Отклонения и коррекции

Управляющие и сбивающие воздействия

Управляющие воздействия на движения способствуют дости­жению поставленной цели, ведут к ней; сбивающие воздействия препятствуют ее достижению.

Команды от аппарата управления по нервам передаются мышцам. Мышцы путем изменения своего напряжения вызывают и изменяют со­ответствующие движения — это управляющие воздействия. При нали­чии обратной связи в командах уже учтено действие других сил на управляемые звенья. Любая сила, если она обусловлена активностью системы и способствует достижению цели, может быть использована также в качестве управляющего воздействия.

В движениях всегда возникают сбивающие воздействия (возмуще­ния). Они действуют извне как чисто механически, так и в виде иска­женной информации, мешающей решению задачи. Сбивающие воздей­ствия в каналах связи представляют собой помехи, которые за­трудняют правильную передачу информации.Они могут возникать также и внутри организма при утомлении, вследствие рассогласования сигналов, запаздывания информации и многих других причин. Часть из помех связана с состоянием организма, часть — с непосредственным выполнением движения.

Мышцы напрягаются не только в ответ на приложение кзвеньямвнешних для них сил. Немалую роль играют рефлекторные напряже­ния, возникающие в ответ на активность мышц отдаленных звеньев (при определенных положениях этих звеньев и их изменениях).

Например, движения пояса верхних конечностей оказывают управляющее воз­действие на мышцы ног и туловища (по П. И. Никифорову); изменяя положение лопаток, можно снять ошибки в движениях ног и туловища. Но неправильные поло­жения лопаток могут вызвать и появление ошибок — управляющее воздействие сме­нитсяна сбивающее.

Таким образом, управляющие воздействия спо­собствуют достижению цели посредством: рабочих напряжений мышц; использования сих помощью внешних и пассивных внут­ренних си л; управляющих движений отдален­ных звеньев. Сбивающие воздействия пре­пятствуют достижению цели. К ним относят­ся внешние механические силы; помехи в каналах связи; факторы, связанные с со­стоянием организма; рассогласование в уп­равлении; помехи, вызванные движениями о т д а л е н н ы х з в е н ь е в.

Для выполнения движений характерно возникновение отклонений (расхождение между реализуемой программой управления и фак­тическим выполнением движений), а также коррекций (устране­ние возникающих отклонений и их предупреждение).

Вследствие сбивающих воздействий всегда имеются некоторые от­клонения в выполнении движений. Отклонения от программы при пов­торном выполнении движений одним лицом, разными лицами, в пере­менных условиях неизбежны. Абсолютно точного повторения движе­ния не бывает. Значит, не бывает и точного выполнения программы. Отклонения как разброс характеристик наблюдаются и в кине­матике, и в динамике.

По своему значению изменчивость может быть случайной (сущест­венной и несущественной), приспособительной, компенсаторной.

Случайная изменчивость вызвана возмущениями, не предвиден­ными полностью. К существенным случайным отклонениям следует отнести те, которые служат помехами на пути к цели и снижают результат движения. Несущественные случайные отклонения не мешают достижению цели, они лежат в пределах допустимых отклонений, не снижают результата.

В ответ на существенные отклонения благодаря обратной связи вырабатываются команды для коррекции. Так называемые сенсорные коррекции (по Н. А. Бернштейну) наступают после отклонения, как реакция на сигнал о нем (post factum — в порядке последующей поправки). Хотя отклонение и может быть исправлено, оно уже про­изошло и причинило известный ущерб. Поэтому более ценны коррек­ции предварительные, которые предупреждают возникновение существенных отклонений.

Приспособительная изменчивость и есть способ предупреждения отклонений посредством предварительного изменения движения ( ante factum — в порядке предварительной подготовки). Происходит под­готовка к встрече с помехами, и отклонения не наступает. Здесь важно успеть подготовиться и точно дозировать необходимое изменение.

Однако само приспособление представляет уже какое-то изменение выполняемой программы. Это хотя и частичное, но все-таки тоже от­клонение, и оно должно быть возмещено.

Компенсаторная изменчивость и есть возмещающие изменения. Они наступают одновременно с приспособительными, как бы уравно­вешивают их. В результате приспособительной изменчивости помеха не сможет вызвать отклонение; компенсаторные же изменения не поз­волят самим приспособительным стать помехами. По существу, при­способления и компенсации нужно рассматривать как предупредитель­ные поправки (коррекции) в программе, а не только как исправления отклонений от программы, ошибок.

Таким образом, борьба со случайной сущест­венной изменчивостью ведется посредством сенсорных коррекций, устраняющих возник­шее отклонение. Предупреждающие коррек­ции (приспособление и его компенсация) не допускают по­явления отклонений.

4.3. Функциональная структура действия

Функциональная структура действия включает формирование двигательной задачи, программирование ее выполнения, управле­ние выполнением движений, контроль над ними и коррекции в ходе движений.

В течение долгого времени господствовало упрощенное представ­ление о двигательном действии: на внешний раздражитель (стимул) организм отвечает заранее выработанной реакцией; каков стимул — такова и реакция, связь между ними однозначная.

По современным представлениям для каждого действия формируется сложная функциональная система (П. К. Анохин). В ней устанавливается двигательная задача, которую, определяет текущая информация с использованием опыта прошлого. Далее, в соответствии с задачей и информацией о текущем состоянии определяется п р о г р а м м а. И задача, и программа могут сложить­ся молниеносно в соревновательной борьбе, если спортсмен подготов­лен к этому. Они могут формироваться в течение многолетнего процесса совершенствования технического мастерства. С точки зрения физиоло­гии здесь используется формирование комплексов восприятий как афферентных синтезов (объединений сигналов, приносимых в центры).

На основе формирования задачи и программы начинается двигатель­ное действие. Сигналы по каналам обратной связи несут информацию об условиях, ходе выполнения и результате движения. На их основе осуществляются контроль над движениями, внесение необходи­мых коррекций при отклонениях.

По Н. А. Бернштейну, контроль и коррекции ведутся на разных подчиненных друг другу уровнях мозга (уровни построения д в и ж е н и й). П. К. Ано­хин выдвинул идею об акцепторе действия: аппарате для афферентного синтеза, который дает предсказание предстоящих результатов и обусловливает конт­роль на основе предвидения будущего по ходу прошедшего.

Все элементы функциональной системы находятся в сложном взаимодействии: задача влияет на программу; программа — основа для контроля; контроль изменяет при необходимости программу. Одна и та же задача может быть решена с применением разных программ. Все эти структурные взаимодействия осуществляются при ведущей роли нервной системы по принципу рефлекса. Современная рефлекторная теория опи­рается на широкое понимание системности и приспособительности, которые И. П. Павлов называл динамической стереотипией.

Моделирование будущего представляет собою не точный, а вероятностный прогноз. Связь между воздействиями и поведением не может быть однозначной (действие статистических, вероятностных, законов). Поэтому одновременно осуществляется и управление как обеспечение поведения системы (достижение цели), и регулирование, понимаемое как борьба против возмущающих воздействий.

Управление определяет линию поведения; регулирование предупреждает и устраняет отклонения от нее. В процессе управления и регулирования могут изменяться, перестраиваться и сменяться программы. Это делает управление действием очень гибким, подвижным и чрезвычайно сложным.

Все движения выполняются в соответствии с законами механики, но то или иное выполнение их, выбор способа определяются законами не столько механики, сколько науки об управлении (кибернетики). Совершенствование (оптимизация) управления направлено на обеспе­чение наилучшего решения задачи.

Дата добавления: 2014-01-15