz létezik egy határérték az érzékelésben, amely alatti értékű ingerre az ember nem tesz korrekciós műveletet.
A dolgozatban az ujjhegyen való rúdegyensúlyozást tanulmányozom. A rúdegyensúlyozás egyszerű egyensúlyozási feladat, amely segítségével az emberi egyensúlyozás fontos elemeit vizsgálhatjuk. Feltételezem, hogy az ember képes a rúd pozíciójának, sebességének és gyorsulásának érzékelése, és ezeket az adatokat felhasználja annak érdekében, hogy a rudat a függőleges helyzete körül stabilizálja. A szabályozás így arányos – deriváló - gyorsulás (PDA) visszacsatolással valósul meg. A PDA szabályozó időkésleltetéssel működik, hiszen az embernek véges időre van szüksége, hogy az információt feldolgozza és utasítást adjon az izmoknak a beavatkozásra.
A dolgozatban meghatározok érzékelési küszöbértékeket az elmozdulás, sebesség és gyorsulás érzékelésére a szakirodalomban fellelhető ajánlások alapján, illetve mérés segítségével. Felállítom a rúdegyensúlyozás mechanikai modelljét figyelembe véve a modellezés során az érzékelési küszöbértékeket. Numerikus szimulációk segítségével vizsgálom az érzékelési küszöbérték változtatásának hatását a modellen.
