We measured variability of foot pla

We measured variability of foot placement during gait to test whether lateral balance must be actively controlled against dynamic instability. The hypothesis was developed using a simple dynamical model that can walk down a slight incline with a periodic gait resembling that of humans. This gait is entirely passive except that it requires active control for a single unstable mode, confined mainly to lateral motion. An especially efficient means of controlling this instability is to adjust lateral foot placement. We hypothesized that similar active feedback control is performed by humans, with fore-aft dynamics stabilized either passively or by very low-level control. The model predicts that uncertainty within the active feedback loop should result in variability in foot placement that is larger laterally than fore-aft. In addition, loss of sensory information such as by closing the eyes should result in larger increases in lateral variability. The control model also predicts a slight coupling between step width and length. We tested 15 young normal human subjects and found that lateral variability was 79% larger than fore-aft variability with eyes open, and a larger increase in lateral variability (53% vs. 21%) with eyes closed, consistent with the model's predictions. We also found that the coupling between lateral and fore-aft foot placements was consistent with a value of 0.13 predicted by the control model. Our results imply that humans
may harness passive dynamic properties of the limbs in the sagittal plane, but must provide significant active control in order to stabilize lateral motion.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

เราสามารถวัดความแปรปรวนของการวางเท้าในระหว่างการเดินเพื่อทดสอบว่าข้างสมดุลต้องกำลังควบคุมกับความไม่มีเสถียรภาพแบบไดนามิก สมมติฐานถูกพัฒนาขึ้นโดยใช้โมเดล dynamical ง่ายที่สามารถเดินลงลาดเอียงเล็กน้อยกับการเดินเป็นระยะมนุษย์ เดินนี้จะแฝงทั้งหมดยกเว้นว่าต้องควบคุมใช้งานสำหรับโหมด a ไม่เสถียรเดียว ส่วนใหญ่จำกัดการเคลื่อนไหวด้านข้าง วิธีมีประสิทธิภาพโดยเฉพาะอย่างยิ่งการควบคุมความไม่แน่นอนนี้คือการ ปรับตำแหน่งข้างเท้า เราตั้งสมมติฐานที่ใช้งานคล้ายการควบคุมการดำเนินการ โดยมนุษย์ กับข้างหน้าท้าย dynamics เสถียรเฉย ๆ หรือ โดยควบคุมระดับล่างมากขึ้น แบบจำลองการคาดการณ์ว่า ความไม่แน่นอนภายในวงคำติชมการใช้งานควรทำความแปรปรวนในการจัดวางเท้าที่ใหญ่กว่าข้างหน้าท้ายแบนข้าง นอกจากนี้ สูญเสียข้อมูลทางประสาทสัมผัสเช่นโดยการปิดตาควรทำในขนาดใหญ่เพิ่มขึ้นในความแปรปรวนด้านข้าง แบบควบคุมยังทำนายการเชื่อมต่อเพียงเล็กน้อยระหว่างขั้นตอนที่ความกว้างและความยาว เราทดสอบ 15 หนุ่มวัตถุมนุษย์ธรรมดา และพบว่า ความแปรปรวนด้านข้าง ใหญ่กว่าเปิดท้ายข้างหน้าความแปรปรวน ด้วยตา และการเพิ่มขนาดใหญ่ในความแปรปรวนด้านข้าง (53% เทียบกับ 21%) ตา ปิด สอดคล้องกับแบบจำลองคาดคะเน 79% นอกจากนี้เรายังพบว่าสอดคล้องกับค่า 0.13 คาดการณ์ โดยแบบจำลองการควบคุมการเชื่อมระหว่างตำแหน่งเท้าด้านข้าง และข้างหน้าท้าย ผลของเรานัยว่ามนุษย์อาจเทียมแฝงคุณสมบัติแบบไดนามิกของแขนขาในระนาบ sagittal แต่ต้องให้ควบคุมการใช้งานที่สำคัญเพื่อรักษาเสถียรภาพด้านข้างเคลื่อนไหว

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

เราวัดความแปรปรวนของการจัดวางเท้าในระหว่างการเดินเพื่อทดสอบว่าสมดุลด้านข้างต้องมีการควบคุมอย่างแข็งขันกับความไร้เสถียรภาพแบบไดนามิก สมมติฐานที่ได้รับการพัฒนาโดยใช้แบบจำลองพลังง่ายๆที่สามารถเดินลงเอียงเล็กน้อยกับการเดินเป็นระยะที่คล้ายมนุษย์ นี่คือการเดินเรื่อย ๆ ทั้งหมดยกเว้นว่าจะต้องมีการควบคุมการใช้งานสำหรับโหมดเสถียรเดียวคุมขังส่วนใหญ่จะเคลื่อนไหวด้านข้าง วิธีที่มีประสิทธิภาพโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการควบคุมความไม่แน่นอนนี้คือการปรับตำแหน่งเท้าด้านข้าง เราตั้งสมมติฐานว่าการควบคุมความคิดเห็นที่คล้ายกันที่ใช้งานจะดำเนินการโดยมนุษย์กับ Dynamics ลำเรือมีความเสถียรอย่างใดอย่างหนึ่งหรือโดยการอดทนมากการควบคุมในระดับต่ำ รูปแบบการคาดการณ์ว่าความไม่แน่นอนภายในห่วงความคิดเห็นที่ใช้งานอยู่จะส่งผลให้ความแปรปรวนในการจัดวางเท้าที่มีขนาดใหญ่กว่าด้านข้างลำเรือ นอกจากนี้การสูญเสียของข้อมูลทางประสาทสัมผัสเช่นโดยการปิดตาควรจะส่งผลให้เกิดการเพิ่มขึ้นของขนาดใหญ่ในความแปรปรวนด้านข้าง รูปแบบการควบคุมยังคาดการณ์แต่งงานกันเล็กน้อยระหว่างความกว้างของขั้นตอนและระยะเวลา เราได้ทดสอบ 15 หนุ่มวิชามนุษย์ปกติและพบว่าความแปรปรวนด้านข้างเป็น 79% มีขนาดใหญ่กว่าความแปรปรวนก่อน-ท้ายด้วยตาเปิดและการเพิ่มขึ้นของขนาดใหญ่ในความแปรปรวนด้านข้าง (53% เทียบกับ 21%) กับตาปิดที่สอดคล้องกับการคาดการณ์ของแบบจำลอง นอกจากนี้เรายังพบว่าการมีเพศสัมพันธ์ระหว่างตำแหน่งเท้าด้านข้างและด้านหน้า-ท้ายสอดคล้องกับมูลค่า 0.13 ตามคำทำนายของรูปแบบการควบคุม ผลของเราบ่งบอกว่ามนุษย์
อาจใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติแบบไดนามิกเรื่อย ๆ แขนขาในระนาบทั แต่ต้องจัดให้มีการควบคุมการใช้งานอย่างมีนัยสำคัญในการสั่งซื้อเพื่อรักษาเสถียรภาพการเคลื่อนไหวด้านข้าง

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

เราวัดความแปรปรวนของการจัดวางเท้าขณะเดินเพื่อทดสอบว่าสมดุลด้านข้างต้องกระตือรือร้นควบคุมกับแบบไร้ สมมติฐานการวิพลวัตแบบที่สามารถเดินลงเอียงเล็กน้อยกับการเดินเป็นระยะๆ คล้ายของมนุษย์ งานนี้มีทั้งเรื่อยๆ ยกเว้นที่ต้องควบคุมใช้งานเสถียรโหมดเดียว แต่ส่วนใหญ่ที่มีการเคลื่อนไหว หมายถึงโดยเฉพาะอย่างยิ่งมีประสิทธิภาพในการควบคุมความไม่มั่นคงนี้จะปรับการจัดวางเท้าด้านข้าง เราตั้งสมมุติฐานว่า คล้าย งานติชมควบคุมโดยมนุษย์ กับหน้าหลังเปลี่ยนแปลงคงที่ให้เฉยๆหรือโดยการควบคุมมากระดับต่ำ . แบบจำลองคาดการณ์ว่า ความไม่แน่นอนในห่วงความคิดเห็นปราดเปรียวน่าจะมีความผันแปรในการวางเท้าที่กว้างขวางกว่า fore-aft. นอกจากนี้การสูญเสียการรับรู้ เช่น โดยการปิดดวงตาน่าจะมีขนาดใหญ่เพิ่มการความผันแปร รูปแบบการควบคุมนอกจากนี้ยังคาดการณ์เล็กน้อยระหว่างขั้นตอนต่อความกว้างและความยาว เราทดสอบยังปกติวิชามนุษย์และพบว่าด้านข้างซึ่งเป็นร้อยละ 79 มีขนาดใหญ่กว่าทางท้ายเรือก่อนลืมตาและเพิ่มขนาดใหญ่ในการเตือน ( 53% เทียบกับ 21% ) ปิดตาสอดคล้องกับการคาดการณ์ของแบบจำลอง นอกจากนี้เรายังพบว่า การมีเพศสัมพันธ์ระหว่างด้านข้างและหลังเท้า และตำแหน่งที่สอดคล้องกับค่าของ 0.13 ทำนายด้วยแบบจำลองการควบคุม ผลของเราแสดงให้เห็นว่า มนุษย์อาจใช้คุณสมบัติแบบไดนามิกเรื่อยๆของแขนขาในเครื่องบินแซก แต่ต้องมีการควบคุมการใช้งานที่สำคัญในการรักษาเสถียรภาพการเคลื่อนไหว